Устройство для передачи сигналов по проводам линии электропередачи Советский патент 1987 года по МПК H04B3/54 

Изобретение относится к передаче информации и может применяться при передаче информации по линиям электропередачи без их специальной высокочастотной обработки.

Цель изобретения - снижение нестабильности сигнала.

На чертеже приведена электрическая структурная схема устройства для передачи сигналов по проводам линии 10 электропередачи.

Устройство содержит первый трансформатор 1, провода, 2 линии электропередачи высокого напряжения, второй трансформатор 3, передатчик 4, катзш- 5 ку 5 индуктивности, конденсатор 6,

Устройство для передачи сигналов по проводам линии электропередачи работает следующим образом.

Первый трансформатор 1 является 20 питающим трансформатором, а второй трансформатор 3 - силовым трансформатором и соединен с выводами вторичной обмотки первого трансформатора 1 проводами линии электропередачи сред него напряжения.

Пусть С - емкость конденсатора 6; L - индуктивность катушки 5 индуктивности-, сопротивление обмоток первого трансформатора 1 , Zp - сопротив-30 ление при резонансе между L и С Zg - сопротивление проводов 2 линии электропередачи высокого напряжения- ZP - сопротивление нагрузки линии электропередачи среднего напряжения; 35 IP - источник тока сигнала . In ток помехи, приходящий с проводов 2 линии электропередачи высокого напряжения ио - напряжение сигнала на сопротивлении Z. U - напряжение помехи на сопротивлении Zf-,

Таким образом, для снижения нест бильности сигнала необходимо снизит ток помехи 1пв и снизить изменение Ujj при изменении Zj и Z.

Определяют пределы изменения Zg, при этом считают линию электропередачи высокого напряжения линией без потерь. Входное сопротивление линии без потерь при коротком замыкании о ределяется из выражения

- из выражения

2б(к.з) JZotg/it, а при холостом ходе

ZB(X.XI -JCtg/i, где Z - волновое сопротивление лин

Ь,/С„

L. с„. 25

километрическая индуктивность ЛИНИИ , километрическая.емкость

линии;

/i - коэффициент фазы (, fg - частота сигнала-, Р - длина линии.

Из этого следует, что сопротивление Zg в зависимости от длины и нагрузк линии электропередачи высокого напряжения изменяется в широких преде лах, а именно -j t Zg +j со , Очеви но что при (Д - длина волны).

При холостом ходе линии высокого напряжения (х.х,), когда

где 6 - длина линииj Д - длина волн ,3,5,7,,., а также при -коротком замыкании линии высокого напряжения

Д

Ток сигнала передатчика 4 1„ соз- (к,з,), когда п, п 1,2,4,6,.,

дает полезное напряжение сигнала U

2

на сопротивлении Z, Значение Uo on- следует, что Zg-0,

ределяется из выражения

о .Г+7. 2 ,

(ZTP+ZB) ZT-p-fZg+Zc

при Ip const, нестабильность напряжения сигнала определяется изменением сопротивлений Zg и Z, так как ZTp const.

С проводов 2 линии электропередачи высокого напряжения приходит ток помехи Ipg, который образует на сопротивлении Z нежелательное напряжение помехи Un. Причем, чем меньре

ПР

тем меньше Un,

Таким образом, для снижения нестабильности сигнала необходимо снизить ток помехи 1пв и снизить изменение Ujj при изменении Zj и Z.

Определяют пределы изменения Zg, при этом считают линию электропередачи высокого напряжения линией без потерь. Входное сопротивление линии без потерь при коротком замыкании определяется из выражения

- из выражения

2б(к.з) JZotg/it, а при холостом ходе

ZB(X.XI -JCtg/i, где Z - волновое сопротивление линии

Ь,/С„

20 3035

L. с„ 25

километрическая индуктивность ЛИНИИ , километрическая.емкость

линии;

/i - коэффициент фазы (,Га; fg - частота сигнала-, Р - длина линии.

Из этого следует, что сопротивление Zg в зависимости от длины и нагрузки линии электропередачи высокого напряжения изменяется в широких пределах, а именно -j t Zg +j со , Очевидно что при (Д - длина волны).

При холостом ходе линии высокого напряжения (х.х,), когда

где 6 - длина линииj Д - длина волны, ,3,5,7,,., а также при -коротком замыкании линии высокого напряжения,

Д

(к,з,), когда п, п 1,2,4,6,.,

2

50

55

При х,х., когда , ,2,4

1 ,.., а также при к,з., когда ,

,3,5,,.., ,

Пределы изменения сопротивления Z определяются мощностью первого трансформатора 1, В линиях электропередачи 10 кВ сельскохозяйственного назначения мощность таких трансформаторов не превышает 4000 кВА,

Сопротивление на частоте сигнала fg определяется из выражения

,P

2EKU fo

6ц- напряжение короткого замыкания ;

и - линейное напряжение;

мощность трансформаторов;

fg - частота сигнала-,

Х„- реактивная составляющая сопротивления ZTP .

Сопротивление Z, на частоте сигнала д определяется из выражения „ 21/3U f

SKjSTpSO

- S in f ,

где Kj

- коэффициент загрузки трансформаторов.

Возьмом отношение ,1, учитытрвая которое, можно принять Z. .

Рассмотрим изменение Z при изменении

со

тр

,

7 - 7 Tp

r..

Q - добротность обмоток первого трансформатора 1.

При Последовательном резонансе между Zyp и Zg сопротивление Z ntte- 30 ет очень низкое значение и напряжение сигнала Uc упадет в Q раз. Цепочка L, С настраивается в резонанс на частоту сигнала, при этом резонансное сопротивление35

7 - R -

Lгде Rp активное сопротивление

Q. - добротность катушки 5 индук-40

тивности, при этом R р i .

Редактор Н.Гунько Заказ 1805/56

Составитель А.Левитинская

Техред М.Ходанич Корректор д.Обручар

Тираж 639Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Рассмотрим теперь изменение сопротивления Z при изменении Zg с учетом резонансного сопротивления

5

0

0 5

0

при ое

,

- ГР Ч Р

Ze -JXrp ,

Таким образом, установка Ь,С-це- почки уменьшает нестабильность сигнала за счет постоянства Z т.е. Up const.

Так как , ток помехи Inj приходящий с линии электропередачи высокого напряжения, будет шунтирован резонансным сопротивлением Zp LC-це- почки.

Формула изобретения

Устройство для передачи сигналов по проводам линии электропередачи, содержаще первый трансформатор, первичная обмотка которого соединена с проводами линии электропередачи высокого напряжения, а выводы вторичной обЫот- ки первого трансформатора соединены с выводами первичной обмотки второго трансформатора, первый и второй выводы вторичной обмотки которого соединены соответственно с первым и вторым вьшодами передатчика, отличающееся тем, что, с целью снижения нестабильности сигнала, первый вывод первичной обмотки первого трансформатора соединен с первым выводом катушки индуктивности, второй вывод которой соединен с первым выводом конденсатора, вт-орой вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки первого трансформатора.

Изобретение относится к передаче информации. Цель изобретения - снижение нестабильности сигнала. Устр-во содержит трансформаторы 1 и 3, провода 2 линии электропередачи высокого напряжения, передатчик 4, катушку индуктивности (КИ) 5 и конденсатор (К) 6. Цель достигается введением цепочки из КИ 5 и К 6, обеспечивающей постоянство напряжения сигнала на сопротивлении нагрузки линии электропередачи среднего напряжения. 1 ил. LpnrMt}