Проверка и настройка ВЧ-заградителей с помощью испытательного комплекса РЕТОМ-ВЧм

Программно-технический комплекс РЕТОМ–ВЧм [1] производства ООО «НПП «Динамика» (г. Чебоксары) выпускается с 2002 года и предназначен для проверок ВЧ аппаратуры каналов передачи и приёма телекоманд релейной защиты и противоаварийной автоматики и связи, фильтров присоединения, разделительных фильтров, ВЧ заградителей с элементами настройки и других составных частей ВЧ тракта. Комплекс заменяет от 10 до 15 обычных приборов и вспомогательных блоков, применяемых при проверке ВЧ оборудования РЗА, и, соответственно, облегчает транспортировку. Комплекс позволяет проводить автоматический или ручной контроль параметров ВЧ аппаратуры каналов РЗА, автоматически обрабатывать результаты испытаний, выдать готовый протокол на печать.

Комплекс состоит из следующих составных частей:

1. устройство РЕТОМ-ВЧ/25;
2. ВЧ-тестер ВЧТ-25;
3. магазин RLC ВЧР-50М;
4. магазин затуханий ВЧА-75.

Применение в комплексе самых современных электронных компонентов и методов их сборки, позволило создать простой, удобный и малогабаритный прибор, реализующий те же функции, что и комплект обычных приборов, но имеющий высокую степень автоматизации, как выполнения работ, так и обработки результатов испытаний. Применение новых методик в проведении проверок дает существенную экономию трудозатрат.

С помощью комплекса РЕТОМ-ВЧм можно проверить практически любое ВЧ оборудование на энергопредприятии, и в настоящей статье представлена методика проверки и настройки высокочастотных параметров ВЧ заградителей.

Для выполнения этих испытательных работ НПП «Динамика» разработало специальный балансировочный блок, который входит в состав модернизированного магазина ВЧР-50М. Применение балансировочного блока позволит значительно снизить трудозатраты и уменьшить весогабаритные показатели проверочной аппаратуры при проведении следующих работ на ВЧ заградителе:

• проверка и настройка параллельных и последовательных контуров элемента настройки;
• определение модуля полного сопротивления;
• определение активной составляющей полного сопротивления;
• построение частотных характеристик сопротивлений.

Также для облегчения работы по снятию характеристик заградителей была написана автоматизированная проверка снятия полного сопротивления заградителя и активной составляющей сопротивления заградителя.

1. Проверка частоты настройки параллельных и последовательных контуров элемента настройки ВЧ заградителя

1.1. Собирается схема проверки контуров, представленная на  рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема для проверки и настройки контуров, входящих в схему заградителя

1.2. Проверка выполняется с использованием стандартного пакета программ  испытательного комплекса РЕТОМ-ВЧм «Виртуальная ВЧ лаборатория». Результаты представляются в виде графиков и таблиц, представленных на рисунке 3.

Рисунок 3 - Графики АЧХ контуров: а) параллельного б) последовательного

2. Измерение модуля полного сопротивления ВЧ заградителя по мостовой схеме

2.1. Собирается мостовая схема измерения (см. Рисунок 4). Для этого используется дифференциальный трансформатор Т и набор резисторов. Все перечисленные элементы включены в состав магазина ВЧР-50М. В качестве генератора G в данной схеме используется ВЧ генератор РЕТОМ-ВЧ/25, в качестве вольтметра V – высокочастотный тестер ВЧТ-25.

2.2. Устанавливается напряжение 100 мВ на резисторе R₁(100 Ом).

2.3. Тестер ВЧТ-25, подключенный параллельно заградителю, отображает на дисплее величину модуля его полного сопротивления.

Рисунок 4 - Мостовая схема проверки полного сопротивления ВЧ заградителя

3. Измерение активного сопротивления ВЧ заградителя

Особенность проверки активной составляющей полного сопротивления ВЧ заградителя [2] состоит в том, что сопротивление заградителя может быть частично скомпоновано реактивным сопротивлением шин подстанции. На практике существует две основные методики определения активной составляющей: метод трех вольтметров и «мостовая схема». На объектах измерения проводятся также различными способами, а зачастую не проводятся вообще, т.к. еще недавно считалось, что заградитель - устройство надежное и с ним ничего произойти не может. Однако существует множество факторов, влияющих на работу ВЧ заградителя: наличие КЗ витков, пробой элемента настройки, разрушение металлических винтов под действием больших электромагнитных полей и т.д. То есть, проверять параметры ВЧ заградителя необходимо и такого же мнения придерживается большинство специалистов по ВЧ связи.

3.1. Собирается мостовая схема (см. рисунок 5). Для этого используются элементы магазина ВЧР-50М – дифференциальный трансформатор, набор резисторов, набор конденсаторов. В качестве генератора G – ВЧ генератор РЕТОМ-ВЧ/25, в качестве вольтметра V – тестер ВЧТ-25.

Рисунок 5 - Мостовая схема определения активного сопротивления ВЧ заградителя

3.2. Выбирается способ подключения емкости вольтметра V : при емкостном характере сопротивления заградителя – положение 1, при индуктивном – положение 2.

3.3. Производится балансировка: подбором сопротивления R₃ и емкости С₂ выставляется минимальное напряжение V на тестере ВЧТ-25.

3.4. Активное сопротивление ВЧ заградителя будет равно выставленному R₃.

4. Частотные характеристики полного и активного сопротивления ВЧ заградителя

4.1. Для построения частотных характеристик сопротивления заградителя собираются схемы, изображенные на рисунках 4 и 5.

4.2. Генератором подаются сигналы на разных частотах в диапазоне полосы заграждения. Определяются модуль полного сопротивления и его активная составляющая.

4.3. По результатам строится график.

В качестве примера на рисунке 6 приведены результаты измерения частотных характеристик ВЧ заградителя типа ВЗ-600, построенного по схеме фильтра верхних частот.

Рисунок 6 - Частотные характеристики модуля полного Z и активного R сопротивлений ВЧ заградителя типа ВЗ-600

5. Автоматизированная процедура проверки ВЧ заградителей

Проверка предназначена для того, чтобы в плановых мероприятиях энергообъектов достоверно измерять различные параметры ВЧ-заградителей, например:

• активную составляющую полного сопротивления ВЧ-заградителя;
• модуль полного сопротивления ВЧ-заградителя.

Для того, чтобы начать проверку собираем схему соединения, приведенную на рисунке 7.

Рисунок 7 - Схема проверки ВЧ заградителя

Далее нажимаем клавишу Старт. Программа строит соответствующие характеристики (см. рисунок 8). Характеристики построены по упрощенной схеме замещения ВЧ заградителя, подобной схеме, изображенной на рисунке 7.

Рисунок 8 - Графики полного сопротивления (слева) и активной составляющей сопротивления ВЧ заградителя (справа)

6. Заключение

Диагностика ВЧ заградителя – трудоемкая работа, требующая применения специального оборудования, которое не выпускается серийно. Использование автоматизированной программы проверки ВЧ заградителей или ручной проверки с помощью блока балансировочного в составе РЕТОМ-ВЧм – это огромное преимущество и удобство эксплуатации, т.к. позволяет полностью отказаться от использования «самодельных» приборов и кратно сократить продолжительность работ.

Результаты испытаний на объектах доказали успешность и предпочтительность применения комплекса РЕТОМ-ВЧм и при проверке ВЧ заградителей.

Литература

1. Руководство по эксплуатации на комплекс программно-технический измерительный параметров высокочастотного оборудования в электроэнергетике РЕТОМ-ВЧм БРГА.441322.022 РЭ.
2. Лубман Э.У., Рыжавский Г.Я., Цитвер И.И., Шагам И.Л. Справочник по наладке каналов ВЧ связи по линиям электропередачи. Москва: Энергоатомиздат,1984. 336с.