В учебных рабочих программах специальностей 140211 «Электроснабжение» и 210106 «Промышленная электроника в энергетике» предусмотрены самостоятельные работы в форме домашних заданий (ДЗ) и курсовых работ(КР). С учетом специфики специализаций в учебном пособии приводится материал для таких заданий, способствующий расширению знаний студентов по использованию высоковольтных линий передач не только для их целевого назначения - передачи энергии, но и для высокочастотной связи по ЛЭП. В настоящее время высокочастотные (ВЧ) каналы по ЛЭП являются основным средством связи в энергосистемах. Их доля в общем объеме каналов связи энергосистем составляет не менее 43 %, причем в ближайшем будущем их ведущая роль сохранится [1]. Формирование и совершенствование Единой энергетической системы страны, осуществляемой путем объединения энергосистем Сибири и Средней Азии с Европейской энергетической системой и сооружения магистральных ЛЭП напряжением 500, 750 и 1150 кВ требует внедрения новейших систем управления и регулирования потоками информации, циркулирующими в сети. В связи с этим предъявля-ются повышенные требования к средствам связи в энергетике. При этом важ-нейшая роль отводится совершенствованию Единой сети связи энергетики (ЕССЭ), в которой ведущее место занимает ВЧ связь по высоковольтным линиям (ВЛ). В [1, 2, 3] отмечается, что обеспечение надежной работы каналов ВЧ связи по ВЛ, связанное с разработкой и усовершенствованием аппаратуры систем передачи информации по линиям сверхвысокого напряжения а также систем измерения и контроля параметров ВЧ тракта, является важной задачей, решение которой способствует повышению надежности работы энергосистемы в целом.
В этой связи в данной работе приводится методика определения парамет-ров нелинейности усилительных каскадов аппаратуры ВЧ связи по ЛЭП, имеющих место вследствие опасных в усилителе нелинейных явлений – интермодуляции и блокирования, которые возникают из-за нелинейности передаточной характеристики усилителя и нарушают достоверность принимаемой информации. Интермодуляция – это нелинейный процесс возникновения в полосе пропускания усилителя различных комбинационных помех второго fс ± fп, третьего 2fс ± fп и других порядков. Их называют продуктами нелинейного преобразования (ПНП), так как являются комбинациями из двух, трех и т.д. частот сигналов, одним из которых является полезный сигнал с амплитудой Uс и частотой fс, а другой – помеха Uп с частотой fп. При этом наиболее опасны ПНП третьего порядка, так как по частоте они всегда оказываются вблизи полезного сигнала, т.е. в полосе пропускания усилителя, и, следовательно, нарушают достоверность полезной информации. Интермодуляцию вызывают сложные помеховые условия ВЧ каналов связи по ЛЭП, в которых в широком спектре амплитуд и частот присутствуют сосредоточенные помехи от соседних ВЧ каналов ВЛ, радиостанций и каналов проводных воздушных линий связи, от экранирования линейных проводов и разрядов по поверхности изоляторов, а также от коммутационных операций в сети и атмосферных разрядов.
Опасность другого вида нелинейности – блокирования малого полезного сигнала помехой большого уровня – состоит в том, что под действием мощ-ной помехи, которая может находиться даже далеко за полосой пропускания усилителя, происходит изменение усиления, которое иногда превышает допустимые пределы (по нормативам не более ±20 %).
Эти нелинейные явления имеют место во всех усилительных и преобразовательных каскадах любой радиоэлектронной аппаратуры, и вопросы, связанные с борьбой с помехами и информационной надежностью профессиональной и другой аппаратуры, являются одной из важных составных частей так называемой проблемы электромагнитной совместимости радиоэлектронных, энергетических и других информационных средств.
В пособии представлены методики трех заданий, из которых первых два задания предусматривают оценку нелинейных свойств (интермодуляцию и блокирование) в усилительном каскаде, а третье – в преобразователе частоты аппаратуры ВЧ канала связи по ЛЭП.
4.2. Курсовая работа (Домашнее задание)
