Математическое моделирование линейных трактов передачи высокочастотных сигналов по высоковольтным кабелям

• Автор: Папанцева, Евгения Ивановна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 184 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Анализ состояния вопроса и задачи научного исследования

1.1.Обедая характеристика электроэнергетических сетей

1.2.Сущносгь проблемы. Постановка задачи научного исследования

2. Математическое моделирование модальных каналов

2.1.Исследование условий распространения электромагнитных волн по кабельным линиям на основе применения модальной теории

2.2.Разработка общей модели канала одномодального распространения.

2.3.Модель одномодального канала с учетом спиралыюсти жилы и градирования изоляции.

2.4.Учет полупроводящих, металлических экранов

и спиральности оболочки

2.5.Модель двухмодального канала распространения
2.6.Учет полупроводящих экранов при двухмодальном распространении волн
3. Разработка методов расчета параметров ВЧтракта передачи информации по высоковольтным кабельным линиям
3.1. Исходные положения.
3.2. Матричный метод расчета параметров ВЧтракта.
3.3. Упрощенный метод расчета параметров однородной кабельной линии
с одно и двухмодальным распространением волн
3.4. Расчет параметров линейного ВЧтракта передачи по неоднородным
кабельным линиям и сопоставление с результатами измерения
4. Практическая реализация инженерной методики расчета волновых параметров высоковольтных кабелей.
4.1. Расчет волновых параметров кабелей 6 кВ
с поясной изоляцией
4.2. Расчет волновых параметров маслонаполненных кабелей
0, 0 кВ среднего и высокого давления.
4.3. Сопоставление расчетных значений волновых параметров высоковольтных кабелей с результатами эксперимента.
Выводы.
Заключение
Библиографический список
Приложения
Введение
Актуальность


В ее работах приводятся методики определения первичных и волновых параметров кабелей 3-х фазного исполнения 6- кВ с пластмассовой изоляцией с учетом их частотной зависимости и определения искажения импульсов при пробеге по коаксиальной кабельной линии [, , , 4]. В работе Карповой Ж. Л. [] проведен анализ характеристик линейных трактов силовых кабельных линий различного типа, разработана методика анализа волновых характеристик линейною зракта одно- и трехфазных кабельных линий различных типов и получены величины приближенных допустимых протяженностей линейных трактов, при передачи по ним аналоговой и цифровой информации. По теме диссер тационной работы был проведен патентный поиск с целью установления уровня развития и практическая реализация каналов распространения электромагнитных волн высокой частоты, глубина поиска лет. Страны поиска Россия, СНГ, США, Германия, Великобритания, Франция и Япония. Большая часть научных и практических разработок посвящена системе передачи информации по высоковольтным линияхм электропередачи []. Очевидно, что альтернативным вариантом для передачи различной информации в упомянутых сетях является использование современных волоконно-оптических кабелей связи (ВОК). Однако внедрение ВОК связано с большими материальными затратами, и в ряде случаев может оказаться экономически целесообразной передача информации по трактам уже существующих сетей. Проделанный анализ позволяет сформулировать сущность проблемы как отсутствие адекватных теоретических исследований по проблеме передачи информации по высоковольтным кабельным линиям и основанных на них методов инженерных расчетов волновых параметров ВЧ-трактов передачи информации по высоковольтным кабельным линиям. Настоящая работа представляет собой попытку развития исследований по разработке методов математического моделирования и разработки эффективных инженерных методов расчёта параметров ВЧ-грактов передачи информации по высоковольтным кабельным линиям. Исследовать условия распространения электромагнитных волн высокой частоты по кабельным линиям 6-ь0 кВ. Разработать математические модели каналов распространения электромагнитных волн по высоковольтным кабелям для расчета первичных и волновых параметров. Сделать обоснование алгоритма и методов расчета параметров линейного ВЧ-тракта передачи информации по кабельным линиям. Разработать инженерную методику определения параметров ВЧ-тракта передачи по однородным и неоднородным высоковольтным кабельным системам различной конфигурации. В соответствии с модальным методом анализа условия распространения волны напряжения и тока представляются в виде суммы отдельных модальных волн (мод) со своим коэффициентом распространения. Каждая мода распространяется по всем проводникам, образуя модальный канал. Исследование условий распространения электромагнитных волн по кабельным линиям с использованием модальной теории привело к выводу, что кабели следует разделить на две группы. Одномодальное распространение волн наблюдается у кабелей одножильных 6 кВ с пластмассовой изоляцией, кабелей трехжильных -4- кВ с отдельно изолированными в металлической оболочке жилами, маслонаполненных кабелей низкого (среднего) давления - 0-0 кВ и у маслонаполненных кабелей 0, 0, 0 и 0 кВ высокого давления. Трехжильные кабели 6- кВ с поясной изоляцией и общей металлической оболочкой представляют группу кабелей с двухмодальным распространением волн напряжения и тока. Общей приближенной моделью модального канала распространения может служить коаксиальная линия с гладкой поверхностью жилы и цилиндрической оболочкой. Теоретическое рассмотрение моделей кабелей дало возможность учесть особенности конструкции и предложить метод расчета первичных и волновых параметров для кабелей этих групп. Под многопроводной линией понимается электрическая цепь с распределенными параметрами, состоящая из системы проводников (проводов, тросов и жил), параллельных друг дру! При неизменных параметрах проводов (жил) и земли (оболочки) вдоль длины линия считается однородной.