配电网地埋电缆载波信道模型及影响因素分析EI北大核心CSCD

为研究载波信号在中压配电网地埋电缆的传输特性及相关影响因素,首先结合卡接式电感耦合器的物理结构及耦合原理,推导出耦合器数学模型。其次根据配电网地埋电缆实际结构分析电缆单位长度参数矩阵,通过回路形式分析与正交变换实现参数矩阵对角化,求得地埋电缆的传输线模型。后依据配电网地埋电缆拓扑结构及环网柜接地形式,建立载波信号在配电网中的信道模型,并通过仿真及实验室测试验证所建地埋电缆信道模型的有效性。最后在信道模型基础上,分析影响载波信号在中压地埋电缆中传输特性的影响因素,结果表明:载波信号强度在电缆铠装层上最大,屏蔽层次之,三相缆芯中最小;电缆线路每经过一个环网柜,其载波信号强度将出现一次较大衰减。     

配电网地埋电缆载波信道模型及影响因素分析

为研究载波信号在中压配电网地埋电缆的传输特性及相关影响因素,首先结合卡接式电感耦合器的物理结构及耦合原理,推导出耦合器数学模型。其次根据配电网地埋电缆实际结构分析电缆单位长度参数矩阵,通过回路形式分析与正交变换实现参数矩阵对角化,求得地埋电缆的传输线模型。后依据配电网地埋电缆拓扑结构及环网柜接地形式,建立载波信号在配电网中的信道模型,并通过仿真及实验室测试验证所建地埋电缆信道模型的有效性。最后在信道模型基础上,分析影响载波信号在中压地埋电缆中传输特性的影响因素,结果表明:载波信号强度在电缆铠装层上最大,屏蔽层次之,三相缆芯中最小;电缆线路每经过一个环网柜,其载波信号强度将出现一次较大衰减。     

载波信号在中压地埋电缆中的耦合原理及信道模型

载波信号在中压地埋电缆中的耦合特性及信道模型是分析其传输特性的基础。在电磁感应原理基础上,结合卡接式电感耦合器耦合方式及中压地埋电缆的结构形式,推导卡接式电感耦合器的耦合模型。然后依据实际中压配网拓扑结构及电缆接地方式,利用多导体传输线理论及支路追加法搭建载波信号在中压地埋电缆中的信道模型。最后在信道模型基础上,分析载波信号在中压地埋电缆各导电层中的传输特性及不同位置的总传输特性,并对其进行了仿真及实验室测试。结果显示:载波信号在三相缆芯中传输特性完全一致;载波信号强度在铠装层最大,屏蔽层次之,三相缆芯最小;每流经一次环网柜,载波信号强度均会出现-15 dB左右的衰减。     

城市中压地埋电缆宽带通信的研究

对城市中压地埋电缆相线/屏蔽层作为宽带通信信道时的传递特性及通信效果进行了研究。实测并分析了信道的幅频特性和相频特性,利用传输线理论建立了地埋电缆信道传输模型,并对所建模型的传输特性与实际测试特性进行了对比,证明了模型的准确性。基于所建模型,依照IEEE P1901标准,对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)通信系统进行了仿真研究,仿真结果表明长度为1 km的地埋电缆其误码率低于10?7;并进行了传输带宽(速率)的实际测试,测试结果表明长度为300 m的地埋电缆实际传输速率达到近70 Mbits/s。仿真研究和实际测试都表明地埋电缆能满足配网自动化的通信要求,因此在不方便敷设光纤的线路上,可以利用地埋电缆实现宽带通信,有助于形成全覆盖的通信网络。     

通信电缆屏蔽层EMC接地设计分析

对通信电缆屏蔽层进行周密、精心的接地设计，对于减少通信电缆的电磁辐射，降低对传输信号的噪声干扰，有着十分重要的意义。文章从电缆屏蔽层接地将直接产生电场屏蔽和磁场屏蔽这样两种效果为主线，分别计算、论证了接地对抑制干扰所产生的重要作用；在电缆屏蔽中，又将降低频信号屏蔽层与高频信号的屏蔽方式进行分析对比，总结出不同接地方式的各自特点及影响。为帮助寻求较理想的屏蔽层接地方式，提供了具有一定参考价值的模式。     

中压环网结构的电缆屏蔽层传输特性的测试与分析

利用电力电缆屏蔽层进行载波信号传输,已成为国内外相关机构的研究热点。文章介绍了一个典型的由8段电力电缆通过线路开关连接成的环网结构,并对其供电电缆屏蔽层信道的传输特性(阻抗、噪声、传输特性)进行了全面的测试。测试结果和试验统计数据显示,采用高频桥接的多级电缆屏蔽层信道的传输特性基本满足载波组网通信可靠性要求,可以作为载波通信的信道,为城市小区配电自动化系统的通信系统提供了一种廉价且方便的解决方案。     

复杂接地系统冲击接地特性的数值计算及试验

为抑制变电站开关操作时产生的瞬态电磁场对站内二次设备的干扰,通常将二次电缆的屏蔽层双端接地。而雷击变电站接地网时,由于接地网的高频接地阻抗较大,在屏蔽层的两个接地点会产生很大的地电位差,这一电位差将通过二次电缆的转移阻抗耦合至二次设备,影响二次设备的正常工作。将矩量法与传输线理论相结合,将无穷远处视为零电位参考点,提出了分析复杂接地系统冲击接地特性的理论计算模型,该计算模型在频率不高或电缆长度较短的情况下,可简化为集中参数电路模型。为验证计算模型的正确性,还在试验接地网上进行了冲击接地试验,理论计算与测量结果比较吻合。该计算模型及方法可用于实际变电站接地网的冲击接地特性研究以及二次电缆电磁干扰的数值预测。     

基于Simulink的中压PLC通信系统设计与仿真

电力线通信技术将传统的输电网用于通信,因安装方便、维护量少、投资小而受到广泛关注,但电力线信道复杂的传输特性严重影响信号的传输。文章基于电力线载波通信的特点,介绍了中压电力线信道建模方法。对山西某中压电力线信道的衰减特性进行了分析测量,建立了该信道的滤波器模型,并成功应用到OFDM仿真系统中。通过一系列测试,验证了OFDM技术在中压电力线多径衰落信道的条件下,能实现高速的数据通信。     

10kV典型线路电力线载波耦合性能分析

文章介绍了常用的中压耦合设备,包括耦合设备应用环境及衰减特-I生。并根据文献参考总结了适用于架空线路、地埋电缆线路及混合线路的中压电力线载波衰减预估计算方法。在某配网自动化中压载波组网现场测试,验证了衰减预估计算方法的可行性。文章总结的中压电力线载波衰减预估计算方式对载波工程设计、组网规划有一定的参考意义。     

环网供电系统电力线载波通信信道特性分析

为提高供电的可靠性,现代中压配电系统中将越来越多地出现环网拓扑结构。首先依据信息节点的信道建模方法,建立了具有环网的某实际配电网络的信道传输模型。然后在此基础上,对其信道传输特性进行了分析,利用仿真计算重点分析了各种因素对电力线载波通信模型的信道传输特性的影响规律。最后通过实验验证了所得结论的正确性和有效性。所使用的研究方法与总结出的相关规律对含有环网结构的配电系统的电力线载波通信调制具有重要意义。     

窄通道下排管敷设电缆群负荷优化

电力管道施工过程中,有时不可避免地要经过道路狭窄或地下管网密集的区域,为了保证安全水平净距,通常将此段电缆群变更为通道较窄的布置方式,但这会导致电缆群载流能力减小。将传热学原理和矩阵论相结合,基于IEC 60287提出了一种窄通道下电缆群不等负荷的矩阵优化方案,针对几种典型排管敷设的窄线路建立了有限元模型并进行温度场仿真,验证了优化方案的准确性;最后通过对实际工程通道变窄前后的负荷进行对比设计了合适的窄线路,结果表明该通流方案可提高电缆的利用率,减小了通道变窄对载流能力的影响,窄线路采用不等负荷通流方案可提高电缆的输电能力,随着回路数的增加最大可提升6.53%。     

中压配电物联网架空线-电缆混合线路电力线载波信道建模

针对中压配电网架空线与电缆线路混合连接的实际情况,提出了一种基于输入阻抗矩阵的混合型配电物联网电力线载波信道建模方法。首先,分析中压配电网架空线路和电缆线路的结构参数,在多导体传输线理论基础上,推导2类线路的相模变换矩阵,列写传输线的链参数方程;其次,重点分析了各类型配电线路节点连接处的阻抗矩阵关系;然后,根据配电网实际拓扑结构,将配电网划分为不同类型网络分支,给出各类分支输入阻抗矩阵的计算方法,依次求得网络中各节点及信源节点的输入阻抗;最后,由信源节点的输入阻抗与边界条件,结合各传输线的链参数矩阵及各节点的输入阻抗矩阵,求得网络中任意节点的电压向量,实现混合型配电物联网电力线载波信道的建模。理论分析与仿真验证表明了所提建模方法的正确性与有效性。     

Transient characteristics of power cables: a new approach based on Poynting's theorem

Frequency-dependent transmission line parameters are analysed using Poynting's theorem. Using the general formulation of impedance and admittance matrices and solution for electromagnetic field vectors, wave propagation characteristics of the transmission line are obtained. The method is particularly useful for power cables, in which electromagnetic effects such as the proximity effect and electromagnetic shielding are strong. Calculations of underground eccentric cable characteristics illustrate the method. New formulae for inductances and conductor internal impedances are derived and new results for the propagation constant are given.     

城市电网架空线路与地下电缆的技术经济分析

通过对城市电网架空线路与地下电缆的技术经济分析,比较二者在电气性能、额定电流与损耗、无功功率与传输容量等方面的不同,并考虑安装成本、环境保护、供电质量等因素,认为中低压城市电网应采用地下电缆.     

基于多导体传输线的电力线通信信道特性分析

宽带电力线通信系统采用现有电力电缆传送高频通信信号,其目的是为住户及商业用户提供像因特网一样的高速通信服务.论文首先介绍户外电力线通信网络结构和建立相应的通信信道模型;基于麦克斯韦方程组和多导体传输线理论来分析和阐述多导体传输线特性,推导计算相关主要参数的表达式;然后针对多导体传输线参数计算复杂问题,提出一种新型变换矩...     

电力线通信中传输线参数测试与应用

为了研究电力线载波通信信道的特性,有必要对电力线通信中传输线的电气参数进行实际测试和分析。本文基于耦合传输线理论,模拟实际线路分布情况,对某一具体长度的电力线进行测试,理论推导出该长度的传输线在不同频率的电气参数值。通过对实际测量数据与仿真结果的比较,验证了理论计算的正确性。此外,基于传输线模型建立了电力线通信中各分支线路的模型,Pspice仿真结果基本和测试结果一致,为电力线信道模型的建立及其特性的分析与研究奠定了基础。     

坐标组合法对直埋电缆与土壤界面温度场的数值计算

高压电力输送在城市一般都采用地下电缆的形式。为确保电缆能够安全 ,正常的工作 ,采用精确的方法预计地下电缆的载流量与热特性是很有意义的。本文采用有限差分法 ,用坐标组合的方式对土壤区域和电缆区域分别进行计算 ,最终可以确定任意敷设方式下电缆允许的载流量。计算与实验结果进行比较 ,认为完全可以满足实际需要。     

低压电力线载波通信传输线参数测试与分析

为给低压配电网电力线载波通信信道估算提供参考依据,有必要对电力线通信传输线的阻抗特性参数进行理论分析和实际测试研究。在简述配电网电力线载波通信传输线理论和传输线方程的基础上,总结了理想均匀传输线理论下和考虑集肤效应的电力线参数模型。使用HP4194阻抗相位增益分析仪对3 1芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆线进行实际测试,并根据测试结果使用Matlab计算出单位长度导线的电阻、电感以及两导线间的电容和电导,验证了电力线物理参数模型公式的准确性和其实际可使用性。同时,这些实测参数也为电力线通信信道特性分析和估算提供了一定的参考依据。     

高温超导电缆在城市地下输电系统应用的可行性研究

大城市有可能最先采用商业化运行高温超导电缆 ,用于城市地下交流输电系统。其主要应用目标是用于地下电缆工程改造 ,利用现有排管以高温超导电缆取代现有的常导电缆 ,增加地下电缆传输容量以及采用高温超导电缆将巨大电能 (1GVA以上 )输入到城市负荷中心。采用常导电力电缆传输 1GVA以上的电能进入中心城区 ,输电电压一般要求为 5 0 0 k V。在城市中心区不可能建设 5 0 0 k V变电站。 5 0 0 k V电缆线路所需的 5 0 0 k V大长度电缆和相应附件 ,目前尚未研制开发。采用高温超导电缆将有可能降低输电电压等级 ,可以采用 2 2 0 k V高温超导电缆将 1GVA以上的电能输入到城市负荷中心 ,满足特大型城市负荷中心供电需求。采用 110 k V高温超导电缆 ,亦有可能传输 1GVA左右电能。本文通过对交流高温超导电缆系列设计计算对额定电压 35 k V、110 k V、2 2 0 k V的高温超导电缆 ,按不同传输电流 (或传输容量 ) ,以高温超导电缆的传输效率 (损耗与传输容量比 )、高温超导电缆外径限值和超导导体绕制结构限制条件 ,确定高温超导电缆适用性界定条件 ,提出城市地下输电、配电系统用高温超导电缆可行方案。