РД 34.48.155. Нормы на каналы передачи телемеханической информации по линиям электропередачи

бесплатная нормативная документация

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ

НОРМЫ

НА КАНАЛЫ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕМЕХАНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

РД 34.48.155

(НР 34-70-79-85)

УДК 621.311:621.398 (083.74)

Срок действия с 01.01.86

до 01.01.91

РАЗРАБОТАНО Производственным объединением по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союзтехэнерго"

ИСПОЛНИТЕЛИ А.И. Малышев, А.Л. Степанян (электрический цех)

УТВЕРЖДЕНО Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем 17.07.1985 г.

Заместитель начальника К.М. Антипов

ВВЕДЕНИЕ

Одним из основных средств диспетчерского управления энергосистемами являются каналы связи по проводам линий электропередачи для передачи телемеханической информации (телеинформации). Эти каналы приобретают особое значение при внедрении автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ). Проектирование, наладка и эксплуатация каналов телеинформации должны базироваться на определенных технических нормах, регламентирующих основные параметры этих каналов.

Настоящие Нормы разработаны на основе обобщения опыта эксплуатации высокочастотных каналов телемеханики по ВЛ в энергосистемах Советского Союза, экспериментальных и теоретических работ Союзтехэнерго и ВНИИЭ и опыта Министерства связи СССР в области теории и практики передачи дискретной информации. При составлении Норм учитывались рекомендации действующих ГОСТ и ОСТ, рекомендации МККТТ и СИГРЭ, а также опыт передачи дискретной информации по ВЛ зарубежных стран. В работе использованы некоторые рекомендации "Временных норм на каналы высокочастотной телемеханической связи по линиям электропередачи 110-500 кВ" (М.: БТИ ОРГРЭС, 1968), правильность которых подтверждена исследованиями последних лет.

Настоящие Нормы должны использоваться в качестве исходных материалов при:

- составлении руководящих документов по проектированию высокочастотных каналов телеинформации;

- проведении наладочных работ;

- эксплуатационных проверках каналов телеинформации;

- приемо-сдаточных испытаниях аппаратуры уплотнения и каналов телеинформации.

Часть положений данной работы должна учитываться при выдаче технических заданий на разработку новой аппаратуры каналов телемеханики и аппаратуры высокочастотного уплотнения ВЛ.

С введением в действие настоящих Норм утрачивают силу "Временные нормы на каналы высокочастотной телемеханической связи по линиям электропередачи 110-500 кВ".

Все замечания и рекомендации, возникающие в энергосистемах при внедрении данных Норм в эксплуатацию, должны в систематизированном виде передаваться в ПО "Союзтехэнерго" (105023, Москва, Семеновский пер., д.15) для их обобщения и анализа. Полученные замечания и предложения будут учтены при переиздании Норм.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Данные Нормы распространяются на дискретные каналы телемеханики (КТМ) по проводам высоковольтных линий электропередачи всех классов напряжения, выполненных с использованием модемов с частотной модуляцией и однополосной каналообразующей аппаратуры связи с частотным разделением каналов.

1.2. Данные Нормы распространяются на КТМ, выполненные с использованием комбинированной аппаратуры связи и телемеханики с частотным разделением каналов.

1.3. Нормированию подлежат как простые, так и сложные КТМ, образованные с применением устройств переприема по первичному сигналу или по сигналу тональной частоты.

1.4. Данные Нормы регламентируют:

параметры первичного сигнала на входе и выходе КТМ;

входные и выходные параметры передатчиков и приемников модемов;

входные и выходные параметры канала связи, входящего в КТМ;

входные и выходные параметры простого и сложного КТМ;

параметры работоспособности КТМ.

1.5. Данные Нормы не распространяются на:

каналы передачи дискретной информации системной автоматики;

каналы телемеханики по проводным и кабельным линиям связи;

каналы телемеханики радиорелейных систем и систем радиосвязи.

1.6. Пояснения к отдельным пунктам Норм даны в приложении.

2. ПАРАМЕТРЫ ПЕРВИЧНОГО СИГНАЛА НА ВХОДЕ КТМ

2.1. Первичный сигнал (сигнал от датчика информации) на входе канала телемеханики должен представлять собой однополярные или двухполярные импульсы постоянного тока.

2.2. При однополярном первичном сигнале номинальное значение амплитуды напряжения на входе КТМ должно соответствовать одному из значений ряда: 2,4; 6; 12 В.

2.3. При двухполярном первичном сигнале номинальное значение амплитуды напряжения на входе КТМ должно соответствовать одному из значений ряда: ±2,4; ±6,0; ±12 В.

2.4. Пульсация выпрямленного напряжения, из которого формируются дискретные посылки, не должна превышать 1%.

2.5. Допустимое изменение номинального значения амплитуды напряжения посылки на входе КТМ должно быть не более:

а) ±20% при использовании передатчика модема с узлом формирования посылок;

б) ±5% при использовании передатчика модема без узла формирования посылок.

2.6. Амплитуда выбросов напряжения в начале и конце посылки должна быть не более:

а) 5% при использовании передатчика модема без узла формирования посылок;

б) 20% при использовании передатчика модема с узлом формирования посылок.

2.7. Активная длительность фронтов или срезов импульсов не должна превышать 20% длительности элементарной посылки.

2.8. Длительность элементарной посылки (t₀) на входе КТМ должна выбираться из ряда: [0,4; 0,8; 1,0; 1,6; 2; (5)]·10ⁿ c, где n - любое целое положительное число, нуль или целое отрицательное число не менее минус 7.

Номинальная скорость передачи посылок (B) должна определяться по формуле

. (1)

Рекомендуемые скорости передачи 50, 100, 200 Бод.

Значение длительности посылки, равное 5·10ⁿ c, допускается для передачи со скоростью 300 Бод.

2.9. Пределы допустимых отклонений длительности посылок устанавливаются с учетом конкретного типа аппаратуры телемеханики, работающей по данному КТМ, и не должны превышать 15% номинального значения исправляющей способности, указанной в технических условиях на аппаратуру.

2.10. Посылки на входе КТМ не должны иметь дробления.

2.11. При передаче однополярного сигнала по КТМ с использованием передатчика модемов без формирователей посылок:

а) амплитудное значение мешающего напряжения при бестоковой посылке должно быть не более 3% номинального значения амплитуды напряжения токовой посылки;

б) амплитуда импульсных помех не должна превышать 3% номинального значения амплитуды напряжения первичного сигнала в той же точке.

2.12. При передаче однополярного сигнала по КТМ с использованием передатчика модемов, имеющих формирователь посылок:

а) амплитудное значение мешающего напряжения при бестоковой посылке должно быть не более 50% номинального значения напряжения срабатывания формирователя;

б) амплитуда импульсных помех должна быть не более 50% номинального значения напряжения срабатывания формирователя.

3. ПАРАМЕТРЫ ПЕРВИЧНОГО СИГНАЛА НА ВЫХОДЕ КТМ

3.1. Первичный сигнал на выходе КТМ должен представлять собой однополярные или двухполярные импульсы постоянного тока.

3.2. При однополярном первичном сигнале номинальное значение амплитуды напряжения токовой посылки на выходе КТМ, нагруженном на номинальную нагрузку, должно соответствовать одному из значений ряда: 2,4; 6,0; 12 В.

Предпочтительным является напряжение, соответствующее номинальному значению амплитуды напряжения первичного сигнала на входе данного КТМ.

3.3. При двухполярном первичном сигнале номинальное значение амплитуды напряжения на выходе KТM, нагруженном на номинальную нагрузку, должно соответствовать одному из значений ряда: ±2,4; ±6,0; ±12 В.

3.4. При передаче однополярного импульса амплитуда остаточного напряжения при отсутствии импульса не должна превышать 5% амплитуды сигнала.

3.5. Допустимое изменение амплитуды напряжения сигнала на выходе КТМ не должно превышать:

а) 30% при нагрузке КТМ на приемное устройство телемеханики;

б) норм, указанных в п.2.5, в случае выполнения переприема между двумя КТМ.

3.6. При двухполярном первичном сигнале разность напряжений сигналов разной полярности не должна превышать 5% суммы напряжений этих сигналов на выходе КТМ, т.е.

|U₊ - U_-| £ 0,05 |U₊ - U_-|, (2)

где U₊ - значение амплитуды напряжения сигнала положительной полярности;

U_- - значение амплитуды напряжения сигнала отрицательной полярности.

3.7. Пульсация выпрямленного напряжения, из которого формируется первичный сигнал на выходе КТМ, нагруженном на приемник информации, не должна превышать 5%.

3.8. Активный фронт нарастания или спадания импульса на выходе КТМ, нагруженном на номинальную нагрузку, должен быть: не более 0,3 мс для модемов приема с формирующими выходными устройствами и 0,7t₀ для модемов приема без формирующих выходных устройств.

3.9. Номинальное значение краевых искажений (d_ном) на одном переприемном участке КТМ определяется по формуле

d_ном = 16 – 1,9 DР_с/п + d_макс, (3)

где d_макс - максимальные краевые искажения передатчиков и приемников модемов, обусловленные техническими условиями на них;

DР_с/п - номинальное (расчетное) значение разности уровня сигнала телемеханики и помехи в КТМ.

3.10. Допускается отклонение значений краевых искажений посылок от номинального значения (d_лн) на любое значение в сторону уменьшения искажений и до значения в сторону увеличения искажений, определяемое по формуле:

d_лн = m_и - d_з = m_и – 16,5, (4)

где m_и - исправляющая способность приемного устройства данного КТМ;

d_з = 16,5 - запас по искажениям, предусматривающий экстремальное значение снижения разности уровня сигнала и помехи ВЧ тракта.

3.11. В сложном КТМ с n_N переприемными участками номинальное значение краевых искажений определяется по формуле

, (5)

где d_ном - номинальное значение краевых искажений, определяемое по п.3.9;

n_N - количество переприемных участков.

4. ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КТМ

4.1. В качестве показателей работоспособности КТМ используются:

а) достоверность передачи информации по посылкам или комбинациям;

б) коэффициент готовности (показатель надежности КТМ).

4.2. Достоверность передачи информации должна выражаться через коэффициент ошибок, определяемый по формуле

, (6)

где П_ош - количество ошибочно принятых посылок за сеанс измерений;

П_пер - количество посылок, переданных по КТМ за сеанс измерений.

Допускается оценка КТМ по достоверности передачи комбинации (заданного текста). Коэффициент ошибок по комбинациям определяется по формуле

, (7)

где П_к.ош - количество ошибочно принятых комбинаций за сеанс измерений;

П_к.пер - количество комбинаций, переданных по КТМ за сеанс измерений.

Номинальное значение коэффициента ошибок в любом КТМ при соотношении уровня сигнала и помехи, равном 20 дБ и более, должно быть не больше:

а) 1·10^-4 при передаче посылок типа 1:1;

б) 2·10^-4 при передаче комбинации типа "текст".

Пределом работоспособности КТМ является состояние, при котором в данном КТМ

К_ош ³ 2·10^-3 (8)

4.3. Надежность КТМ должна определяться через коэффициент готовности, который вычисляется по формуле

, (9)

где Т_но - среднее время наработки КТМ на отказ;

Т_в - среднее время восстановления КТМ при появлении отказа.

Коэффициент готовности любого КТМ должен быть не менее 0,995 при среднем времени наработки на отказ канала не менее 5000 ч.

5. МОДЕМЫ

5.1. В зависимости от номинальной скорости передачи модемы КТМ подразделяются на четыре группы:

а) "модем-50" (номинальная скорость передачи 50 Бод);

б) "модем-100" (номинальная скорость передачи 100 Бод);

в) "модем-200" (номинальная скорость передачи 200 Бод);

г) "модем-300" (номинальная скорость передачи 300 Бод) - нестандартный тип модема.

5.2. Максимальная эксплуатационная скорость передачи первичного сигнала на входе КТМ не должна превышать номинального значения скорости передачи модема, используемого в данном КТМ, и должна отвечать требованиям п.2.8 настоящих Норм.

Передатчики модемов телемеханики

5.3. Параметры первичного сигнала на входе модема передачи должны соответствовать требованиям разд.2 данных Норм.

5.4. Номинальные значения средних рабочих частот модемов должны соответствовать:

а) для "модемов-50"

F = 300 + 120 n_м Гц; (10)

б) для "модемов-100"

F = 240 + 240 n_м Гц; (11)

в) для "модемов-200"

F = 120 + 480 n_м Гц. (12)

Допускается применение "модемов-50" дополнительного спектра, несущие которых определяются по формуле

F = 270 + 180 n_м Гц, (13)

а также применение "модемов-300" с несущей частотой, равной F = 2880 Гц.

В приведенных формулах n_м - номер канала в соответствии с табл.1.

Таблица 1

Номинальные средние и характеристические частоты модемов телемеханики

Тип модема	Номер канала		Номинальная средняя частота, Гц	Верхняя характеристическая частота, Гц				Нижняя характеристическая частота, Гц
а) 50 Бод
101	1		420	390				450
102	2		540	510				570
103	3		660	630				690
104	4		780	750				810
105	5		900	870				930
106	6		1020	990				1050
107	7		1140	1110				1170
108	8		1260	1230				1290
109	9		1380	1350				1410
110	10		1500	1470				1530
111	11		1620	1590				1650
112	12		1740	1710				1770
113	13		1860	1830				1890
114	14		1980	1950				2010
115	15		2100	2070				2130
116	16		2220	2190				2250
117	17		2340	2310				2370
118	18		2460	2430				2490
119	19		2580	2550				2610
120	20		2700	2670				2730
121	21		2820	2790				2850
122	22		2940	2910				2970
123	23		3060	3030				3090
124	24		3180	3150				3210
125	25		3300	3270				3330
б) 50 Бод (дополнительный спектр)
101	1	450		405				495
102	2	630		585				675
103	3	810		765				855
104	4	990		945				1035
105	5	1170		1125				1215
106	6	1350		1305				1395
107	7	1530		1485				1575
108	8	1710		1665				1755
109	9	1890		1845				1935
110	10	2070		2025				2115
111	11	2250		2205				2295
112	12	2430		2385				2475
113	13	2610		2565				2655
114	14	2790		2745				2835
115	15	2970		2925				3015
116	16	3150		3105				3195
117	17	3330		3285				3375
в) 100 Бод
201	1	480			420		540
202	2	720			660		780
203	3	960			900		1020
204	4	1200			1140		1260
205	5	1440			1380		1500
206	6	1680			1620		1740
207	7	1920			1860		1980
208	8	2160			2100		2220
209	9	2400			2340		2460
210	10	2640			2580		2700
211	11	2880			2820		2940
212	12	3120			3060		3180
г) 200 Бод
401	1	600				480		720
402	2	1080				960		1200
403	3	1560				1440		1680
404	4	2040				1920		2160
405	5	2520				2400		2640
406	6	3000				2880		3120

5.5. Номинальные значения характеристических частот должны соответствовать:

а) для "модемов-50"

F_a = 330 + 120 n_м Гц, (14)

F_z = 270 + 120 n_м Гц;

б) для "модемов-100"

F_a = 300 + 240 n_м Гц, (15)

F_z = 180 + 240 n_м Гц;

в) для "модемов-200"

F_a = 240 + 480 n_м Гц, (16)

F_z = 0 + 480 n_м Гц;

г) для "модемов-300"

F_a = 3050 Гц, F_z = 2700 Гц; (17)

д) для модемов ТМТП, ТАТ-65

F_a = 315 + 180 n_м Гц, (18)

F_z = 225 + 180 n_м Гц.

5.6. Значения разности характеристических частот канала должны быть:

а) для "модемов-50"	60±3 Гц;
б) для "модемов-100"	120±4 Гц;
в) для "модемов-200"	240±6 Гц;
г) для "модемов-300"	360±9 Гц;
д) для модемов ТМТП, ТАТ-65	90±5 Гц.

5.7. Отклонение средней частоты модема передачи от номинального значения не должно превышать:

а) для "модемов-50"	±0,2 Гц;
б) для "модемов-100"	±0,4 Гц;
в) для "модемов-200"	±0,8 Гц;
г) для "модемов-300"	±1,5 Гц;
д) для модемов ТМТП, ТАТ-65	±0,4 Гц.

Средняя частота модема определяется выражением

. (19)

5.8. Разность уровней передачи сигналов характеристических частот на линейном выходе модема передачи должна быть не более 1,7 дБ для всех видов модемов.

5.9. Глубина паразитной амплитудной модуляции на выходе фильтра передачи любого модема при номинальной скорости передачи посылок не должна превышать 20%.

5.10. Максимальное значение уровня передачи модема должно быть не менее:

а) 0 дБ для модемов, выполненных в виде самостоятельной конструкции;

б) 10 дБ для модемов, встроенных в конструкцию ВЧ аппаратуры связи.

В обоих случаях должна быть предусмотрена возможность уменьшения уровня передачи до минус 25 дБ с точностью установки любого промежуточного значения не хуже ±0,5 дБ.

5.11. Уровень мешающего сигнала на выходе передатчика модема при передаче первичных сигналов с номинальной скоростью передачи измеряется в полосе рабочих частот соседних КТМ того же группового канала телемеханики и должен быть не менее чем на 40 дБ ниже полусуммы уровней передачи сигналов характеристических частот.

5.12. Собственные искажения передатчика модема при передаче на его вход симметричных посылок типа 1:1 с амплитудой напряжения, соответствующей пп.3.2, 3.3 и 3.5, должны быть не более значений, указанных в технических условиях на данный вид модема.

Если в технических условиях отсутствуют указанные данные, то максимально допустимые собственные искажения передатчика должны быть не более 1,5%. Собственные искажения передатчика определяются по формуле

, (20)

где F_п - эффективное значение частотно-модулированного сигнала, измеренное частотомером на выходе передатчика при передаче комбинации сигналов типа 1:1;

D = ±1% - собственные искажения датчика дискретных сигналов.

5.13. Собственные искажения системы, составленной из соединительного кабеля, подключенного на вход передатчика модема и самого модема при подаче на вход кабеля симметричных посылок типа 1:1, не должны превышать 4%. Собственные искажения определяются по формуле (20).

5.14. Входное сопротивление местной цепи передатчика модема должно быть активным и находиться в пределах от 1000 до 1500 Ом.

Выход передатчика модема, выполненного в виде самостоятельной конструкции, должен быть рассчитан на работу с нагрузкой 600 и 135 Ом.

Нагрузка передатчика модема, встроенного в ВЧ аппаратуру, не нормируется.

5.15. Обозначение частоты тонального сигнала на выходе модема передачи в зависимости от параметра первичного сигнала на входе модема (при передаче дискретных сигналов) должно соответствовать данным табл.2.

Таблица 2

Наименование и обозначение сигналов на входе и выходе модема передачи

Тип первичного сигнала	Наименование сигнала	Напряжение первичного сигнала	Частота тонального сигнала
Однополярный	"Пауза"	0	F_a
	"Импульс"	+U_ном	F_z
Однополярный	"Пауза"	0	F_a
	"Импульс"	-U_ном	F_z
Двухполярный	"Пауза"	+U_ном	F_z
	"Импульс"	-U_ном	F_a
	Отсутствие сигнала	Напряжения нет	F_a

Приемники модемов телемеханики

5.16. Номинальные значения характеристических частот приемника модема должны соответствовать требованиям пп.5.5 и 5.6 данных Норм.

5.17. Избирательность приемного фильтра приемника модема на частотах, отстоящих более чем ±1,5 (F_a - F_z) от средней частоты приема исследуемого модема, должна быть не менее 35 дБ.

5.18. Максимальная чувствительность приемника модема, выполненного в виде самостоятельной конструкции, должна быть не менее минус 40 дБ. В модеме должна быть предусмотрена возможность регулирования чувствительности до минус 20 дБ.

Номинальное значение чувствительности модемов, встроенных в аппаратуру ВЧ связи, определяется техническими условиями на эту аппаратуру. В этих модемах должна быть предусмотрена возможность регулирования чувствительности в пределах не менее чем ±5 дБ относительно номинального значения.

5.19. Номинальный уровень сигнала характеристической частоты на входе приемника должен быть не менее чем на 15 дБ выше чувствительности приемника.

Изменение приемного уровня сигнала характеристической частоты на входе приемника модема от номинального значения до значения, равного чувствительности приемника, не должно вызывать изменения напряжения приемного сигнала на выходе ограничителя максимальных амплитуд модема более чем на 1,5 дБ.

5.20. Частотная характеристика тракта приема модема, измеренная как зависимость U_д = f (F), должна быть линейной с точностью 1,5 дБ в пределах частот входного сигнала от F_z до F_a, где U_д - напряжение сигнала постоянного тока на выходе дискриминатора.

При подаче на вход приемника средней рабочей частоты значение U_д должно быть в пределах ±0,05 U_дх, где U_дх - напряжение сигнала на выходе дискриминатора при подаче на вход сигнала характеристических частот.

5.21. Параметры первичных сигналов на выходе приемника модема должны соответствовать требованиям разд.3 при нагрузке его на активное сопротивление, равное 1000-1500 Ом.

5.22. Входные и выходные сопротивления приемника модема должны соответствовать требованиям ТУ на эти устройства.

6. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ КАНАЛ СВЯЗИ

6.1. Для передачи низкоскоростной телеинформации используются либо телефонные каналы, либо групповые тракты каналов телемеханики, образованные путем вторичного уплотнения телефонного канала.

6.2. Телефонные каналы подразделяются на:

а) стандартные каналы ТЧ с эффективно передаваемой полосой частот 0,3-3,4 кГц (КС-3,4);

б) каналы телефонной связи с ограниченной полосой рабочих частот 0,3-2,4 (2,3) кГц (КС-2,4).

6.3. Групповые тракты телемеханики (ГТТ) в зависимости от используемой каналообразующей аппаратуры подразделяются на ГТТ1 и ГТТ2.

Тракт ГТТ1 образуется путем установки разделительных фильтров ДК-2,3 (ДК-2,4) в четырехпроводном тракте передачи и приема телефонного канала многоканальной каналообразующей аппаратуры телефонной связи.

Тракт ГТТ2 имеет место в комбинированной каналообразующей аппаратуре телефонной связи и телемеханики.

В этом случае выделение верхней части рабочей полосы частот телефонного канала осуществляется в схеме каналообразующей аппаратуры без использования добавочных устройств (разделительных фильтров ДК-2,3 (ДК-2,4)).

Телефонный канал, используемый для передачи сигналов телемеханики

6.4. Телефонный канал ВЧ связи по ВЛ, полностью предназначенный для передачи телемеханической информации, оценивается следующими показателями:

эффективно передаваемой полосой частот и частотной характеристикой остаточного затухания в этой полосе частот;

линейностью амплитудной характеристики остаточного затухания и значением нелинейных искажений в канале;

стабильностью остаточного затухания;

защищенностью в отношении линейных помех и влияний соседних каналов (в случае многоканальной системы уплотнения);

значением погрешности передачи частоты рабочего сигнала.

6.5. Входы и выходы модемов каналов телемеханики должны подключаться к телефонному каналу в точках четырехпроводного тракта. Допускается подключение входов и выходов модемов каналов телемеханики к двухпроводному тракту телефонного канала при коммутационной (автоматизированной) схеме построения каналов телемеханики.

6.6. Максимально допустимое количество каналов телемеханики, одновременно работающих по телефонному каналу КС-3,4, определяется выражением

N₅₀ + 2N₁₀₀ + 4N₂₀₀ = 24, (21)

где N₅₀, N₁₀₀, N₂₀₀ - количество каналов телемеханики, работающих соответственно на скоростях 50, 100 и 200 Бод.

6.7. Уровни передачи каналов телемеханики на входе тракта передачи телефонного канала КС-3,4 должны соответствовать данным табл. 3.

Таблица 3

Уровни передачи каналов телемеханики на входе тракта КС-3,4

"Модем-50"		"Модем-100"		"Модем-200"
Мощность, мкВт	Уровень передачи в точке "0", дБ	Мощность, мкВт	Уровень передачи в точке "0", дБ	Мощность, мкВт	Уровень передачи в точке "0", дБ
W_экв	Р_экв	2W_экв	Р_экв + 3	4W_экв	Р_экв + 6

, (22)

Р_экв = 10 lg W_экв (23)

6.8. Номинальное значение остаточного затухания телефонного канала составляет:

для четырехпроводного тракта передачи минус 17,4 дБ;

для двухпроводного тракта передачи 7 дБ.

В конкретных условиях наладки сложных систем ВЧ связи по ВЛ допускается установка остаточного затухания, превышающего номинальное значение на значение до 6 дБ.

6.9. Амплитудная характеристика остаточного затухания телефонного канала должна соответствовать требованиям технических условий на данный вид аппаратуры. При отсутствии этих данных амплитудная характеристика телефонного канала должна быть линейна с точностью ±1 дБ в пределах входных уровней сигнала от минус 25 до минус 13 дБ.

6.10. Эксплуатационная нестабильность установленного значения остаточного затухания телефонного канала регламентируется следующими требованиями:

а) плавное изменение остаточного затухания не должно превышать ±2 дБ;

б) мгновенное изменение остаточного затухания не должно превышать:

±4 дБ при количестве каналов телемеханики до 3;

±3 дБ при количестве каналов телемеханики от 4 до 7;

±2 дБ при количестве каналов телемеханики более 7;

в) мгновенные изменения остаточного затухания на ±5 дБ допускаются не чаще чем два раза в сутки.

6.11. Частотная характеристика остаточного затухания телефонных каналов с различной полосой эффективно передаваемых частот должна соответствовать табл.4.

Таблица 4

Частотные характеристики остаточного затухания телефонных каналов

Частота измерения, кГц	Неравномерность a_ост, дБ, для каналов
Частота измерения, кГц	КС-2,4	КС-3,4
0,3-0,4	5,2	5,2
0,4-0,6	2,6	2,6
0,6-1,2	1,3	1,3
1,2-1,6	1,3	1,3
1,6-2,0	2,6	1,3
2,0-2,4	5,2	1,3
2,4-3,0	10	2,6
3,0-3,4	10	5,2
Примечание. Неравномерность частотной характеристики остаточного затухания канала связи в сторону уменьшения затухания на всех частотах не должна превышать 1,3 дБ.

Нестабильность частотной характеристики остаточного затухания, обусловленная переключениями силового оборудования, входящего в схему ВЧ тракта систем связи по ВЛ, не должна превышать ±2 дБ (на рабочих частотах каналов телемеханики, включенных в данный телефонный канал).

6.12. Уровень помех (Р_птф) на выходе четырехпроводного тракта приема КС-3,4 или КС-2,4 (в точке с измерительным уровнем +4,3 дБ) должен быть не более значения, определяемого по формуле

Р_птф = - 34 – 10 lg (N₅₀ + 2N₁₀₀ + 4N₂₀₀ + 6N₃₀₀) + 10 lg DF_тф – Р_с/пп, (24)

где DF_тф - полоса эффективно передаваемых частот телефонного канала;

Р_с/пп - предельно допустимое соотношение полезного сигнала и помехи в канале телемеханики.

6.13. В условиях линейных помех от ВЛ предельное значение соотношения уровней сигнала и помехи определяется по данным табл.5

Таблица 5

Предельные значения соотношения уровней сигнала и помехи в КТМ

Исправляющая способность приемного устройства телемеханики, %	Предельно допустимое соотношение уровней сигнала и помехи
	"Модем-50"	"Модем-100"	"Модем-200"
20	18		22,5
25	16		20,5
30	13,5		18,5
35	12		16,7
40	10		15,5

6.14. Разность уровней полезного сигнала КТМ и селективной помехи (Р_пс), совпадающей по частоте с рабочей полосой частот КТМ, должна быть не менее 23 дБ. Отсюда максимально допустимый уровень селективных помех на выходе четырехпроводного тракта канала связи определяется по формуле

Р_пс = Р_со – 23 дБ (25)

где Р_со - номинальное значение уровня сигнала на выходе телефонного канала.

Для "модем-50" Р₅₀ (номинальный уровень приема) определяется по формуле

Р₅₀ = - 4,7 – 10 lg (N₅₀ + 2N₁₀₀ + 4N₂₀₀ + 6N₃₀₀), (26)

Для "модем-100", "модем-200" и "модем-300" номинальные уровни сигнала соответственно равны:

Р₁₀₀ = Р₅₀ + 3 дБ (27)

Р₂₀₀ = Р₅₀ + 6 дБ (28)

Р₃₀₀ = Р₅₀ + 7,8 дБ (29)

6.15. Пиковое значение уровня импульсной помехи на выходе четырехпроводного тракта телефонного канала в точке с измерительным уровнем +4,3 дБ не должно превышать значения, определенного по формуле

Р_итф £ Р₅₀ + 14 дБ, (30)

где Р₅₀ определяется по п.6.14.

6.16. Максимальная погрешность передачи частоты сигнала в телефонном канале должна быть не более 2 Гц. Изменяющаяся по времени погрешность передачи частоты сигнала не должна превышать ±2 Гц.

6.17. Скачкообразное изменение фазы сигнала тональной частоты при передаче по телефонному каналу не должно превышать 30°. Изменение фазы на большее значение допускается не чаще чем два раза в сутки.

Групповой тракт каналов телемеханики

6.18. Эффективно передаваемая полоса рабочих частот и частотная характеристика остаточного затухания ГТТ1 и ГТТ2 должны соответствовать нормированному шаблону, приведенному на рис. 1.

Допускается нарушение данной нормы в случае, если в технических условиях на конкретный вид каналообразующей аппаратуры приведен другой нормированный шаблон.

Рис. 1. Нормированный шаблон частотной характеристики остаточного затухания группового тракта канала телемеханики

6.19. Количество каналов телемеханики, одновременно работающих в ГТТ1 или ГТТ2, если это не оговорено в технических условиях на соответствующую каналообразующую аппаратуру, определяется по данным табл.6.

Таблица 6

Количество каналов телемеханики, работающих в ГТТ1 или ГТТ2

Номер варианта	Количество каналов телемеханики
	общее	в том числе со скоростью
	общее	50 Бод	100 Бод	200 Бод
1	6	6	-	-
2	5	4	1	-
3	4	2	2	-
4	3	-	3	-
5	3	2	-	1
6	2	-	1	1

6.20. Уровни передачи сигналов отдельных каналов телемеханики на входе ГТТ1, если они не оговорены в технических условиях, должны соответствовать данным табл.7.

Таблица 7

Уровни передачи сигналов отдельных каналов телемеханики на входе ГТТ1

"Модем-50"		"Модем-100"		"Модем-200"
Мощность, мкВт	Уровень передачи в точке "0", дБ	Мощность, мкВт	Уровень передачи в точке "0", дБ	Мощность, мкВт	Уровень передачи в точке "0", дБ
5	-23	10	-20	20	-17

При необходимости компенсации неравномерности частотной характеристики тракта передачи ГТТ1 путем введения предыскажений допускается отклонение уровней передачи от указанных значений на ±2,5 дБ.

6.21. Номинальное значение остаточного затухания ГТТ1 и амплитудная характеристика должны соответствовать требованиям пп.6.8 и 6.9.

6.22. Уровни передачи сигналов отдельных каналов телемеханики на входе ГТТ2 определяются техническими условиями на конкретный вид каналообразующей аппаратуры.

В случае отсутствия указанных данных уровни передачи определяются условием распределения мощности ВЧ передатчика между каналами комбинированной аппаратуры.

6.23. Номинальное значение остаточного затухания ГТТ2 и амплитудная характеристика должны соответствовать требованиям технических условий на конкретный вид каналообразующей аппаратуры.

6.24. Уровни помех в ГТТ1 и ГТТ2 должны соответствовать требованиям пп.6.12-6.15.

6.25. Погрешность передачи частоты сигнала в телефонном канале и скачкообразное изменение фазы сигнала тональной частоты в трактах ГТТ1 и ГТТ2 должны соответствовать требованиям пп.6.16 и 6.17.

6.26. В тракте передачи телефонного канала КС-2,3 (2,4), совмещенного с ГТТ1 или ГТТ2, должен быть предусмотрен ограничитель максимальных амплитуд с порогом ограничения от минус 2,5 до 0 дБ.

Увеличение уровня телефонного сигнала на входе ограничителя на 10 дБ выше порога ограничения не должно изменять уровень передачи телефонного канала на выходе ограничителя более чем на 1,5-2 дБ.

Сложные каналы телемеханики

6.27. Сложные каналы телемеханики подразделяются на:

а) каналы телемеханики, работающие по сложным телефонным каналам или сложным групповым трактам телемеханики;

б) каналы телемеханики, выполненные путем организации схем переприема по первичному сигналу.

6.28. Сложными телефонными каналами называются телефонные каналы, выполненные путем соединения нескольких простых каналов схемами четырехпроводного переприема.

6.29. Сложными групповыми трактами телемеханики называются групповые тракты телемеханики, выполненные путем последовательного соединения нескольких групповых трактов телемеханики различных систем связи.

6.30. Сложные телефонные каналы, используемые для вторичного уплотнения каналами телемеханики, по своим параметрам должны соответствовать нормам, приведенным в пп.6.4-6.17.

6.31. Затухание нелинейности тракта передачи (А_к) сложного канала, измеренное по комбинационному сигналу типа 2F₁ ± F₂ при загрузке телефонного канала двумя сигналами F₁ и F₂ с уровнями передачи каждого минус 19 дБ (на входе четырехпроводного тракта передачи), должно быть равно или более значения, определяемого по формуле

А_к = 21,4 – Р₅₀, (31)

где Р₅₀ - уровень сигнала канала телемеханики с наименьшей полосой рабочих частот, определяемый по п.6.14.

6.32. В общем случае отдельные телефонные каналы, входящие в состав сложных каналов, должны отвечать следующим требованиям:

а) уровень гладких помех Р_п на выходе четырехпроводного тракта каждого переприемного участка (рассмотренного отдельно) сложного телефонного канала должен быть не более значения, определяемого по формуле

Р_п = Р_птф – 10 (lg n_N + 1), (32)

где Р_птф - предельно допустимый уровень помех телефонного канала (см. п.6.12);

б) затухание нелинейности каждого отдельного канала в сложном телефонном канале с n_N переприемами должно быть равно или более значения, определяемого по формуле

А_ск = А_к + 20 (lg n_N + 1), (33)

А_к определяется по п.6.31;

в) предельное значение соотношения уровня сигнала и помехи для каждого канала телемеханики должно быть не более значения, определяемого по формуле

Р_к
с/п = Р_с/пп – 10 (lg n_N + 1); (34)

г) изменяющаяся во времени погрешность передачи номинальной частоты сигнала на переприемном участке сложного канала (в отдельности) не должна превышать значения, определяемого по формуле

. (35)

6.33. Сложный групповой тракт телемеханики, выполненный путем последовательного соединения нескольких групповых трактов телемеханики различных систем связи, должен отвечать требованиям пп.6.18-6.26.

6.34. По параметрам входные и выходные первичные сигналы сложных каналов телемеханики всех типов должны соответствовать требованиям разд.2 и 3.

6.35. В сложных каналах телемеханики, выполненных с применением схем переприема по первичному сигналу, каждый из составных КТМ должен отвечать требованиям пп.6.4-6.26 в зависимости от схемы его организации.

6.36. При организации сложного канала телемеханики в целях повышения достоверности передачи информации в сложном канале телемеханики допускается применение модемов, номинальная скорость передачи которых в два раза и более больше номинальной скорости передачи устройства телемеханики, используемого в данном сложном канале.

Высокочастотная каналообразующая аппаратура

6.37. Максимальная мощность (Р_макс) и максимальное напряжение сигнала (U_{тф макс}) на выходе ВЧ передатчика аппаратуры уплотнения, а также номинальное значение напряжения одиночного телефонного канала многоканальной аппаратуры (U_тф) должны устанавливаться в соответствии с техническими условиями на конкретный вид аппаратуры.

При отсутствии указанных данных максимальное напряжение сигнала КС-3,4 и напряжение сигнала контрольной частоты АРУ на выходе ВЧ передатчика определяются по формулам:

, (36)

, (37)

где U_макс - максимально допустимое выходное напряжение передатчика;

N_тф, N_к.ч - количество соответственно телефонных каналов и каналов контрольной части (АРУ в данной системе связи).

В одноканальной аппаратуре (N_тф = 1; N_к.ч = 1) максимальное напряжение сигналов будет равно:

U_{тф макс} = 0,82 U_макс; (38)

U_к.ч = 0,22 U_макс. (39)

6.38. При использовании телефонного канала в качестве группового тракта каналов телемеханики номинальное значение телефонного сигнала на выходе ВЧ передатчика (U_тф_2,4) определяется выражением

U_тф_2,4 = 9 U_экв, (40)

где

. (41)

6.39. Максимальное количество каналов телемеханики уплотненного телефонного канала определяется техническими условиями на данную аппаратуру.

Номинальные уровни передач по каждому каналу телемеханики, если они не указаны в ТУ на аппаратуру, должны быть равны:

U_экв - для канала со скоростью передачи 50 Бод;

1,41 U_экв - для канала со скоростью передачи 100 Бод;

2 U_экв - для канала со скоростью передачи 200 Бод.

Здесь U_экв определяется по п.6.38.

6.40. В многоканальной системе связи допустимое количество каналов телефонной связи, подлежащих вторичному уплотнению каналами телемеханики, регламентируются техническими условиями на конкретную каналообразующую аппаратуру.

При организации одного уплотненного канала телефонной связи рекомендуется использовать тот телефонный канал, спектр частот которого расположен рядом с контрольной частотой, управляющей системой АРУ.

Наибольшей устойчивостью обладает канал телемеханики, образованный по телефонному каналу, у которого верхняя часть линейного спектра частот расположена около частоты контрольного сигнала, управляющего работой системы АРУ.

6.41. Частотные характеристики трактов передачи и приема аппаратуры уплотнения в полосе рабочих частот каналов телемеханики должны быть равномерны с точностью до 2 дБ.

6.42. Максимальная эксплуатационная чувствительность ВЧ приемника аппаратуры уплотнения должна устанавливаться с учетом уровня линейных помех.

При пропадании сигнала контрольной частоты в схеме реального канала (переход приемника в режим максимальной чувствительности) уровень помех на выходе каналов телемеханики с модемом без формирователя или уровень помех на входе формирователя (в модемах с формирователем) должен быть меньше номинального уровня сигнала в той же точке не менее чем на 15 дБ.

Линейный высокочастотный тракт по ВЛ

6.43. Нестабильность затухания ВЧ тракта (Da) в полосе рабочих частот, используемой для передачи сигналов телемеханики, не должна превышать:

±4 дБ при количестве каналов телемеханики до 3;

±3 дБ при количестве каналов телемеханики от 4 до 7;

±2 дБ при количестве каналов телемеханики более 7.

Значение Da определяется по формуле

Da = а_к_.ч - а_тм, (42)

где а_к.ч - затухание ВЧ тракта на частоте контрольного сигнала;

а_тм - затухание ВЧ тракта на частоте сигнала канала телемеханики.

6.44. Запас по перекрываемому затуханию (А_зап) ВЧ канала телемеханики должен определяться с учетом назначения конкретного канала телемеханики:

а) для каналов ТС-ТИ системного значения

А_зап = 9 + Dа_гол._F (43)

и не должно быть меньше 9 дБ;

б) для каналов ТУ-ТС:

А_зап = 12 + Dа_гол._F (44)

и не должно быть меньше 11 дБ;

в) для каналов телерегулирования и телеизмерения в системах противоаварийной автоматики

А_зап = 13 + Dа_гол._F (45)

и не должно быть меньше 13 дБ.

В формулах (43), (44) и (45) принято:

Dа_гол._F - прирост затухания линейного тракта из-за гололеда на расчетной частоте.

Приложение

ПОЯСНЕНИЯ К ОТДЕЛЬНЫМ ПУНКТАМ НОРМ

1.1. В настоящее время в эксплуатации находятся только модемы с частотной модуляцией ТМТП, ТАТ-65, АПТ-100, АПТ-200 и АПТ-300. В комбинированной аппаратуре каналов связи и телемеханики МК-3, КМК-64, СПИ-122, СПИ-244 также используются модемы с частотной модуляцией.

1.2. Комбинированной аппаратурой называется аппаратура уплотнения ВЛ, предусматривающая одновременную передачу как сигналов телефонных каналов связи, так и сигналов каналов телемеханики. В этой аппаратуре для каналов телемеханики отводится верхняя часть полосы рабочих частот телефонного канала, лежащая выше 2,0 или 2,3 кГц и выделяемая системой фильтров.

2.1, 2.2, 2.3. Обоснования данных положений приведены в [1].

2.4. Исследования, выполненные в [2, 3, 4], показывают, что паразитная частотная или фазовая модуляция в КТМ вызывает появление добавочных краевых искажений посылок. В каналах со скоростью передачи 50-200 Бод добавочные искажения, вызываемые паразитной модуляцией частотой 50 Гц, численно равны паразитной девиации DF_gn несущего сигнала. Это же условие сохраняется и при модуляции несущего сигнала частотой 100 Гц до значения DF_gn, равного 5 Гц. При больших значениях DF_gn значения дополнительных искажений составляют 6-8%.

Источником пульсации является не только передатчик информации, пульсация может возникнуть и в модемах КТМ, и в канале высокочастотной связи. Учитывая это, а также простоту средств устранения пульсации выпрямленного напряжения, в передатчиках информации установлена норма пульсации напряжения первичного сигнала 1%.

2.5. Обоснования приведены в [1] с учетом того, что входной сигнал КТМ одновременно является выходным сигналом устройства телемеханики.

С учетом п.2.5 к формированию посылок передатчика модема должно предъявляться требование

U_сраб £ 0,8 U_c, (46)

где U_сраб - порог срабатывания формирователя;

U_c - значение амплитуды напряжения сигнала по пп.2.2 и 2.3.

2.6. При оптимальном значении девиации несущей частоты передатчика модема наличие выброса амплитуды напряжения в начале или конце посылки, поступающей на вход передатчика модема, вызывает паразитную амплитудную модуляцию частотно-модулированного сигнала на выходе модема передачи. Глубина этой модуляции пропорциональна значению выброса амплитуды напряжения посылки. Наличие амплитудной модуляции выходного сигнала модема снижает помехозащищенность КТМ. В передатчиках модема, имеющих узел формирования посылок, наличие выбросов амплитуды напряжения первичного сигнала не вызывает значительной паразитной модуляции выходного сигнала модема, так как формирование импульсов осуществляется при значениях напряжения первичного сигнала, равных 0,7 номинального значения напряжения при однополярном сигнале и 0,3 номинального значения напряжения первичного сигнала при двухполярном сигнале.

2.7. Обоснования приведены в [1].

2.8. Данные нормы разработаны в соответствии с [1] и учетом номинальных скоростей передачи посылок: 50, 100, 200 и 300 Бод.

2.9. Максимально допустимое отклонение длительности посылок, при котором аппаратура нормально функционирует, численно равно исправляющей способности аппаратуры телемеханики

d_макс = d_ном + d_ктм + d_з = m_и, (47)

где d_ктм - искажения, обусловленные собственно каналом КТМ.

С учетом [1] норма на допустимые отклонения длительности посылок на входе КТМ выбрана ±15% значения исправляющей способности аппаратуры телемеханики, указанной в технических условиях.

2.10. При данной норме обеспечивается помехозащищенность сигнала на входе КТМ в 35 дБ, что необходимо для получения заданной помехозащищенности всего КТМ.

2.11. При данной норме исключается воздействие мешающих сигналов на формирователь, даже при наличии разброса значений срабатывания формирователя на ±15%.

Напряжение срабатывания формирователя (U_с.ф) - минимальное напряжение входного сигнала, при котором срабатывает формирователь.

3.1-3.3 - обоснования приведены в [1].

3.4. В соответствии с нормой п.2.11 и условием, что сам КТМ при передаче сигнала может вносить до 2% искажений, амплитуда остаточного напряжения выходного сигнала может достигать 5%, что соответствует требованиям [1].

3.5. а) В соответствии с [8] приемное устройство телемеханики должно качественно выполнять свои функции при отклонении уровня рабочего сигнала на его входе на ±50% номинального значения. При норме на допустимое изменение амплитуды напряжения первичного сигнала на выходе КТМ 30% и допустимое значение пульсации в 5% номинального значения напряжения минимальное значение напряжения сигнала на входе приемника телемеханики будет 65% номинального значения и приемник должен нормально функционировать.

В данном случае выходной сигнал КТМ является входным сигналом устройства телемеханики и предельно допустимые отклонения этого сигнала соответствуют нормам, приведенным в [1].

б) В случае переприема выходной сигнал первого КТМ в то же время является входным сигналом второго КТМ, поэтому на него распространяются нормы п.2.5.

3.6. Обоснование приведено в [8].

3.7. Обоснование приведено в [1].

3.8. Обоснования приведены в п.2.7.

3.9-3.11. Максимально допустимые краевые искажения в КТМ определяются исправляющей способностью (m_и) устройства телемеханики, работающего по данному КТМ:

. (48)

d_з = K₁ Dа_л, (49)

где K₁ - прирост искажений, соответствующий изменению разности уровней сигнала и помехи на 1 дБ;

Dа_л - максимальное изменение затухания ВЧ тракта, вызванное климатическими условиями (гололед, иней и т.д.).

В соответствии с [9] зависимость краевых искажений посылок "текста" от соотношения уровней полезного сигнала и помехи на выходе фильтра модема приема описывается выражением

, (50)

где DF_д - значение девиации сигнала модема передачи;

d - значение краевых искажений.

На рис.2 приведены кривые зависимости краевых искажений от разности уровней сигнала и помехи для аппаратуры АПТ, вычисленные по формуле (50) и построенные по экспериментальным данным при передаче "текста" и комбинации вида 1:1.

Рис.2. Кривые зависимости краевых искажений от разности уровней сигнала и помехи для аппаратуры АПТ:

1 - теоретическая зависимость при передаче "текста"; 2 - экспериментальная зависимость при передаче "текста"; 3 - экспериментальная зависимость при передаче комбинации 1:1

Можно считать, что экспериментальные и теоретические данные совпадают с достаточной для практики точностью.

При аппроксимации кривых (рис. 3) установлено, что

1,6% £ K₁ £ 2,2% (51)

Рис.3. Кривые зависимости коэффициента искажений посылок от соотношения уровней сигнала и помехи:

1 - при пороге искажений 20% и действии помех от короны; 2 - при пороге искажений 30% и действии помех от короны; 3 - при пороге искажений 40% и действии помех от короны; 4 - при пороге искажений 20% и действии гладких помех; 5 - при пороге искажений 30% и действии гладких помех; 6 - при пороге искажений 40% и действии гладких помех

В Нормах принимаем среднее значение K₁ = 1,9%.

Поскольку минимальный запас по перекрываемому затуханию ВЧ системы по ВЛ составляет 8,7 дБ, запас по искажениям равен

d_з = 1,9 · 8,7 = 16,5%.

Номинальное значение искажений от линейных помех на одном переприемном участке определяется по формуле

d_N = 26 – (1,9 DР_с/п +10) = 16 - 1,9 DР_с/п, (52)

где DР_с/п - номинальное (расчетное) значение разности уровня сигнала телемеханики и помехи в КТМ.

Данная формула получена экспериментальным путем на основе анализа зависимостей, приведенных на рис.3.

Поскольку в сложных КТМ количество переприемов не превышает 2-3, при определении номинального значения искажений принято условие геометрического сложения искажений по переприемным участкам:

, (53)

где - номинальное значение искажений от линейных помех одного переприемного участка.

4.2. Норма на показатели достоверности передачи посылок установлена на основании исследований, выполненных ВНИИЭ.

Ниже приводятся материалы этих исследований в качестве обоснования п.4.2.

Достоверность передачи информации по КТМ зависит от многих факторов, воздействующих на параметры посылок, передаваемых по каналу.

Основными из этих факторов являются:

а) распределенные помехи в канале;

б) неравномерность амплитудно-частотной характеристики канала;

в) колебания остаточного затухания;

г) изменения частоты передаваемого сигнала.

Кроме того, на качество передачи дискретных сигналов воздействуют:

а) кратковременные самовосстанавливающиеся перерывы связи;

б) импульсные помехи;

в) групповое время замедления (ГВЗ).

Влияние этих трех факторов при нормальных остальных характеристиках канала связи может быть весьма существенным. Например, в каналах передачи по данным Министерства связи СССР около 70% ошибок в серии дискретных сигналов происходит из-за кратковременных перерывов.

Одним из основных требований к КТМ является обеспечение достаточной достоверности передачи сигналов с заданным временем передачи.

Под достоверностью понимается степень соответствия принятых сообщений переданным. Достоверность передачи зависит от всех указанных выше факторов, воздействующих на передаваемые сигналы.

На практике удобнее пользоваться понятием потери достоверности; эта потеря оценивается коэффициентом ошибок К_ош, который определяется как отношение числа неправильно принятых посылок (П_ош) к общему числу посылок (П_пер), переданных за время испытаний:

При измерении коэффициента ошибок за достаточно большой интервал времени среднее относительное количество ошибок дает вероятность ошибок:

. (54)

Значение вероятности безошибочного приема называется достоверностью передачи:

q = 1 - Р_ош. (55)

Потеря достоверности может оцениваться по ошибочному приему посылок, циклов, знаков и т.д.

Этот параметр является наиболее приемлемым для оценки качества передачи дискретных сигналов по следующим соображениям:

а) достоверность передачи является обобщенным параметром, на значение которого влияет вся совокупность мешающих факторов, возникающих в тракте передачи;

б) с помощью этого параметра можно оценить качество принимаемого сигнала и состояние всего тракта передачи;

в) достоверность передачи является вероятностной характеристикой, поэтому ею наиболее целесообразно руководствоваться при оценке канала передачи дискретных сигналов, так как ошибки вызываются случайными факторами, оценить влияние которых единичными измерениями нельзя;

г) по структуре распределения ошибок во времени можно выделить основной фактор, вызывающий ошибки.

Измерение коэффициента ошибок К_ош по посылкам производится путем регистрации ошибочно принятых посылок П_ош (ошибка) за определенный промежуток времени, в течение которого передано П_пер посылок. Ошибка выявляется при сравнении и фиксировании несоответствия одного или нескольких параметров посылки (полярности, длительности, амплитуды и т.д.) в принятой и переданной текстовой серии и аналогичной ей, сформированной в приемнике.

В настоящее время помехоустойчивость аппаратуры каналов телемеханики по действующим нормативам оценивается разностью уровней сигнала и помехи в полосе входного фильтра приемника. По данным [12], допустимая разность должна быть не менее 15,6 дБ (1,8 Нп) для узкополосных каналов телемеханики (DF £ 140 Гц), при этом должна обеспечиваться устойчивая работа приемного устройства телемеханики, которая количественно в справочнике никак не оценена. Требования к каналам телеинформации с полосой, превышающей 140 Гц, в справочных материалах пока не приводятся. На практике при одинаковой разности уровней сигнала и помехи от коронирования фазных проводов ВЛ или гладкого шума в реальном и искусственном каналах коэффициент ошибок отличался больше чем на 1-2 порядка. Поэтому разность уровней сигнала и помехи не может являться достаточно объективным критерием оценки работоспособности канала, хотя, безусловно, ее значение в значительной мере определяет состояние канала.

В связи с этим для оценки качества работы каналов телемеханики могут быть выбраны два основных параметра, характеризующих работу тракта передачи импульсных сигналов:

а) разность уровней сигнала и помехи (гладкого шума или распределенных помех ВЛ в полосе входного фильтра приемника);

б) коэффициент ошибок, который определяет потерю достоверности передачи импульсных сигналов.

Нормирование названных параметров единичными значениями представляет определенную трудность, которая заключается в специфических особенностях каналов телеинформации по ВЛ:

высоким уровнем распределенных помех, зависящим от типа ВЛ, и значительным изменением этого уровня во времени;

непрерывной передачей импульсных сигналов телемеханики и высокими требованиями к ее достоверности;

организацией каналов телеинформации в верхней части спектра тонального канала параллельно с телефонным каналом.

На основании проделанных расчетов и результатов экспериментальных работ определены предельно допустимые значения разности уровней сигнала и помехи DР_с/п и коэффициента ошибок К_ош для каналов телеинформации со скоростью передачи до 300 Бод и передачи данных до 1200 Бод, организованных по ВЛ 220-500 кВ. Эти данные приведены в табл.8.

Таблица 8

Определение коэффициента ошибок

Скорость передачи, Бод	Тип сигнала	Разность уровней сигнала и помехи, дБ	Коэффициент ошибок	Напряжение ВЛ, фаза
До 300	1:1	21,5	1·10^-4	220-500 кВ, средняя
До 300	Текст	21,5	2·10^-4	220-500 кВ, средняя
До 300	1:1	20	1·10^-4	220-500 кВ, крайняя
До 300	Текст	20	2·10^-4	220-500 кВ, крайняя
До 1200	1:1	26	5·10^-4	220-500 кВ, крайняя
До 1200	Текст	26	2·10^-4	220-500 кВ, крайняя

В каналах по ВЛ действуют не только распределенные помехи, но и кратковременные воздействия в виде импульсных помех и прерываний несущей ЧМ сигнала, которые являются причиной появления большого количества ошибок за короткие промежутки времени. Несмотря на кратковременность таких воздействий, они могут существенно повлиять на коэффициент ошибок. Это влияние тем меньше, чем больше DР_с/п. В настоящее время законы распределения импульсных помех и кратковременных прерываний в каналах по ВЛ детально не изучены, однако на основании экспериментальных и расчетных данных для оценки можно предварительно принять значения коэффициента ошибок, приведенных в табл.8.

4.3. Готовность (коэффициент готовности) канала передачи дискретной информации представляет собой вероятность того, что данный канал готов передавать информацию с заданной достоверностью в любой заданный момент времени.

Вычисление коэффициента готовности базируется на статистических данных по отказам оборудования, составляющего канал передачи информации.

Коэффициент готовности определяется по формуле

, где , (56)

где T_io - время между двумя соседними отказами;

n_o - количество отказов за период цикла эксплуатации канала передачи информации.

, (57)

где Т_в_i - время, необходимое для обнаружения и устранения отказа канала передачи информации.

Норма среднего времени наработки на отказ, равная 5000 ч, выбрана в соответствии с рекомендациями [29].

Среднее время восстановления не нормируется, так как оно указывается в технических условиях на аппаратуру, а на весь комплекс канала определяется его сложностью и условиями эксплуатации.

Вспомогательными параметрами при оценке надежности канала являются:

а) интенсивность отказов

; (58)

б) скорость восстановления

. (59)

Кроме того, коэффициент готовности может быть определен по формуле

(60)

В некоторых случаях целесообразно использовать при оценке надежности канала передачи информации коэффициент потерь K_п (коэффициент "неготовности")

(61)

В табл.9 приведены показатели готовности элементов системы передачи информации, полученные из материалов [13]. На основании данных табл.9 сделан вывод о возможности установки нормы K_г = 0,995.

Таблица 9

Показатели готовности элементов системы передачи информации

Наименование	Т_но	t_в	l	m	K_г
Аппаратура уплотнения на транзисторах	25000	24	(1-4)·10^-5	(1-4,1)·10^-2	0,99904
Аппаратура уплотнения на лампах нового типа	10000	24	2·10^-4	(2-4,1)·10^-2	0,99756
Аппаратура уплотнения на лампах старого типа	2000	24	(2-5)·10^-4	(2-4,1)·10^-2	0,98795
Аппаратура телемеханики на центральном пункте	10000	1	7·10^-4	(4,1-7)·10^-2	0,99760
Аппаратура телемеханики на контролируемом пункте	10000	24	8·10^-4	(1-8)·10^-2	0,9999
Линия электропередачи	2800	31	(3-3,5)·10^-4	(3-3,2)·10^-2	0,99904

5.1. Обоснования даны в [14].

5.2. Эксплуатационной скоростью передачи посылок называется скорость передачи первичного сигнала на выходе устройства телемеханики, предназначенного для работы по данному КТМ. Значение эксплуатационной скорости в сторону уменьшения не нормируется.

Передатчики модемов телемеханики

5.4. Номинальные значения средних рабочих частот (см. формулы (10)-(12)) выбраны в соответствии с [14]. В формуле (13) учтено наличие в эксплуатации модемов устаревших типов - ТМТП, ТАТ-65 и т.д.

5.5. Обоснования приведены в [14].

5.6. Значения разности характеристических частот приведены в соответствии с [14]. Данные нормы распространяются на сложные каналы с двумя и более переприемами, выполненные с применением узкополосных фильтров. Полоса рабочих частот указанных фильтров должна выбираться такой, чтобы частотная характеристика сложного КТМ соответствовала частотной характеристике простого КТМ. Частотная характеристика измеряется на участке от входного фильтра передачи оконечного передатчика модема до выходного фильтра приема приемника оконечного модема.

5.7. Обоснование норм по пп.а-в приведены в [14]. Нормы по пп.г, д установлены на основании анализа технических возможностей модемов АПТ-300, ТАТ-65 и ТМТП.

5.8. Обоснования приведены в [14].

5.9. В соответствии с [5, 15] при ЧМ на выходе фильтра передачи будет наблюдаться паразитная амплитудная модуляция, значение которой зависит от девиации и ширины полосы частот пропускания фильтра передачи. В нормальных условиях регулирования модема передачи глубина этой паразитной амплитудной модуляции может достигать 10-15%. Норма, указанная в п.5.9, обусловлена добавочным влиянием допустимого значения разности уровней передачи сигналов характеристических частот на выходе модема передачи (см. п.5.8).

5.10. Уровень передачи модема определяется схемой включения модема в систему передачи информации. В эксплуатационных условиях имеются модемы, встроенные в схему ВЧ аппаратуры уплотнения (модемы КМК-64, СПИ-122, СПИ-244), и модемы (ТАТ-65, АПТ-100, АПТ-200, АПТ-300, ТМТП), выполненные в виде самостоятельной конструкции и подключаемые к аппаратуре уплотнения через соединительные кабели.

Максимальное затухание соединительного кабеля не превышает 10 дБ для случая, когда модем расположен в ином помещении, чем аппаратура связи.

Минимальный уровень передачи сигнала телемеханики на входе аппаратуры связи составляет (-25¸-30) дБ.

Максимальный уровень передачи модемов, встроенных в аппаратуру связи, не превышает минус 10 дБ.

Норма разработана на основании вышеизложенного с учетом [14] и [18].

5.11. Обоснования приведены в [14].

5.12, 5.13. Введение норм по этим пунктам обеспечивает правильность регулирования цепей управления модулятора модема.

Наличие длины соединительного кабеля между устройством телемеханики и входом модема может влиять на форму посылок, воздействующих на вход модулятора. Коррекция влияния кабеля на значение собственных искажений модема осуществляется соответствующим регулированием цепей управления модулятором в модеме без формирователя и оптимальным выбором порога срабатывания формирователя в модемах с формирователем.

Опыт наладочных работ ПО "Союзтехэнерго" показывает, что при качественной наладке собственные искажения системы, составленной из кабеля длиной до 100 м и модема, не превышают 1,5%.

При длине кабеля свыше 150 м собственные искажения этой же системы лежат в пределах 3-4%.

5.14. Норма дана по [30] с учетом входных сопротивлений систем телемеханики, применяемых в энергосистемах.

5.15. Обоснования приведены в [14].

Приемники модемов телемеханики

5.17. Норма избирательности приемного фильтра выбрана исходя из требования исключения "подрабатывания" выходного устройства приемника от помехи при отсутствии рабочего сигнала данного модема. "Подрабатывание" будет исключено, если помеха от соседнего канала телемеханики будет на 20 дБ или более ниже чувствительности приемника.

Поскольку уровень приемного сигнала должен быть на 14 дБ выше чувствительности приемника и таким же уровнем обладает влияющий сигнал, расположенный на ±1,5 (F_a - F_z) от средней частоты приема, минимальная избирательность приемного фильтра (Dа_ф) определяется значением

Dа_ф = 20 + 14 » 35 дБ (62)

5.18-5.20. Одним из основных параметров модема приема является чувствительность. Чувствительностью называется минимальный уровень сигнала характеристической частоты на его входе, при котором на выходе ограничителя максимальных амплитуд модема приема имеет место ограничение амплитуды приемного сигнала на 2±0,5 дБ.

Допустимое изменение уровня приемного сигнала на входе модема, указанное в п.5.19, определяется следующим образом.

При симметричной паразитной амплитудной модуляции приемного сигнала напряжение этого сигнала на выходе фильтра приема меняется на значение

±DU_м = ±m U_ном, (63)

где m - коэффициент амплитудной паразитной модуляции;

U_ном - напряжение сигнала на выходе фильтра, соответствующее номинальному приемному уровню сигнала характеристической частоты на входе приемника.

Максимальное и минимальное значения амплитуды сигнала на выходе фильтра определяются по формулам:

U_макс = U_ном + DU_м = U_ном (1 + m), (64)

U_мин = U_ном - DU_м = U_ном (1 - m). (65)

Снижение значения уровня, обусловленное наличием модуляции, определяется выражением

(66)

и для m = 0,4 (40%) соответствует 4,4 дБ.

В эксплуатационных условиях работы КТМ максимальное уменьшение приемного уровня составляет 10 дБ. Исходя из этих данных, чувствительность приемника должна быть не менее чем на 14,5 дБ ниже номинального значения приемного сигнала.

Для модемов, выполненных в виде самостоятельной конструкции и используемых для организации каналов телемеханики по арендованным и внутриведомственным каналам кабельных и радиорелейных линий, минимальное значение приемного уровня в точке 0 относительно уровня равно минус 25 дБ (табл.10). Отсюда чувствительность таких модемов должна быть не хуже значения:

Р_ч = -25 – 14,5 » -40 дБ. (67)

Таблица 10

Использование каналов тональной частоты

Вид и назначение канала	Эффективная полоса рабочих частот, кГц	Частота раздела, кГц	Допустимое значение мощности (средняя за 1 ч), мкВт, в точке 0			Максимальное число вторичных каналов ЧМ телеграфного типа при скорости			Уровни передачи в точке 0 (мкВт) на 1 канал при скорости			Примечание
Вид и назначение канала	Эффективная полоса рабочих частот, кГц	Частота раздела, кГц	суммарной (0,3-3,4 кГц)	телефонной (0,3-2,3 кГц)	телеграфной (2,5-3,4 кГц)	50 Бод	100 Бод	200 Бод	50 Бод	100 Бод	200 Бод	Примечание
1. Арендованный комбинированный канал (телефон и телеинформация)	0,3-3,4	2,4	32	14	18	2	-	1	3/-25	6/-22,5	12/-19	Передача данных в полосе частот 0,3-2,3 кГц не допускается
						-	1	1				При меньшем числе вторичных каналов уровни могут быть увеличены до значений по п.3, но при сохранении суммарной мощности 18 мкВт
						6	-	-
						-	3	-
						2	2	-
						4	1	-
2. Внутриведомственный комбинированный канал по кабелю и РРЛ (телефон и телеинформация)	0,3-3,4	2,4	50	20	30	2	-	1	5/-23,5	10/-20	20/-17	При меньшем числе вторичных каналов уровни могут быть увеличены до значений по п.3
						-	1	1
						-	3	-
						2	2	-
						4	1	-
3. Внутриведомственный комбинированный канал по кабелю и РРЛ (телефон, телеинформация) и передача данных 200 и 600 Бод)	0,3-3,4	2,4	100	67	33	2	-	1	5,5/-22,5	11/-19,5	22/-16,5	Передача данных осуществляется в полосе частот 0,3-2,3 кГц со снятием разговора на время передачи. При этом устанавливается уровень минус 11,5 дБ
						-	1	1
						6	-	-
						-	3	-
						2	2	-
						4	1	-
4. Внутриведомственный специализированный канал по кабелю и РРЛ (телеинформация АРЧМ, ПАА и пр.)	0,3-3,4	2,4	135	-	135	24	-	-	5,5/-22,5	11/-19,5	22/-16,5	При использовании канала частично или полностью для противоаварийной автоматики допускается кратковременная передача сигналов ПАА с уровнем плюс 3,5 дБ (2220 мкВт)
						-	12	-
						-	-	6
5. Внутриведомственный специализированный канал по кабелю и РРЛ для передачи данных 600/1200 Бод и более	0,3-3,4	-	100	-	100	-	-	-	100/-10	100/-10	100/-10	На коммутируемый канал для межмашинного обмена или для взаимодействия ЭВМ с терминальным оборудованием
6. Внутриведомственный комплексный канал по кабелю и РРЛ (телефон, связь совещаний передачи данных, фототелеграф)	0,3-3,4	-	50	50	-	-	-	-	50/-13,5	50/-13,5	50/-13,5	Каждая из видов передачи осуществляется с разделением по времени по всей полосе частот 0,3-3,4 кГц
Примечания. 1. Количество каналов вторичного уплотнения указано исходя из стандартной шкалы частот, принятой для систем тонального телеграфирования в СССР. 2. Распределение уровней и количество вторичных каналов в системах ВЧ связи по ВЛ определяется на основании ТУ на соответствующую аппаратуру и специальных нормативно-технических документов.

Для модемов, встроенных в аппаратуру ВЧ связи, однозначно определить чувствительность нельзя, поскольку разные виды аппаратуры имеют разные диаграммы уровней. Однако в любом случае чувствительность приемника модема должна быть не менее чем на 14 дБ меньше номинального значения уровня приемного сигнала на входе модема, обусловленного конкретной диаграммой уровня.

Требование к наличию ручного регулирования чувствительности обусловлено тем, что в конкретных условиях наладки различных КТМ чувствительность необходимо менять.

Качество частотного дискриминатора приемника модема определяется частотной характеристикой приемника, выраженной функцией

U_д = f(F), (68)

где U_д - напряжение постоянного тока на выходе частотного дискриминатора;

F - значение частоты сигнала на входе приемника.

Для обеспечения качественного приема ЧМ сигнала частотная характеристика приемника должна быть линейной в пределах значений характеристических частот данного модема с точностью ±1,5 дБ.

В идеальном случае напряжение U_д = 0 при подаче на вход приемника частоты, равной значению

. (69)

Учитывая технологические допуски настройки дискриминатора, рекомендуется норма ±0,05 U_дх, где U_дх - значение напряжения сигнала в точке измерения при подаче на вход приемника сигнала характеристической частоты.

Изложенные выше требования относятся как к модемам старых конструкций (ТАТ-65, АПТ-100, КМК-64, СПИ), так и к модемам новых конструкций, которые будут разрабатываться в дальнейшем.

6.1-6.3. Институтом "Энергосетьпроект" выполнены исследования возможности организации каналов телемеханики по каналам тональной частоты любых видов. Данные, полученные в результате этих исследований, приведены в табл.10. Эти данные должны учитываться при организации каналов телемеханики по высокочастотным каналам связи с учетом ограничительных положений, изложенных в технических условиях на конкретный тип высокочастотной аппаратуры уплотнения ВЛ, который используется в данной системе высокочастотной связи.

Телефонный канал, используемый для передачи сигналов телемеханики

6.6. Нормы приведены в соответствии с табл.10, п.4.

6.7. В соответствии с табл.10 допустимое значение суммарной мощности всех каналов телемеханики в точке с 0 измерительным уровнем соответствует 135 мкВт. Исходя из условия равной помехозащищенности каналов, работающих на разных скоростях, имеем:

W₂₀₀ = 2 W₁₀₀ = 4 W₅₀, (70)

где W₅₀, W₁₀₀, W₂₀₀ - мощности сигналов соответственно каналов, работающих на скоростях передачи 50, 100 и 200 Бод.

Если ввести понятие единичной мощности W_экв, равной W₅₀, получим:

; (71)

W₅₀ = W_экв; (72)

W₁₀₀ = 2W_экв; (73)

W₂₀₀ = 4W_экв. (74)

Уровни передачи по отдельным каналам в точке с 0 измерительным уровнем будут соответственно равны:

Р_экв = 10 lg W_экв; (75)

Р₅₀ = Р_экв; (76)

Р₁₀₀ = Р_экв + 10 lg 2 = Р_экв + 3; (77)

Р₂₀₀ = Р_экв + 10 lg 4 = Р_экв + 6. (78)

6.8. Номинальные значения остаточного затухания установлены на основе существующих норм на телефонные каналы по высоковольтным линиям электропередачи [21].

Учитывая, что в ряде типов ВЧ аппаратуры усилители тракта приема телефонного канала и особенно выходные усилители НЧ не имеют достаточно высокой линейности, установлена норма на эксплуатационное отклонение остаточного затухания от его номинального значения, обеспечивающая снижение влияний нелинейности указанных элементов на качество работы КТМ.

6.9. В системах ВЧ связи для повышения помехозащищенности телефонного канала применяется ограничитель максимальных амплитуд, ограничивающий динамический диапазон речи на уровне минус 2¸0 дБ в точке 0 уровня (двухпроводный вход канала).

Внедрение этого мероприятия обеспечивает отсутствие перегрузок группового тракта передачи. В указанных условиях на выходе четырехпроводного тракта передачи предельное значение уровня передачи составляет минус 13±1 дБ. На основании изложенного установлены нормы на амплитудную характеристику телефонного канала.

6.10. Плавные изменения остаточного затухания определяются работой системы АРУ и изменением в процессе эксплуатации параметров узлов аппаратуры, не охваченных системой АРУ.

Работа типовой схемы АРУ ВЧ аппаратуры в условиях изменения затухания линейного ВЧ тракта на плюс 10 и минус 20 дБ вызывает изменение остаточного затухания на плюс 1¸минус 2 дБ. Мгновенное изменение остаточного затухания вызывается, как правило, коммутационными переключениями силового оборудования линейного ВЧ тракта.

При мгновенном изменении остаточного затухания в узлах аппаратуры уплотнения возникают нестационарные процессы, увеличивающие взаимные влияния между каналами телемеханики. Чем больше каналов телемеханики организовано по данному телефонному каналу, тем больше вероятность появления значительных влияний при мгновенном изменении остаточного затухания. Исходя из этого, установлены различные нормы на изменение остаточного затухания в зависимости от количества каналов телемеханики.

6.11. Норма на нестабильность частотной характеристики остаточного затухания установлена с учетом нормы на плавное изменение остаточного затухания. Элементы группового тракта приема в существующей аппаратуре ВЧ связи не имеют больших запасов линейности в сторону увеличения уровней сигналов, что и ограничивает допустимые значения нестабильности остаточного затухания.

6.12, 6.13. В соответствии с табл.10 при полном использовании канала КС-3,4 или КС-2,4 для передачи телеинформации допустимое значение мощности суммарного сигнала в точке 0 уровня соответствует 135 мкВт, или минус 9 дБ. Соответственно в точке с уровнем +4,3 дБ допустимая мощность равна:

Р_д = -4,7 дБ.

Если указанный телефонный канал уплотнен каналами телемеханики со скоростями 50 (N₅₀), 100 (N₁₀₀), 200 (N₂₀₀) и 300 (N₃₀₀) Бод, уровень приемного сигнала канала со скоростью 50 Бод определяется по формуле

Р₅₀ = Р_д – 10 lg (N₅₀ + 2 N₁₀₀ + 4 N₂₀₀ + 6 N₃₀₀) = -4,7 – 10 lg (N₅₀ + 2 N₁₀₀ + 4 N₂₀₀ + 6 N₃₀₀) (79)

С учетом возможных эксплуатационных изменений приемного уровня канала телемеханики на 10 дБ допустимый уровень помех на входе "модема-50" определяется выражением

Р_п₅₀ = Р₅₀ – Р_с/пп – 10. (80)

Если полосу эффективно передаваемых частот телефонного канала обозначить через DF_тф, а полосу рабочих частот "модема-50" через DF_тм, то допустимый уровень помех на выходе телефонного канала равен

(81)

при DF_тм = 80 Гц имеем

Р_птф = -34 – 10 lg (N₅₀ + 2 N₁₀₀ + 4 N₂₀₀ + 6 N₃₀₀) + 10 lg DF_тф – Р_с/пп. (82)

Значение Р_с/пп установить однозначно для всех КТМ не представляется возможным по следующим причинам:

предельное значение соотношения уровней сигнала и помехи определяется исправляющей способностью приемного устройства телемеханики, работающего с данным КТМ;

предельное значение соотношения уровней сигнала и помехи определяется характером помех;

предельное значение соотношения уровней сигнала и помехи зависит от типа модемов, используемых в КТМ.

Исследования ВНИИЭ [10, 11] показали, что в широкополосных каналах телемеханики, рассчитанных на работу со скоростями 100, 200 и 300 Бод, помехи от коронирования ВЛ по своему характеру не соответствуют помехам белого шума и огибающая их имеет максимальные значения, совпадающие по времени с положительным полупериодом линейного напряжения ВЛ. При наличии этих помех зависимость краевых искажений посылок от соотношения уровней полезного сигнала и помехи характеризуется кривыми, показанными на рис.3, 4.

На рис.3 даны кривые зависимости коэффициента искажений посылок от соотношения уровней сигнала и помехи при разных порогах измерения искажений. Значение коэффициента искажений посылок определяется по формуле

, (83)

где n_иск - количество посылок с искажениями, равными или более порога измерений;

N_пос - количество посылок, переданных за сеанс измерения.

Рис.4. Кривые зависимости краевых искажений посылок от соотношения уровней сигнала и помехи:

1 - при передаче комбинации посылок 1-1 и действии помех от короны; 2 - при передаче комбинации посылок 1-6 и действии помех от короны; 3 - при передаче комбинации посылок 1-6 и действии гладких помех; 4 - при передаче комбинации посылок 1-6 и действии гладких помех

На основании кривых, приведенных на рис.3 и 4, можно сделать вывод, что краевые искажения при наличии помех от короны в 1,5-2 раза больше, чем при наличии гладких помех того же уровня. Анализ приведенных данных также показывает, что для получения КТМ с заданными показателями достоверности передачи информации необходимо использовать приемные устройства телемеханики с определенным значением исправляющей способности. На рис.5 приведены кривые зависимости исправляющей способности приемного устройства телемеханики от характера и уровня помех в КТМ со скоростью передачи 200 Бод.

Рис.5. Кривые зависимости требуемой исправляющей способности приемника дискретного канала телемеханики от соотношения уровней сигнала и помехи в канале:

1 – К_ош = 10^-3 при действии помех от короны; 2 - К_ош = 10^-4 при действии помех от короны;

3 - К_ош = 10^-3 при действии гладких помех; 4 - К_ош = 10^-4 при действии гладких помех

Таблица 5 составлена на основании вышеуказанных материалов.

Формула (82) учитывает суммарный уровень помех, обусловленный как линейными помехами у так и переходными влияниями, если КС-2,4 (КС-3,4) образован с использованием многоканальной аппаратуры уплотнения.

6.14. В [17, 18, 22, 25] показано, что наличие в полосе рабочих частот канала телемеханики одночастотной помехи вызывает нерегулярные краевые искажения посылок на выходе модема приема. Причинами появления одночастотных помех являются: влияние посторонних ВЧ передатчиков, а также наличие нелинейности в групповых трактах многоканальной и комбинированной аппаратуры уплотнения, если каналы данной аппаратуры используются для передачи сигналов телемеханики. При наличии на входе модема приема полезного сигнала частоты F_c и сигнала помехи с частотой F_п, пропускаемой фильтром приема модема, на выходе детектора модема приема появляется помеха, частота которой определяется по формуле

F_пд = |F_c - F_п|. (84)

Поскольку частота полезного сигнала при передаче изменяется от F_a до F_z, то частота помехи на выходе дискриминатора изменяется в пределах от F_п₁ = |F_a - F_п| до F_п₂ = |F_z - F_п|. Изменение частоты помехи вызывает изменение искажений посылок на выходе модема приема. В табл.11 приведены данные экспериментальных исследований воздействия одночастотной помехи на "модем-50" со средней рабочей частотой приема 3150 Гц.

Таблица 11

Данные экспериментальных исследований воздействия одночастотной помехи на "модем-50" со средней рабочей частотой приема 3150 гЦ

Длительность посылки, мс	Частота помехи, Гц	Соотношение сигнал/помеха, дБ	Максимальное искажение посылок, %
23	3103	20	0
		15,5	2,5
		12	4,5
		10	9,0
23	3199	20	0
		15,5	2,5
		12	4,5
		8,7	9,0
23	3150	20	0
	,	15,5	0
		12	0
		10	4,5

В общем случае значение максимальных краевых искажений, вызванных воздействием одночастотной помехи [5], определяется по формуле

, (85)

где B - скорость передачи посылок, Бод.

Для случая максимальной скорости передачи, т.е. при B_макс = 0,75 DF, имеем

. (86)

В соответствии с табл.11 значение искажений зависит от разностей уровней сигнала и помех на входе модема, причем при разности уровней 20 дБ помеха практически влияние на значение искажений не оказывает. При уменьшении разности уровней сигнала и помехи до 12-13 дБ добавочные искажения составляют 5%.

Делая допущение о возможности добавочных искажений в канале до 5% и учитывая, что в процессе эксплуатации приемный сигнал телемеханики изменяется до 10 дБ, предельно допустимая разность уровней полезного сигнала и одночастотной помехи устанавливается равной 23 дБ.

Номинальные значения уровней приема КТМ определяются с учетом данных табл.10 и пояснений к п.6.12.

6.15. В соответствии с [5] при воздействии на фильтр приема с полосой частот пропускания DF₁ импульсной помехи с площадью импульса A₀ максимальная амплитуда напряжения помехи определяется по формуле

U_пм = 2 DF₁ A₀. (87)

Напряжения импульсной помехи на выходе телефонного канала с полосой частот DF_тф и на выходе фильтра "модема 50" с рабочей полосой частот DF_тм определяются по формулам:

U_итф = 2 DF_тф A₀; U_итм = 2 DF_тм A₀. (88)

Искажение, вызванное действием импульсной помехи, равно

. (89)

При максимальной скорости передачи (когда B = 0,75 DF_тм) имеем:

, (90)

где U_c - напряжение рабочего сигнала на выходе фильтра "модема 50". Разность уровней помехи и сигнал определяется выражением

DP = P₅₀ – P_итм = 31,5 – 20 lgd_и.

При d_и = 5% DP = 17,5 дБ.

При d_и = 10% DP = 11,5 дБ.

Учитывая, что

уровень мгновенного значения напряжения импульсной помехи на выходе тракта приема телефонного канала определяется по формуле

Р_итф = Р_итм + 31,6 дБ.

Р_итф = Р₅₀ – 31,5 + 20 lg d + 31,6 = Р₅₀ + 20 lg d.

При d_и = 5% Р_итф = Р₅₀ + 14 дБ.

При d_и = 10% Р_итф = Р₅₀ + 20 дБ.

6.16, 6.17. Обоснования приведены в [17] и [18].

Групповой тракт каналов телемеханики

6.18, 6.19. Обоснования приведены в [17] и [18].

6.20. Нормы на уровни передачи приведены в соответствии с табл.10.

6.22. Уровни передачи отдельных каналов телемеханики на входе ГТТ2 выбираются исходя из условия получения минимальных нелинейных искажений в групповых трактах передачи и приема каналообразующей аппаратуры с учетом эффективно передаваемой полосы частот конкретного канала телемеханики.

В ВЧ аппаратуре наименьшей линейностью обладает мощный усилитель тракта передачи и для устранения влияния этой нелинейности существует методика оптимального распределения мощности передатчика по каналам комбинированной аппаратуры. Указанная методика приведена в пп.6.37-6.42 данных Норм. В процессе наладки устанавливают заданное соотношение уровней на выходе ВЧ передатчика, после чего путем измерения определяют номинальное значение входных уровней отдельных каналов телемеханики на входе ГТТ2, которые и фиксируются в электрическом паспорте на аппаратуру.

6.26. Применение ограничителя максимальных амплитуд (ОМА) в телефонном канале многоканальных и комбинированных систем ВЧ связи по ВЛ обеспечивает помехозащищенность между каналами, ибо исключает передачу по каналу завышенных уровней сигналов, вызванных повышенной громкостью разговора абонента. Особенно важно исключить перегрузку группового тракта в системах связи при передаче по ним сигналов телемеханики.

Исходя из этого к амплитудной характеристике ОМА предъявляются повышенные требования, которые, однако, реализуются при тщательной наладке этого узла в любом типе аппаратуры.

Выбор порога ограничения ОМА определяется канальностью системы связи, разгруженностью этих каналов во времени и наличием в системе связи переприемов.

Если в системе связи организовано более двух ГТТ, желательно применение ОМА с порогом ограничения минус 2,5 дБ. Если в канале телефонной связи предполагается организация переприема по низкой частоте, порог ограничения ОМА желательно выбирать 0 дБ, чтобы сохранить достаточную разборчивость сложного канала телефонной связи.

Сложные каналы телемеханики

6.27-6.29. Обоснования приведены в [17] и [18].

6.31. Наличие нелинейности в тракте передачи вызывает появление сигналов комбинационных частот (помех), воздействие которых на каналы телемеханики эквивалентно воздействию одночастотной помехи.

Поскольку помехи указанного вида вызываются несколькими элементами нелинейности тракта и арифметически суммируются, расчет помехозащищенности каналов телемеханики целесообразно оценивать в отношении этих помех.

Максимальное значение уровня помехи имеет место при наличии в канале двух сигналов F₁ и F₂ с уровнями передачи (на входе четырехпроводного тракта канала) минус 19 дБ каждый.

Если через P₅₀ обозначить номинальный уровень сигнала канала телемеханики со скоростью передачи 50 Бод, допустимый уровень комбинационной помехи (Р_пк) для этого канала определяется по формуле

Р_пк = Р₅₀ – 23. (91)

Минимально допустимое затухание нелинейности тракта определяется выражением

А_дк = Р_1пр – Р_пк = Р_1пер – а_о – Р₅₀ + 23 = -19 + 17,14 – Р₅₀ + 23 = 21,4 – Р₅₀, (92)

где Р_1пр, Р_1пер - cooтвeтcтвeннo уровни приема и передачи сигнала;

а_о - остаточное затухание четырехпроводного тракта.

6.32. Данные нормы разработаны для случая, когда переприемные участки сложного канала имеют одинаковые параметры. При этом считается, что помехи в сложном канале суммируются квадратично, а продукты нелинейности - арифметически.

При определении нормы на отклонение частоты учтены возможность арифметического сложения частотных отклонений на каждом переприемном участке при условии, что эти отклонения имеют один и тот же знак.

6.36. Достоверность передачи информации по сложному каналу, в котором используется модем с номинальной скоростью передачи выше номинальной скорости первичного устройства телемеханики, обусловлена снижением воздействия на канал в этом случае линейных помех, расхождения частот и изменения фазы сигнала.

Высокочастотная каналообразующая аппаратура

6.37, 6.38. На рис. 6 представлена типовая амплитудная характеристика группового тракта передачи ВЧ аппаратуры, выраженная функцией:

S = f (U_вых). (93)

Рис. 6. Типовая амплитудная характеристика группового тракта передачи ВЧ аппаратуры

Прямолинейным участком характеристики (а-б) является участок, на котором нелинейности не превышают ±1,5 дБ.

Максимальная мощность передатчика должна распределяться между сигналами телефонного канала и сигналами каналов контрольной частоты АРУ. В условиях гладких линейных помех для получения одинаковой помехозащищенности по телефонному каналу и сигналу контрольной частоты необходимо выдержать условие:

, (94)

где DF_к.ч - рабочая полоса частот канала контрольной частоты.

Для случая DF_к.ч = 100 Гц и DF_тф = 2300 Гц

U_к.ч = 0,22 U_{тф
макс}. (95)

Для исключения влияний между телефонными каналами данной аппаратуры должно быть выдержано условие:

U_макс = (N_тф + 0,22 N_к.ч) U_{тф
макс}. (96)

Отсюда максимальное напряжение телефонного канала (U_{тф
макс}) и напряжение сигнала контрольной частоты (U_к.ч) определяется по формулам:

; (97)

. (98)

6.37, 6.40. Если КС-3,4 уплотняется каналами телемеханики в полосе частот 2,4-3,4 кГц, то условие распределения мощности между телефонными каналами и каналами телемеханики определяется соотношением рабочих полос указанных каналов.

Каналы телемеханики на скоростях передачи 50, 100 и 200 Бод имеют соответственно рабочие полосы частот: 80, 160 и 320 Гц. Напряжение сигналов указанных каналов на выходе передатчика целесообразно выразить через значение напряжения некого эквивалентного канала с полосой рабочих частот 80 Гц.

U₅₀ = U_экв; (99)

; (100)

. (101)

При равной помехозащищенности напряжение сигнала КС-2,4 определится:

(102)

Здесь коэффициент A_o учитывает, что каналы телемеханики работают по системам 4М, а телефонный канал - по системе ОБП и, следовательно, имеют различную норму на допустимое соотношение уровня рабочего сигнала и помехи:

, (103)

где DР_с_1/п, DР_с_2/п - допустимое соотношение уровней сигнала и помехи соответственно в телефонном канале и канале телемеханики.

При существующей норме DР_с_1/п = 25 дБ, DР_с_2/п = 18 дБ A_o составляет 5, а напряжение сигнала КС-2,4 будет равно:

. (104)

На основании изложенного имеем:

; (105)

. (106)

Абсолютные уровни передачи по напряжению каждого канала равны:

; (107)

; (108)

; (109)

; (110)

. (111)

Здесь

. (112)

Учитывая, что номинальное значение уровня телефонного сигнала на выходе четырехпроводного тракта передачи минус 13 дБ, усиление тракта передачи телефонного сигнала и усиление тракта передачи ГТТ1 определяется выражением

S_тф_2,4 = S_ГТТ₁ = Р_тф_2,4 + 13. (113)

Усиление тракта передачи ГТТ2 не соответствует значению усиления в тракте передачи телефонного канала и определяется выражением

S_ГТТ₂ = Р_ГТТ – Р₀₂ (114)

где Р₀₂ - суммарный уровень сигнала модемов передачи на входе ГТТ2.

Значение уровней каналов телемеханики в точке с нулевым измерительным уровнем определяется:

для канала со скоростью передачи 50 Бод

дБ;

для канала со скоростью передачи 100 Бод

Р_0/100 = Р_0/50 + 3 = -16,2 дБ;

для канала со скоростью передачи 200 Бод

Р_0/200 = Р_0/50 + 6 = -13,2 дБ.

6.42. В режиме максимальной чувствительности ВЧ приемника линейные помехи проникают в канал телемеханики с повышенным уровнем. Наличие сигнала помех на выходе приемника модема без формирователя посылок может вызвать ложное срабатывание приемного устройства телемеханики. В модемах с формирователями наличие помех на входе формирователя может вызвать ложное срабатывание формирователя, а следовательно, и ложное срабатывание устройств телемеханики.

Данные явления не будут наблюдаться, если напряжение помех в указанных точках будет в 5-6 раз меньше номинального напряжения полезного сигнала. Исходя из этого, установлена норма, равная 15 дБ.

Линейный высокочастотный тракт системы связи

6.43. Обоснования приведены в [31]. Для определения нестабильности затухания ВЧ тракта при вводе КТМ в эксплуатацию в обязательном порядке выполняются измерения затухания ВЧ тракта на частотах каналов телемеханики в нормальном режиме ВЛ, входящих в соответствующий линейный ВЧ тракт, при XX ВЛ (т.е. при отключении ВЛ с обоих концов от шин подстанций) и при заземлении ВЛ на конечных подстанциях.

6.44. Данная норма разработана на основании [31] с учетом конкретных условий использования каналов телемеханики. При этом каналы телерегулирования и телеизмерения в системах противоаварийной автоматики по значению запаса перекрываемого затухания приравнены к ВЧ каналам защиты.

К каналам телемеханики, предназначенным для ТУ-ТС с системными объектами, предъявляются повышенные требования в части надежности. Они должны иметь запас по перекрываемому затуханию не меньше 11 дБ.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 26.013-81. Средства измерения и автоматизации. Сигналы электрические с дискретным измерением параметров, входные и выходные.

2. ГОСТ 14663-83. Устройства приемные магистральной радиосвязи гектаметрового-декаметрового диапазона волн. Основные параметры, технические требования и методы измерений.

3. FRUNK B., CRUNTER А. "High Power Liucar Аmplitter for signale Sidebang Applications - IRF Frans on Communications Sistem", 1956, CSЧ № 2.

4. KOTT V. "Budie pro SSB, AM a CW - Amaterske Radio". 1959, cis 6.

5. Гуров B.C. и др. Передача дискретной информации и телеграфия. - М.: Связь, 1974.

6. СПРАВОЧНИК по техническим средствам сбора и передачи информации. - Киев, Техника, 1973.

7. ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ справочник по электросвязи. Т.VIII. Радиосвязь. - М.: Связь, 1968.

8. ГОСТ 26.205-83. ЕССП. Устройства телемеханики. Общие технические условия.

9. ХАРАКТЕРИСТИКИ устройств дальней связи для энергосистем в присутствии помех. Х.К. Поджик и др. Комитет СИГРЭ № 35. Париж, 1970.

10. Баранова В.Б. Испытания аппаратуры типа АПТ в каналах телеинформации по высоковольтным линиям электропередачи. - Электрические станции, 1978, № 4.

11. Баранова В.Б., Побережская Р.Д., Соколов В.Б. Аппаратура каналов телемеханики типа АПТ для энергосистем. - Электрические станции, 1977, № 6.

12. СПРАВОЧНИК по наладке высокочастотных устройств управления энергосистемами. Под ред. Э.С.Мусаэляна. - М.: Энергия, 1984.

13. ОБЩЕЕ рассмотрение надежности систем дальней связи для диспетчерского управления нагрузкой высоковольтной сети энергосистем Италии. Комитет СИГРЭ № 35, Тулуза, 1971.

14. ГОСТ 18664-79. Аппаратура тонального телеграфирования с частотной модуляцией. Основные параметры.

15. Гуров B.C. и др. Основы передачи данных по проводным каналам связи. - М.: Связь, 1964.

16. Малышев А.И. Некоторые вопросы трансляции импульсов набора в высокочастотном телефонном канале по ЛЭП. - В сб.: Вопросы эксплуатации устройств связи в энергосистемах. Вып.2. - М.: Госэнергоиздат, 1963.

17. ВРЕМЕННЫЕ нормы на каналы высокочастотной телемеханической связи по линиям электропередачи 110-500 кВ. - М.: БТИ ОРГРЭС, 1968.

18. НОРМЫ и рекомендации на каналы телемеханики по линиям электропередачи. - М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1975.

19. Шварцман В.О. и др. Каналы передачи данных. - М.: Связь, 1970.

20. Бурденков Г.В., Малышев А.И. Автоматика, телемеханика и передача данных в энергосистемах. - М.: Энергия, 1978.

21. ПРАВИЛА приемки в эксплуатацию высокочастотных систем телефонной связи и каналов телемеханики по ВЛ. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1983.

22. Дубовик В.А., Выгодский С.А. и др. Частотное телеграфирование. - М.: Связьиздат, 1962.

23. Малышев А.И. Вопросы анализа взаимных влияний каналов многоканальной аппаратуры телемеханики. - В сб.: Вопросы эксплуатации устройств связи в энергосистемах. Вып.2. М.: Госэнергоиздат, 1962.

24. Картьяну Г. Частотная модуляция. Изд-во АРНР (Румыния), 1961.

25. Загянский А.И. Влияние сосредоточенных помех на работу каналов телемеханики. - В сб.: Вопросы эксплуатации устройств связи и телемеханики в энергосистемах. Вып.9, М.: Энергия, 1968.

26. Микуцкий Г. В. Каналы высокочастотной связи для релейной защиты и автоматики. - М.: Энергия, 1977.

27. ИСПЫТАНИЯ систем передачи данных, работающих с большими скоростями в полосе 0,3-3,4 кГц, проведенные в Италии с декабря 1966. Комитет СИГРЭ № 35. Рим, 1969.

28. Дивногорцев Г.В. Вопрос загрузки телефонных каналов фазоманипулированными сигналами передачи данных. - Электросвязь, 1964, № 11.

29. ГОСТ 23715-79. Аппаратура каналообразующая телеграфная. Показатели надежности и методы их испытаний.

30. ГОСТ 22937-78. Цепи местные двухполюсные систем телеграфной связи и передачи данных. Типы и основные параметры.

31. РУКОВОДЯЩИЕ указания по выбору частот высокочастотных каналов по линиям электропередачи 35, 110, 220, 330, 500 и 750 кВ. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1977.