Что такое одноцепная и двухцепная вл
Воздушные линии электропередачи: типы линий, классификация опор, фундаменты, провода и тросы
Воздушные линии электропередачи различаются по следующим признакам :
1) По количеству цепей на опорах: одноцепные — при наличии одной цепи на опоре (3 провода), двухцепные — при наличии двух цепей на опоре (6 проводов).
2) По роду материала опор: металлические (решетчатые и трубчатые) , железобетонные, деревянные и композитные .
3) По конструкции опор, в зависимости от климатических условий, различают линии: нормальные, грозоупорные и линии для гололедных районов.
Опоры грозоупорных линий снабжаются приспособлениями для подвески защитных тросов (тросостойками), обеспечивающими большее удаление троса от проводов.
Большое удаление троса создает нужный угол защиты, т. е. такое геометрическое взаиморасположение проводов и троса на опоре, которое обеспечивает надежную защиту проводов линии от прямых грозовых разрядов.
В районах со степенью гололедности выше нормальной линии осуществляются на опорах усиленной конструкции.
Классификация опор ЛЭП
Опорами называются сооружения для подвешивания проводов на определенной высоте над уровнем земли или воды.
1) По назначению опоры разделяются на промежуточные, только поддерживающие подвешенные на них провода, и анкерные, устанавливаемые через определенные промежутки между поддерживающими опорами и воспринимающие на себя полное тяжение проводов и тросов.
Анкерные опоры, устанавливаемые в точках поворота трассы, называются угловыми опорами.
2) По положению на трассе, кроме нормальных анкерных опор, применяются:
Концевые опоры — анкерного типа. Они устанавливаются в начале и конце трассы у подстанций и подвергаются постоянному одностороннему тяжению проводов и тросов.
Транспозиционные опоры (анкерного типа), служащие для скрещивания (транспозиции) проводов.
Повышенные опоры (преимущественно анкерного типа), предназначенные для перехода линии через железные и автомобильные дороги, реки, каналы, линии высокого напряжения или слабого тока и прочие сооружения.
Опоры больших переходов, служащие для перехода линий через большие судоходные реки, ущелья и пр.
3) По материалу: металлические, деревянные, железобетонные и композитные опоры.
4) По конструкции: опоры с узкой базой, с широкой базой в виде четырех отдельных ног, Х-образные, типа «Рюмка» и др.
5) В зависимости от количества цепей на опоре опоры ЛЭП разделяются на одноцепные и двухцепные.
Анкерные опоры могут быть нормального и облегченного типов. Угловые опоры могут быть промежуточными и анкерными нормального или облегченного типов.
Анкерные опоры нормального типа применяются в местах, определяемых условиями работы и монтажа линий, и на наиболее ответственных пересечениях с другими объектами.
Анкерные опоры облегченного типа могут применяться лишь на линиях с металлическими операми на участках с ослабленным тяжением проводов и тросов и на неответственных пересечениях с другими объектами.
Фундаменты опор
Фундаментом опоры называется заделанная в грунт ее подземная часть. Фундамент передает давление от опоры на грунт и препятствует опрокидыванию опоры от действия внешних нагрузок.
Основанием фундамента опоры называется та часть грунта, которая через подошву фундамента воспринимает на себя нагрузки от опоры.
Фундаменты бывают неразъемными, в которых подземная часть опоры составляет одно целое с ее надземной частью, и разъемными, в которых подземная часть опоры представляет собой самостоятельную часть опоры, соединяемую определенным способом с ее надземной частью.
У деревянных опор неразъемным фундаментом является нижняя часть столба, закапываемая в грунт.
Разъемными фундаментами деревянных опор являются пасынки (стулья).
При прохождении линий по болотам для лучшего закрепления опор в болотистых грунтах применяются специальные свайные опоры. Свайные опоры опираются своей нижней частью на сваи, забиваемые в плотный грунт, расположенный под легким болотистым грунтом.
У металлических опор неразъемным фундаментом является нижняя часть металлоконструкций опоры, устанаапиваемая на шпальную или бетонную подушку, либо заделываемая в сплошной или пустотелый бетонный фундамент.
Разъемными фундаментами металлических опор являются:
Для промежуточных и анкерных опор 35 — 110 — 220 кВ и выше — металлические подножники, либо бетонные фундаменты с заделанными в них анкерными болтами.
Для анкерных и угловых опор 35 — 220 кВ — бетонные фундаменты с заделанными в них анкерными болтами.
В поймах больших рек и каналов опоры устанавливаются на специальных фундаментах-ледорезах.
В случаях прохождения трассы линии по болотам разъемным фундаментом металлической опоры является специальный свайный ростверк.
В случае прохождения трассы по скалистым грунтам фундаментом опоры является скала. Опоры крепятся анкерными болтами, залитыми цементным раствором в скважинах (шпурах), сделанных непосредственно в скале.
Провода и тросы линий электропередачи
Для передачи электрической энергии служат провода, подвешиваемые на опорах на безопасном расстоянии от земли, воды или других объектов. Так как передача электрической энергии осуществляется на линиях, как правило, трехфазным током, то каждая линия (цепь) имеет 3 провода. По конструкции провода делятся на однопроволочные, многопроволочные и полые (пустотелые).
Многопроеолочные провода часто делаются комбинированными (свитыми из проволок разных металлов). Для линий электропередачи применяются провода из алюминия, алюминиевых сплавов, сталеалюминия.
Для защиты проводов линий от атмосферных перенапряжений и от прямых ударов молнии применяются грозозащитные стальные тросы (жесткие, многопроволочные).
Тросы подвешиваются на опорах с соблюдением надлежащей величины угла защиты и надежным электрическим контактом соединяются с контуром заземления опоры.
В отдельных случаях, при прохождении линии по населенной местности, в целях лучшего и более быстрого распределения по трассе линии и отвода в землю атмосферных перенапряжений по ряду опор подвешивается токопроводящий сталеалюминиевый трос.
Наличие токопроводяшего троса уменьшает шаговое напряжение у основания опоры и делает более безопасным для населения место около опоры.
В то же время токопроводящие тросы снижают опасные влияния линии электропередачи на линии слабого тока во время атмосферных разрядов и коротких замыканий.
Требования, предъявляемые к проводам
Провода и тросы, применяемые на линиях должны отвечать требованиям соответствующих ГОСТ.
Материал проводов должен хорошо противостоять влиянию атмосферных условий и химических элементов, содержащихся в воздухе, особенно при прохождении линий вблизи химических и металлургических заводов.
Провода должны обладать достаточной механической прочностью.
Провода должны обладать надлежащей электрической проводимостью.
Конструкция проводов должна быть экономически целесообразной.
Для линий электропередачи допускается применение однопроволочных, многопроволочных и пустотелых (полых) проводов.
Наименьшие допускаемые номинальные сечения и диаметры проводов и тросов, подвешиваемых на линиях, зависят от классов линий электропередачи.
С точки зрения удобства монтажа проводов наилучшим является расположение проводов в горизонтальной плоскости и в виде обратной елки.
С точки зрения эксплуатации линий наилучшим является расположение проводов в одной горизонтальной плоскости, так как оно почти совершенно исключает возможность захлестывания одного провода за другой при ветре, сбрасывании гололеда и «пляске» проводов.
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам
Линия электропередачи (ЛЭП)
– система энергетического оборудования, предназначенного для передачи электрической энергии.
Воздушная линия (ВЛ)
– устройство для передачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным с помощью изоляторов и арматуры к опорам.
Опора ЛЭП
– опора воздушной линии электропередачи – сооружение для удержания проводов и при наличии грозозащитных тросов воздушной линии электропередачи и оптоволоконных линий связи на заданном расстоянии от поверхности земли и друг от друга.
Каталог опор ЛЭП ГК ЭЛСИ
Опора одноцепная
– опора воздушной линии электропередачи, несущая одну трёхфазную линию (три электропровода).
Опора двухцепная
– опора воздушной линии электропередачи, несущая две трёхфазные линии (шесть электропроводов).
Анкерная опора
– опора воздушной линии электропередачи, воспринимающая усилия от разности тяжения проводов, направленных вдоль ВЛ.
Анкерный пролет
– это расстояние между двумя анкерными опорами ВЛ, на которых жестко закреплены провода.
Угловая опора
– опора воздушной линии электропередачи, рассчитанная на тяжение проводов с усилиями, действующими по биссектрисе внутреннего угла, образуемого проводами в смежных пролётах.
Угловая опора в каталоге опор ЛЭП ГК ЭЛСИ: ВЛ 10 кВ, ВЛ 35 кВ, ВЛ 110 кВ
Концевая опора
– опора воздушной линии электропередачи, которая воспринимает направленные вдоль линии усилия, создаваемые нормальным односторонним тяжением проводов; концевые опоры устанавливают в начале и конце ВЛ.
Концевая опора в каталоге опор ЛЭП ГК ЭЛСИ: ВЛ 10 кВ, ВЛ 35 кВ
Промежуточная опора
– опора воздушной линии электропередачи, служащая для поддержания проводов на определенной высоте от земли и не рассчитанная на усилия со стороны проводов в продольном направлении или под углом.
Ответвительная опора и перекрёстная опора
– опоры воздушных линий эпектропередачи, на которых выполняются ответвления от ВЛ и пересечения ВЛ двух направлений.
Провод
– элемент ВЛ, предназначенный для передачи электрического тока.
Грозозащитный трос
– элемент ВЛ, предназначенный для защиты проводов ВЛ от прямых ударов молнии. Трос заземляется или изолируется от тела опоры (земли) и, как правило, располагается над проводами фаз.
Тяжение провода (троса)
– усилие, направленное по оси провода (троса), с которым он натягивается и закрепляется на анкерных опорах ВЛ.
Габарит воздушной линии
– расстояние от низшей точки провисания провода до поверхности земли.
Стрела провеса провода (f)
– расстояние по вертикали между прямой линией, соединяющей точки подвеса провода, и низшей точкой его провисания.
Габаритная стрела провеса провода (fгаб)
– наибольшая стрела провеса провода в габаритном пролете.
Пролет ВЛ
– расстояние между соседними опорами воздушных линий электропередачи.
Габаритный пролет (lгаб)
– пролет, длина которого определяется нормированным вертикальным расстоянием от проводов до земли при установке опор на идеально ровной поверхности.
Весовой пролет (lвес)
– длина участка ВЛ, вес проводов (тросов) которого воспринимается опорой.
Ветровой пролет (lветр)
– длина участка ВЛ, с которого давление ветра на провода и грозозащитные тросы воспринимается опорой.
Вибрация проводов (тросов)
– периодические колебания провода (троса) в пролете с частотой от 3 до 150 Гц, происходящие в вертикальной плоскости при ветре и образующие стоячие волны с размахом (двойной амплитудой), которая может превышать диаметр провода (троса).
Пляска проводов (тросов)
– устойчивые периодические низкочастотные (0,2 – 2 Гц) колебания провода (троса) в пролете с односторонним или асимметричным отложением гололеда (мокрого снега, изморози, смеси), вызываемые ветром скоростью 3 – 25 м/с и образующие стоячие волны (иногда в сочетании с бегущими) с числом полуволн от одной до двадцати и амплитудой 0,3.
Гирлянда изоляторов
– устройство, состоящее из нескольких подвесных изоляторов и линейной арматуры, подвижно соединенных между собой.
Линейная арматура для ВЛ
– это, в частности, элементы крепления изоляторов, средства защиты, зажимы, спиральные вязки.
Нормальный режим ВЛ
– состояние ВЛ при неповрежденных проводах или тросах.
Аварийный режим ВЛ
– состояние ВЛ при оборванных проводах или тросах.
Монтажный режим ВЛ
– состояние ВЛ при монтаже опор, проводов или тросов.
Населенная местность
– земли городов в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов.
Ненаселенная местность
– земли единого государственного фонда, за исключением населенной и труднодоступной местности; незастроенная местность, хотя бы и часто посещаемая людьми, доступная для транспорта и сельскохозяйственных машин, огороды, сады, местность с отдельными редко стоящими строениями и временными сооружениями.
Труднодоступная местность
– местность, не доступная для транспорта и сельскохозяйственных машин.
Подвесной изолятор
– изолятор, предназначенный для подвижного крепления токоведущих элементов к опорам воздушных линий электропередачи, несущим конструкциям и различным элементам инженерных сооружений.
Усиленное крепление провода с защитной оболочкой
– крепление провода на штыревом изоляторе или к гирлянде изоляторов, которое не допускает проскальзывания проводов при возникновении разности тяжений в смежных пролетах в нормальном и аварийном режимах ВЛЗ.
Штыревой изолятор
– изолятор, состоящий из изоляционный детали, закрепляемой на штыре или крюке опоры воздушной линии электропередачи.
Траверса
– конструкция, расположенная на опоре воздушной линии электропередачи, к которой крепят изоляторы для проводов и др. арматуру. Служит для создания требуемого изолирующего воздушного промежутка и поддержки проводов.
Трасса ВЛ
– положение оси ВЛ на земной поверхности.
Тросовое крепление
– устройство для прикрепления грозозащитных тросов к опоре ВЛ, если в состав тросового крепления входит один или несколько изоляторов, то оно называется изолированным.
Электрическая сеть
– совокупность воздушных и кабельных линий электропередач и подстанций, работающих на определенной территории.
Линия электропередачи
Ли́ния электропереда́чи (ЛЭП), протяжённое сооружение из проводов , кабелей , опор, изоляторов и вспомогательных устройств, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии от электростанций к подстанциям и потребителям , а также для связи смежных энергосистем. По конструктивному исполнению различают воздушные линии (ВЛ), провода которых подвешены над землёй или над водой, и подземные (подводные) ЛЭП, в которых используются главным образом силовые кабели. Генераторы на электростанциях преобразуют механическую энергию турбин в электрическую, которая поступает в трансформаторы повышающей подстанции, далее по ЛЭП транспортируется к приёмным подстанциям. На приёмных подстанциях электроэнергия трансформируется с каскадным снижением напряжения и поступает отдельным потребителям. Воздушные ЛЭП вместе с трансформаторными подстанциями образуют электрические сети, охватывающие обширные территории, что позволяет обеспечивать электроэнергией множество потребителей от ограниченного числа электростанций.
Классификация ЛЭП
Классификация ЛЭП базируется на ряде признаков, первым из которых является род тока . Различают: линии постоянного тока (применяются ограниченно, т. к. электропередача постоянного тока связана главным образом с техническими трудностями создания эффективных недорогих устройств для преобразования переменного тока в постоянный – в начале линии, и постоянного тока в переменный – в конце линии), трёхфазного переменного (по протяжённости ВЛ получили наибольшее распространение в мире), ЛЭП многофазного переменного тока (шести- и двенадцатифазные; не получили широкого распространения). Одной из основных характеристик ЛЭП является её пропускная способность, т. е. та наибольшая мощность, которую можно передать по ЛЭП с учётом ограничивающих факторов. Мощность, передаваемая по ЛЭП переменного трёхфазного тока, связана с её протяжённостью, напряжением и токовой нагрузкой. По номинальному напряжению ЛЭП подразделяются на низковольтные (до 1 кВ) и высоковольтные (свыше 1 кВ), среди которых выделяют линии среднего (3–35 кВ), высокого (110–220 кВ), сверхвысокого (330–750 кВ) и ультравысокого (свыше 1000 кВ) напряжений. Освоение высших уровней напряжения обусловлено необходимостью передачи растущих потоков электроэнергии на увеличивающиеся расстояния и стремлением снизить потери от нагрева проводов ВЛ, которые пропорциональны квадрату тока (например, ток увеличится в 2 раза, потери возрастут в 4 раза). По количеству параллельных цепей, прокладываемых по общей трассе, ВЛ бывают одноцепные (ВЛ переменного тока, имеющая один комплект, т. е. три фазных провода), двухцепные (ВЛ с двумя комплектами фазных проводов) и многоцепные (ВЛ, имеющие более двух комплектов фазных проводов). По топологическим характеристикам различают радиальные (мощность поступает от единственного источника), магистральные (отходит несколько ответвлений) и ответвления (линии, присоединённые одним концом к другим ЛЭП в её промежуточной точке). По функциональному назначению ЛЭП бывают распределительные (линии местных электрических сетей ), питающие (линии сетей районного значения, которые осуществляют электроснабжение центров питания распределительных сетей), а также системообразующие и межсистемные, которые непосредственно соединяют разные энергосистемы и предназначены для взаимного обмена мощностью как в нормальном, так и в аварийном режиме.
Конструкция ЛЭП
Конструкция ЛЭП включает провода, изоляторы, опоры. Провода воздушных ЛЭП должны обладать хорошей электрической проводимостью , механической прочностью , стойкостью против атмосферных и химических воздействий. Основным проводником электрической энергии ЛЭП в России служат алюминиевые провода; за рубежом широкое применение получили алюминиевые сплавы , обладающие повышенной механической прочностью (алдрей, альмелек, акрон), а также высокотемпературные сплавы с цирконием (рабочая температура до 150–210 °C). Провода (неизолированные) изготавливаются скруткой из нескольких слоёв (повивов) круглых или фасонных проволок ; применяются преимущественно упрочнённые (т. н. сталеалюминиевые) с сердечниками, свитыми из проволок канатной стали. На ЛЭП номинального напряжения до 220 кВ используются только одиночные провода в каждой из трёх фаз. В ЛЭП напряжением 330 кВ и выше для устранения появления протяжённого коронного разряда на проводах (вызывает дополнительные потери электрической энергии) применяют расщеплённые фазы (вместо одного фазного провода большого сечения подвешивается несколько скреплённых между собой проводов меньшего сечения). Минимальное число проводов в расщеплённой фазе увеличивается соответственно росту номинального напряжения ЛЭП: 330 кВ – 2; 500 кВ – 3; 750 кВ – 4; 1150 кВ – 8. Увеличение количества проводов в фазе свыше минимальной позволяет пропорционально увеличить пропускную способность ЛЭП (т. е. наибольшую возможную активную мощность). За рубежом и в России на вновь сооружаемых ЛЭП до 35–110 кВ широко применяются самонесущие изолированные провода, что позволяет уменьшить междуфазные расстояния на опорах, сократить ширину вырубаемых просек в лесных массивах .
Электрическая изоляция обеспечивается либо гирляндами подвесных тарельчатых изоляторов из закалённого стекла , соединяемых механически в цепочки, либо стержневыми полимерными изоляторами, основу которых составляет стеклопластиковый стержень, герметично защищённый ребристой оболочкой, изготовленной из кремнийорганической резины . Преимуществами полимерной изоляции являются: малый вес; удобства хранения, транспортировки и монтажа; повышенная стойкость к разрушениям и др. Крепление проводов к изоляции и изоляции к опорам осуществляется применением узлов и изделий арматуры воздушных линий (зажимы проводов, серьги, скобы и др.).
Для поддержания проводов на безопасном расстоянии от земной (водной) поверхности используются изоляционные подвески и опоры ( деревянные , железобетонные и металлические ), а также иные несущие конструкции и естественного образования (скалы, кронштейны и стойки на других инженерных сооружениях ). Деревянные опоры (для ЛЭП до 220 кВ включительно) в России изготовляются из брёвен ( сосна , лиственница ), стандартные длины которых ограничены наибольшим размером 16 м. За рубежом (США, Канада) разработаны конструкции опор, состоящие из длинных клеёных деревянных элементов, что делает возможным применение деревянных опор при номинальных напряжениях до 500 кВ включительно. В конструкциях железобетонных опор (до 500 кВ включительно) стойками являются длинномерные (до 26 м) конические и цилиндрические трубы с внутренней предварительно напряжённой арматурой и центрифугированным уплотнением бетона. Поперечные элементы таких опор (траверсы) изготовляются из горячекатаных стальных уголков. Для производства металлических опор (для всех напряжений) используются углеродистые и низколегированные стали, конструкционные алюминиевые сплавы преимущественно типа авиалей (системы Al – Mg – Si). Наибольшее распространение алюминиевые опоры получили в США и Канаде. Конструктивные схемы металлических опор очень разнообразны: одностоечные и портальные, как свободностоящие, так и удерживаемые в нормальном пространственном положении с помощью растяжек, прикреплённых к погружённым в грунт анкерным плитам. Стойки и траверсы металлических опор могут иметь конструкцию в виде 4- или 3-гранного обелиска, стороны которого представляют собой соединённые плоские решётчатые фермы. В России получают всё большее применение конические многогранные стальные опоры, изготавливаемые способом изгиба листовой заготовки на специальном мощном прессе с компьютерным управлением. Все металлические опоры устанавливаются на фундаменты в отличие от деревянных и железобетонных опор. Широко используются железобетонные грибовидные подложники нескольких модификаций , имеющие опорную плиту и стойку с выпущенными анкерными болтами для закрепления «башмака» опоры. Недостатками таких фундаментов являются большой вес и необходимость выкапывания глубокого котлована для установки, его обратной засыпки и последующего уплотнения грунта . Этих недостатков лишены свайные фундаменты, для которых могут применяться железобетонные призматические сваи, заглубляемые в грунт способом вибровдавливания, и стальные винтовые сваи. Фундаменты стальных многогранных опор за рубежом (США) изготавливаются способом бетонирования в котловане на месте установки опоры с применением опалубки и арматуры. В России находят применение железобетонные трубчатые фундаменты большого диаметра и грибовидные подложники, устанавливаемые по кругу.
Технические характеристики и защита ЛЭП
Важнейшие характеристики воздушных ЛЭП: l \mathcal l – длина пролёта линии (расстояние между соседними опорами); d \mathcal d – расстояние между соседними проводами (фазами) линии; λ \mathcal λ – длина гирлянды изоляторов; H – полная высота опоры; h \mathcal h – наименьшее (габаритное) допустимое расстояние от низшей точки провода до земли. Основные конструктивные параметры воздушных ЛЭП 35–750 кВ, спроектированных до 2010 г. с применением унифицированных одноцепных и двухцепных промежуточных опор, приведены в таблице.
Воздушные и кабельные линии электропередачи
Воздушная линия электропередачи (ВЛ) – устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам с защитной изолирующей оболочкой (ВЛЗ) или неизолированным проводам (ВЛ), находящимся на открытом воздухе и прикрепленным с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и линейной арматуры к опорам или другим инженерным сооружениям (мостам, путепроводам). Главными элементами ВЛ являются:
- провода;
- защитные тросы;
- опора, поддерживающая провода и торосы на определенной высоте над уровнем земли или воды;
- изоляторы, изолирующие провода от тела опоры;
- линейная арматура.
За начало и за конец воздушной линии принимают линейные порталы распределительных устройств. По конструктивному устройству ВЛ делятся на одноцепные и многоцепные, как правило 2-цепные.
Обычно ВЛ состоит из трех фаз, поэтому опоры одноцепных ВЛ напряжением выше 1 кВ рассчитаны на подвеску трёх фазных проводов (одной цепи) (рис. 1), на опорах двухцепных ВЛ подвешивают шесть проводов (две параллельно идущие цепи). При необходимости над фазными проводами подвешивается один или два грозозащитных троса. На опорах ВЛ распределительной сети напряжением до 1 кВ подвешивается от 5 до 12 проводов для электроснабжения различных потребителей по одной ВЛ (наружное и внутреннее освещение, электросиловое хозяйство, бытовые нагрузки). ВЛ напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью помимо фазных снабжена нулевым проводом.
Рис. 1. Фрагменты ВЛ 220 кВ: а – одноцепной; б – двухцепной
Провода воздушных линий электропередачи в основном изготавливаются из алюминия и его сплавов, в некоторых случаях из меди и ее сплавов, выполняются из холоднотянутой проволоки, обладающей достаточной механической прочностью. Однако наибольшее распространение получили многопроволочные провода из двух металлов с хорошими механическими характеристиками и относительно невысокой стоимостью. К проводам такого типа относятся сталеалюминиевые провода с отношением площадей поперечного сечения алюминиевой и стальной части от 4,0 до 8,0. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов показаны на рис. 2, а конструктивные параметры ВЛ стандартного ряда напряжений приведены в табл. 1.
Рис. 2. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов на опорах: а – треугольное; б – горизонтальное; в – шестиугольное «бочкой»; г – обратной «елкой»
Таблица 1. Конструктивные параметры воздушных линий
Для всех приведенных вариантов расположения фазных проводов на опорах характерно несимметричное расположение проводов по отношению друг к другу. Соответственно это ведет к неодинаковому реактивному сопротивлению и проводимости разных фаз, обусловленных взаимной индуктивностью между проводами линии и как следствие к несимметрии фазных напряжений и падению напряжения.
Для того чтобы сделать емкость и индуктивность всех трех фаз цепи одинаковыми, на линии электропередачи применяют транспозицию проводов, т.е. взаимно меняют их расположение друг относительно друга, при этом каждый провод фазы проходит одну треть пути (рис. 3). Одно такое тройное перемещение называется циклом транспозиции.
Рис. 3. Схема полного цикла транспозиции участков воздушной линии электропередачи: 1, 2, 3 – фазные провода
Транспозицию фазных проводов воздушной линии электропередачи с неизолированными проводами применяют на напряжение 110 кВ и выше и при протяженности линии 100 км и больше. Один из вариантов монтажа проводов на транспозиционной опоре показан на рис. 4. Следует отметить, что транспозицию токопроводящих жил иногда применяют и в КЛ, кроме того современные технологии проектирования и сооружения ВЛ позволяют технически реализовать управление параметрами линии (управляемые самокомпенсирующиеся линии и компактные воздушные линии сверхвысокого напряжения).
Рис. 4. Транспозиционная опора
Провода и защитные тросы ВЛ в определенных местах должны быть жестко закреплены на натяжных изоляторах анкерных опор (концевые опоры 1 и 7, устанавливаемые в начале и конце ВЛ, как это показано на рис. 5 и натянуты до заданного тяжения. Между анкерными опорами устанавливают промежуточные опоры, необходимые для поддержания проводов и тросов, при помощи поддерживающих гирлянд изоляторов с поддерживающими зажимами, на заданной высоте (опоры 2, 3, 6), устанавливаемые на прямом участке ВЛ; угловые (опоры 4 и 5), устанавливаемые на поворотах трассы ВЛ; переходные (опоры 2 и 3), устанавливаемые в пролете пересечения воздушной линией какого-либо естественного препятствия или инженерного сооружения, например, железной дороги или шоссе.
Рис. 5. Эскиз воздушной линии электропередачи
Расстояние между анкерными опорами называют анкерным пролетом воздушной линии электропередачи (рис. 6). Горизонтальное расстояние между точками крепления провода на соседних опорах называется длиной пролета L. Эскиз пролета ВЛ показан на рис. 7. Длину пролета выбирают в основном по экономическим соображениям, кроме переходных пролетов, учитывая, как высоту опор, так и провисание проводов и тросов, а также количество опор и изоляторов по всей длине ВЛ.
Рис. 6. Эскиз анкерного пролета ВЛ: 1 – поддерживающая гирлянда изоляторов; 2 – натяжная гирлянда; 3 – промежуточная опора; 4 – анкерная опора
Наименьшее расстояние по вертикали от земли до провода при его наибольшем провисании называют габаритом линии до земли – h. Габарит линии должен выдерживаться для всех номинальных напряжений с учетом опасности перекрытия воздушного промежутка между фазными проводами и наиболее высокой точкой местности. Также необходимо учитывать экологические аспекты воздействия высоких напряженностей электромагнитного поля на живые организмы и растения.
Наибольшее отклонение фазного провода fп или грозозащитного троса fт от горизонтали под действием равномерно распределенной нагрузки от собственной массы, массы гололеда и давления ветра называют стрелой провеса. Для предотвращения схлёстывания проводов стрела провеса троса выполняется меньше стрелы провеса провода на 0,5 – 1,5 м.
Конструктивные элементы ВЛ, такие как фазные провода, тросы, гирлянды изоляторов обладают значительной массой поэтому силы действующие на одну опору достигает сотен тысяч ньютон (Н). Силы тяжения на провод от веса провода, веса натяжных гирлянд изоляторов и гололедных образований направлены по нормали вниз, а силы, обусловленные ветровым напором, по нормали в сторону от вектора ветрового потока, как это показано на рис. 7.
Рис. 7. Эскиз пролета воздушной линии электропередачи
С целью уменьшения индуктивного сопротивления и увеличения пропускной способности ВЛ дальних передач используют различные варианты компактных ЛЭП, характерной особенностью которых является уменьшенное расстояние между фазными проводами. Компактные ЛЭП имеют более узкий пространственный коридор, меньший уровень напряженности электрического поля на уровне земли и позволяют технически реализовать управление параметрами линии (управляемые самокомпенсирующиеся линии и линии с нетрадиционной конфигурацией расщепленных фаз).
2. Кабельная линия электропередачи
Кабельная линия электропередачи (КЛ) состоит из одного или нескольких кабелей и кабельной арматуры для соединения кабелей и для присоединения кабелей к электрическим аппаратам или шинам распределительных устройств.
В отличие от ВЛ кабели прокладываются не только на открытом воздухе, но и внутри помещений (рис. 8), в земле и воде. Поэтому КЛ подвержены воздействию влаги, химической агрессивности воды и почвы, механическим повреждениям при проведении земляных работ и смещении грунта во время ливневых дождей и паводков. Конструкция кабеля и сооружений для прокладки кабеля должна предусматривать защиту от указанных воздействий.
Рис. 8. Прокладка силовых кабелей в помещении и на улице
По значению номинального напряжения кабели делятся на три группы: кабели низкого напряжения (до 1 кВ), кабели среднего напряжения (6…35 кВ), кабели высокого напряжения (110 кВ и выше). По роду тока различают кабели переменного и постоянного тока.
Силовые кабели выполняются одножильными, двухжильными, трехжильными, четырехжильными и пятижильными. Одножильными выполняются кабели высокого напряжения; двухжильными – кабели постоянного тока; трехжильными – кабели среднего напряжения.
Кабели низкого напряжения выполняются с количеством жил до пяти. Такие кабели могут иметь одну, две или три фазных жилы, а также нулевую рабочую жилу N и нулевую защитную жилу РЕ или совмещенную нулевую рабочую и защитную жилу PEN.
По материалу токопроводящих жил различают кабели с алюминиевыми и медными жилами. В силу дефицитности меди наибольшее распространение получили кабели с алюминиевыми жилами. В качестве изоляционного материала используется кабельная бумага, пропитанная маслоканифольным составом, пластмасса и резина. Различают кабели с нормальной пропиткой, обедненной пропиткой и пропиткой нестекающим составом. Кабели с обедненной или нестекающей пропиткой прокладывают по трассе с большим перепадом высот или по вертикальным участкам трассы.
Кабели высокого напряжения выполняются маслонаполненными или газонаполненными. В этих кабелях бумажная изоляция заполняется маслом или газом под давлением.
Защита изоляции от высыхания и попадания воздуха и влаги обеспечивается наложением на изоляцию герметичной оболочки. Защита кабеля от возможных механических повреждений обеспечивается броней. Для защиты от агрессивности внешней среды служит наружный защитный покров.
При изучении кабельных линий целесообразно отметить сверхпроводящие кабели для линий электропередачи в основу конструкции которых положено явление сверхпроводимости. В упрощенном виде явление сверхпроводимости в металлах можно представить следующим образом. Между электронами как между одноименно заряженными частицами действуют кулоновские силы отталкивания. Однако при сверхнизких температурах для сверхпроводящих материалов (а это 27 чистых металлов и большое количество специальных сплавов и соединений) характер взаимодействия электронов между собой и с атомной решеткой существенно видоизменяется. В результате становится возможным притягивание электронов и образование так называемых электронных (куперовских) пар. Возникновение этих пар, их увеличение, образование «конденсата» электронных пар и объясняет появление сверхпроводимости. С повышением температуры часть электронов термически возбуждается и переходит в одиночное состояние. При некоторой так называемой критической температуре все электроны становятся нормальными и состояние сверхпроводимости исчезает. То же происходит и при повышении напряженности магнитного поля. Критические температуры сверхпроводящих сплавов и соединений, используемых в технике, составляют 10 — 18 К, т.е. от –263 до –255°С.
Первые проекты, экспериментальные модели и опытные образцы таких кабелей в гибких гофрированных криостатирующих оболочках были реализованы лишь в 70—80-е годы XX века. В качестве сверхпроводника использовались ленты на основе интерметаллического соединения ниобия с оловом, охлаждаемые жидким гелием.
Технико-экономические исследования показывают, что высокотемпературные сверхпроводящие кабели будут более эффективными по сравнению с другими видами электропередачи уже при передаваемой мощности более 0,4 — 0,6 ГВ·А в зависимости от реального объекта применения. Высокотемпературные сверхпроводящие кабели предполагается в будущем использовать в энергетике в качестве токопроводов на электростанциях мощностью свыше 0,5 ГВт, а также глубоких вводов в мегаполисы и крупные энергоемкие комплексы. При этом необходимо реально оценивать экономические аспекты и полный комплекс работ по обеспечению надежности таких кабелей в эксплуатации.
Однако следует отметить, что при строительстве новых и реконструкции старых КЛ необходимо руководствоваться положениями ПАО «Россети», согласно которым на КЛ запрещено применять:
- силовые кабели, не отвечающие действующим требованиям по пожарной безопасности и выделяющие большие концентрации токсичных продуктов при горении;
- кабели с бумажно-масляной изоляцией и маслонаполненные;
- кабели, изготовленные по технологии силанольной сшивки (силанольносшиваемые композиции содержат привитые органофункциональные силановые группы, и сшивание молекулярной цепи полиэтилена (ПЭ), приводящее к образованию пространственной структуры, в этом случае происходит за счет связи кремний-кислород-кремний (Si-O-Si), а не углерод-углерод (С-С), как это имеет место при пероксидном сшивании).
Кабельную продукцию в зависимости от конструкций подразделяют на кабели, провода и шнуры.
Кабель – полностью готовое к применению заводское электротехническое изделие, состоящее из одной или более изолированных токопроводящих жил (проводников), заключенных, как правило, в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься соответствующий защитный покров, в состав которого может входить броня. Силовые кабели в зависимости от класса напряжения имеют от одной до пяти алюминиевых или медных жил сечением от 1,5 до 2000 мм 2 , из них сечением до 16 мм 2 – однопроволочные, свыше – многопроволочные.
Провод – одна неизолированная или одна и более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка волокнистыми материалами или проволокой.
Шнур – две или более изолированных, или особо гибких жил сечением до 1,5 мм 2 , скрученных или уложенных параллельно, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации могут быть наложены неметаллическая оболочка и защитные покрытия.
Похожие публикации:
- Почему нельзя оставлять зарядку в розетке
- Кольцо маркер для кабелей желтый что это
- Какой самый неэффективный вид модуляции почему
- От чего зависит энергия электрона в атоме
Преимущества и недостатки частотной модуляции
Краткое изложение преимуществ и недостатков частотной модуляции ЧМ, подробное описание того, почему она используется в определенных приложениях, а не в других.
FM широко используется, потому что из многих преимуществ частотной модуляции. Хотя, в первые дни радиосвязи, они были не эксплуатировался из-за отсутствия понять о том, как извлечь выгоду из FM, как только они были поняты, его использование росло.
Есть много преимуществ FM, но и некоторые недостатки, и в результате он подходит для многих приложений, но и другие режимы могут быть более подходит для других приложений.
Понимание недостатков и преимуществ FM позволит выбор лучшего формате модуляции, которое будет сделано.
Преимущества частотной модуляции
Есть много преимуществ для использования частотной модуляции. Они привели к тому, что он широко используется на протяжении многих лет, и будет оставаться в эксплуатации в течение многих лет.
Плотный к шуму: Одним из основных преимуществ частотной модуляцией, что была использована вещательной индустрии является снижение шума. Поскольку большинство амплитуда шума на основе, это может быть удалено путем запуска сигнала через ограничитель так, чтобы только колебания частоты появляется. Это при условии, что уровень сигнала достаточно высока, чтобы позволить сигнал должно быть ограничено.
Плотный, чтобы сигнализировать вариации прочности: Таким же образом, что амплитуда шума может быть удален, так что тоже может любой вариации сигнала. Это означает, что одним из преимуществ частотной модуляции является то, что он не страдает вариации амплитуды звуковых как уровень сигнала изменяется, и это делает FM идеален для использования в мобильных приложениях, где уровни сигналов постоянно изменяться. Это при условии, что уровень сигнала достаточно высока, чтобы позволить сигнал должно быть ограничено.
Не требует линейных усилителей в передатчике: Как только изменения частот необходимо проводить любые усилители в передатчике не нужно быть линейным.
Включает большую эффективность, чем многих других режимах: Использование нелинейных усилителей, например класса С и т.д. означает, что уровни эффективности передатчик будет выше — линейные усилители по своей природе неэффективной.
Недостатки частотной модуляции
Есть ряд DIS-преимуществ использования частотной модуляции. Некоторые из них могут быть преодолены довольно легко, но другие может означать, что другой формат модуляции является более подходящим.
Требуется более сложный демодулятор: Одним из незначительных DIS-преимуществ частотной модуляции является то, что демодулятор немного сложнее, и, следовательно, немного дороже, чем очень простых детекторов диодных используемых для AM. Также требует колебательный контур добавляет стоить. Однако это только проблема для очень низкой стоимости рынке радиовещательный приемник.
Некоторые другие режимы имеют более высокую эффективность спектральных данных: Некоторые фазовая модуляция и форматы квадратурная амплитудная модуляция имеют более высокую спектральную эффективность для передачи данных, что манипуляция частота, форма частотной модуляции. В результате, использование системы передачи большинство данных PSK и QAM.
Боковые полосы расширить до бесконечности обе стороны: Боковые полосы для передачи FM теоретически продлить до бесконечности. Чтобы ограничить пропускную способность передачи, фильтры используются, и это вносит некоторое искажение сигнала.
Есть много преимуществ в использовании частотной модуляции — он по-прежнему широко используется для многих вещательных и радио коммуникационных приложений. Однако все больше систем, использующих цифровые форматы, фазу и форматы квадратурной амплитудной модуляции находятся на увеличении. Тем не менее, преимущества частотной модуляции означает, что это идеальный формат для многих аналоговых приложений.
Вам также понравятся
Модуляция сигналов и ее виды, сравнение
Вахтин, В. Е. Модуляция сигналов и ее виды, сравнение / В. Е. Вахтин, Е. С. Лебедев, Д. А. Бобров. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2023. — № 33 (480). — С. 66-68. — URL: https://moluch.ru/archive/480/105521/ (дата обращения: 24.01.2024).
В статье рассматриваются амплитудная, частотная и фазовая модуляции и их особенности. Приведены их достоинства и недостатки.
Ключевые слова: сигнал, амплитудная модуляции, частотная модуляции, фазовая модуляции, несущая частота, мгновенная частота, полная фаза, начальная фаза.
The article deals with amplitude, frequency and phase modulations and their features. Their advantages and disadvantages are given.
Keywords: signal, amplitude modulation, frequency modulation, phase modulation, carrier frequency, instantaneous frequency, full phase, initial phase.
Модуляция — это процесс, изменяющий какие-либо параметры несущего сигнала в соответствии с информационным (модулирующим) сигналом. Полученный сигнал называют модулированным.
Суть модуляции заключается в двух последовательных задачах:
- Сформировать опорное колебание, которое будет служить основой для переноса сигнала, чаще всего имеющего гармонический вид.
- Добиться, чтобы один из параметров опорного сигнала изменялся во времени пропорционально полезному информационному сигналу.
Таким образом, мы сформируем новый сигнал, состоящий из двух старых, несущий полезную информацию, более удобный для передачи, приема и прочих нужд, в связи с которыми мы осуществляли модуляцию конкретного сигнала.
В связи с тем, что параметров у сигнала несколько модуляцию можно осуществлять несколькими способами. Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки, поэтому вид модуляции выбирается исходя из конкретных условий и возможностей.
Амплитудная модуляция
Данный вид модуляции является наиболее простым и используемым в передаче данных. Данная модуляция представляет собой изменение амплитуды несущего сигнала в пропорционально изменению передаваемого полезного сигнала (рис.1).
Рис. 1. Амплитудная модуляция
Допустим, что несущий сигнал является гармоническим
, то модулированный сигнал будет иметь вид:
Для предотвращения искажения знакопеременного сигнала при модуляции часто к модулирующему сигналу добавляют постоянную составляющую:
полученный сигнал является однополярным.
Частотная модуляция
Еще один вид аналоговой модуляции. В данном процессе несущий сигнал также модулируется полезным информационным сигналом, но в отличие от предыдущего способа уже при помощи другого параметра — частоты сигнала (рис.2).
Рис. 2. Частотная модуляция
В данном случае модулирующий сигнал линейно связан с мгновенной частотой колебаний:
. Мгновенная частота равна производной от полной фазы по времени, следовательно, полная фаза
. В результате получаем:
Фазовая модуляция
При фазовой модуляции, изменяемым параметром будет служить фаза несущего сигнала. По своим характеристикам наиболее сходна с частотной модуляцией, однако является весьма сложной в реализации, следовательно, используется в аналоговой технике значительно реже чем частотная (рис.3).
Рис. 3. Фазовая модуляция
Начальная фаза в данном виде модуляции имеет вид:
. Тогда получаем сигнал:
Плюсы и минусы разных видов модуляции
Вид модуляции
Плюсы
Минусы
1.Простота реализации и декодирования сигнала.
2.Широкое применение в радио и телевизионной передаче.
3.Хорошая устойчивость к помехам с низкой скоростью изменения амплитуды сигнала
1.Низкая эффективность использования частотного спектра. 2.Чувствительность к шумам и помехам. 3.Ограниченная пропускная способность и дальность передачи сигнала.
1.Хорошая устойчивость к шумам и помехам.
2.Лучшее качество звука и изображения при передаче аудио и видео сигналов.
3.Большая пропускная способность и дальность передачи сигнала.
1.Более сложная реализация и декодирование сигнала. 2.Чувствительность к изменениям частоты и нестабильным условиям передачи.
1.Устойчивость к шумам и помехам при передаче сигналов.
2.Хорошая пропускная способность и дальность передачи сигнала.
3.Меньшая чувствительность к изменению амплитуды сигнала.
1.Сложность реализации и декодирования сигнала.
2. Ограниченная доступность и применение по сравнению с амплитудной и частотной модуляцией.
3.Большая чувствительность к изменениям фазы сигнала и нестабильным условиям передачи.
Были рассмотрены наиболее часто используемые в практике виды модуляции сигналов. Каждая из них, обладает своими преимуществами и недостатками, а как следствие оптимальна для использования в определенных условиях. Нет универсального вида модуляции сигнала для любой поставленной задачи, однако правильный выбор, осуществленный отталкиваясь от необходимых нам требований, способствует более качественной, экономичной и помехозащищенной связи с получателем информации. Часто применяются комбинации данных видов модуляции.
- Иванов М. Т., Сергиенко А. Б., Ушаков В. Н. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. Стандарт третьего поколения / под ред. В. Н. Ушакова СПб.: Питер, 2014. — 336с.
- И. С. Гоноровский. Радиотехнические цепи и сигналы: учебник для вузов — изд. 4-е, перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1986. — 512 с.
- С. И. Баскаков. Радиотехнические цепи и сигналы: учебник для вузов — изд. 4-е, перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2003. — 462 с.
Основные термины (генерируются автоматически): фазовая модуляция, частотная модуляция, вид модуляции, несущий сигнал, амплитудная модуляция, дальность передачи сигнала, декодирование сигнала, полная фаза, пропускная способность, мгновенная частота.
Ключевые слова
сигнал, амплитудная модуляции, частотная модуляции, фазовая модуляции, несущая частота, мгновенная частота, полная фаза, начальная фаза
сигнал, амплитудная модуляции, частотная модуляции, фазовая модуляции, несущая частота, мгновенная частота, полная фаза, начальная фаза
Похожие статьи
Сравнение методов модуляции сигналов в спутниковых системах.
QAM — разновидность амплитудной модуляции сигнала, которая представляет собой сумму двух несущих колебаний одной частоты, но сдвинутых по фазе относительно друг друга на 90 градусов, каждое из которых модулировано по амплитуде своим модулирующим сигналом.
Сравнение видов модуляции | Статья в журнале «Молодой. »
Phase shift keying (PSK) — фазовая модуляция, при которой фаза несущего колебания меняется скачкообразно в зависимости от информационного сообщения. Отдельным видом PSK модуляции можно выделить DPSK модуляцию, которая отличается алгоритмом модуляции.
Модуляция и кодирование | Статья в журнале «Молодой ученый»
Методы модуляции. Модуляция включает в себя два сигнала: модулирующий сигнал, который представляет сообщение, и несущая волна, которая соответствует конкретному применению.
Формирование и обработка OFDM сигналов | Статья в журнале.
Рис. 4. BER для модуляций BPSK, QPSK и QAM‑16. На рис. 4 видно, что канал оказывает существенное влияние на передачу сигнала. С увеличением индекса модуляции увеличивается скорость передачи, но в то же время снижается её помехоустойчивость.
Виды передачи данных в промышленных сетях | Молодой ученый
Экранирование подразумевает под собой защиту сигнала, передаваемого по кабелю от внутренних и внешних электромагнитных наводок. Использование экранирования уменьшает излучение электромагнитных колебаний, которые могут быть вредны для пользователя сетей.
Исследование принципов радиосвязи и разработка модели.
Рис. 1. Иллюстрация принципа радиосвязи. В частности, разработанный в ходе исследования радиоприёмник принимает частотно модулированные волны. Частотная модуляция (ЧМ) — это изменение частоты колебаний генератора под действием модулирующего напряжения.
Построение математической модели траекторного сигнала.
При переключении логических уровней модулирующего напряжения сигнала ТМИ, кроме изменения несущей частоты, происходит кратковременная сдвижка фазы несущих колебаний – фазовая манипуляция Фазовая манипуляция служит для синхронизации потока данных ТМИ.
Когерентный и дифференциальный методы пространственного.
MIMO (Multiple Input Multiple Output) — способ передачи сигнала, при котором передача данных осуществляется за счет использования нескольких антенн [1]. В системах MIMO наблюдается высокая пропускная способность.
Моделирование дальности действия и пропускной способности.
В данной статье рассматривается метод моделирования дальности действия и пропускной способности базовой станции в мобильной сети Long-term Evolution (LTE) с использованием компьютерной программы Microsoft Excel.
Обработка сигналов с фазовой манипуляцией способом прямого.
При переключении логических уровней модулирующего напряжения сигнала ТМИ, кроме изменения несущей частоты, происходит кратковременная сдвижка фазы несущих колебаний – фазовая манипуляция Фазовая манипуляция служит для синхронизации потока данных ТМИ.
- Как издать спецвыпуск?
- Правила оформления статей
- Оплата и скидки
Похожие статьи
Сравнение методов модуляции сигналов в спутниковых системах.
QAM — разновидность амплитудной модуляции сигнала, которая представляет собой сумму двух несущих колебаний одной частоты, но сдвинутых по фазе относительно друг друга на 90 градусов, каждое из которых модулировано по амплитуде своим модулирующим сигналом.
Сравнение видов модуляции | Статья в журнале «Молодой. »
Phase shift keying (PSK) — фазовая модуляция, при которой фаза несущего колебания меняется скачкообразно в зависимости от информационного сообщения. Отдельным видом PSK модуляции можно выделить DPSK модуляцию, которая отличается алгоритмом модуляции.
Модуляция и кодирование | Статья в журнале «Молодой ученый»
Методы модуляции. Модуляция включает в себя два сигнала: модулирующий сигнал, который представляет сообщение, и несущая волна, которая соответствует конкретному применению.
Формирование и обработка OFDM сигналов | Статья в журнале.
Рис. 4. BER для модуляций BPSK, QPSK и QAM‑16. На рис. 4 видно, что канал оказывает существенное влияние на передачу сигнала. С увеличением индекса модуляции увеличивается скорость передачи, но в то же время снижается её помехоустойчивость.
Виды передачи данных в промышленных сетях | Молодой ученый
Экранирование подразумевает под собой защиту сигнала, передаваемого по кабелю от внутренних и внешних электромагнитных наводок. Использование экранирования уменьшает излучение электромагнитных колебаний, которые могут быть вредны для пользователя сетей.
Исследование принципов радиосвязи и разработка модели.
Рис. 1. Иллюстрация принципа радиосвязи. В частности, разработанный в ходе исследования радиоприёмник принимает частотно модулированные волны. Частотная модуляция (ЧМ) — это изменение частоты колебаний генератора под действием модулирующего напряжения.
Построение математической модели траекторного сигнала.
При переключении логических уровней модулирующего напряжения сигнала ТМИ, кроме изменения несущей частоты, происходит кратковременная сдвижка фазы несущих колебаний – фазовая манипуляция Фазовая манипуляция служит для синхронизации потока данных ТМИ.
Когерентный и дифференциальный методы пространственного.
MIMO (Multiple Input Multiple Output) — способ передачи сигнала, при котором передача данных осуществляется за счет использования нескольких антенн [1]. В системах MIMO наблюдается высокая пропускная способность.
Моделирование дальности действия и пропускной способности.
В данной статье рассматривается метод моделирования дальности действия и пропускной способности базовой станции в мобильной сети Long-term Evolution (LTE) с использованием компьютерной программы Microsoft Excel.
Обработка сигналов с фазовой манипуляцией способом прямого.
При переключении логических уровней модулирующего напряжения сигнала ТМИ, кроме изменения несущей частоты, происходит кратковременная сдвижка фазы несущих колебаний – фазовая манипуляция Фазовая манипуляция служит для синхронизации потока данных ТМИ.
Сравнение видов модуляции
Слисков, В. А. Сравнение видов модуляции / В. А. Слисков, М. А. Игнатовский. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 51 (289). — С. 215-217. — URL: https://moluch.ru/archive/289/65554/ (дата обращения: 24.01.2024).
Представлены графики значения вероятности битовой ошибки от уровня сигнал-шум, в математической среде Matlab.
Ключевые слова: белый гауссовский шум, вероятность битовой ошибки, помеха, модуляция, шумовой канал.
Достаточно большое значение в связи являет собой достоверность, насколько надежны известные способы передачи информации? Данный вопрос является актуальным в наше время, при достаточно большом выборе модуляции. Но какая модуляция обеспечивает наибольшую достоверность под воздействием шумов? Данный вопрос авторы попытались раскрыть в своей работе.
Рассмотрим 9 видов модуляции и выясним, у какой вероятность битовой ошибки от уровня сигнал-шум будет наименьшей. В качестве помехи мы возьмем аддитивный белый гауссовский шум (AWGN), который создает мешающие воздействие в канале передачи информации. Характеризуется равномерной спектральной плотностью мощности, нормально распределенными временными значениями и аддитивным способом воздействия на сигнал.
Phase shift keying (PSK) — фазовая модуляция, при которой фаза несущего колебания меняется скачкообразно в зависимости от информационного сообщения. Отдельным видом PSK модуляции можно выделить DPSK модуляцию, которая отличается алгоритмом модуляции.
Frequency shift Keying (FSK) — вид манипуляции, при которой скачкообразно изменяется частота несущего сигнала в зависимости от значений символов информационной последовательности.
Коэффициент ошибок — отношение числа неверно принятых битов к полному числу переданных битов при передаче по каналу связи. Коэффициент ошибок является важнейшей характеристикой линейного тракта. Определяется по формуле , где Nош — число ошибочно принятых символов за интервал измерения.
BER- это среднее значение коэффициента ошибок по битам.
Проанализируем показатели BER в зависимости от модуляции в математической среде Matlab.
Рис. 1. График зависимости BER от уровня сигнал/шум PSK4, PSK8 и PSK16 модуляции
Возьмем для сравнения уровень BER 10– 4 , по графику видно, что для PSK4, данное значение достигается при уровне сигнал-шум 8.5 дБ, для PSK8 значение достигается при уровне 11.8 дБ, для PSK16 значение достигается при уровне 16 дБ.
Произведем анализ графиков для DPSK
Рис. 2. График зависимости BER от уровня сигнал/шум DPSK4, DPSK8 и DPSK16 модуляции
Возьмем для сравнения уровень BER 10– 4 , по графику видно, что для DPSK4, данное значение достигается при уровне сигнал-шум 10.8 дБ, для DPSK8 значение достигается при уровне 14.7 дБ, для DPSK16 значение достигается при уровне 19 дБ.
Произведем анализ графиков для FSK
Рис. 3. График зависимости BER от уровня сигнал/шум FSK4, FSK8 и FSK16 модуляции
Возьмем для сравнения уровень BER 10– 4 , по графику видно, что для FSK4, данное значение достигается при уровне сигнал-шум 9.5 дБ, для FSK8 значение достигается при уровне 8 дБ, для FSK16 значение достигается при уровне 7.5 дБ.
По результатам построенных графиков можно сделать заключение, что для модели канала связи с белым Гауссовским шумом наиболее оптимальным выбором будет являться модуляция FSK16. Данный вид модуляции имеет наименьшее отношение сигнал/шум на всем исследуемом диапазоне, даже по сравнению с PSK.
Основные термины (генерируются автоматически): BER, PSK, уровень, DPSK, FSK, битовая ошибка, график зависимости, модуляция, AWGN, математическая среда.