КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО СИГНАЛА В СУДОВОЙ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
Аннотация
В статье рассмотрено компьютерное моделирование изменения формы и амплитуды высокочастотного сигнала при его распространении в судовых высоковольтных кабелях. Компьютерное моделирование произведено на основании реальных параметров судовой высоковольтной электроэнергетической системы судна танкера-газовоза Corcovado LNG. На основании судовой технической документации сделан вывод о том, что подавляющее количество приемников электроэнергии соединяются с распределительными высоковольтными щитами с помощью кабелей длиной 60 м. Только грузовые насосы для перекачки природного газа имеют длину кабеля 200 м. Таким образом, компьютерное моделирование распространения высокочастотного сигнала произведено в судовых высоковольтных кабелях длиной 60 и 200 м. С помощью математической и компьютерной модели представлено теоретическое описание изменения формы и амплитуды высокочастотного сигнала при его распространении в кабельных линиях. Моделирование произведено в программе Matlab / Simulink. Кабели длиной 60 и 200 м описываются посредством четырехполюсника (RLCG секция). В диалоговом окне программы задаются параметры кабеля и другие параметры моделирования. На основании полученных результатов моделирования произведены дополнительные математические расчеты для получения коэффициента затухания и константы распространения. Отображены графически зависимости и формы и амплитуды высокочастотного сигнала от его частоты с учетом влияния длины кабеля. В результате на основании проведенного компьютерного моделирования сделан вывод о том, что частичный разряд частотой 30 МГц может быть измерен в кабеле длиной 60 м и частотой 10 МГц - в кабеле длиной 200 м.
Ключевые слова
частичный разряд, кабель, компьютерное моделирование, RLCG секция, танкер-газовоз, коэффициент затухания, коэффициент распространения, высокое напряжение, Matlab, RLCG section, Matlab
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Соловьянова И. П. Теория волновых процессов. Электромагнитные волны / И. П. Соловьянова, М. П. Наймушин. - Екатеринбург: УПИ, 2005. - 131 с.
Dipashree D. Signal attenuation in powerline communication channel / D. Dipashree, G. Vidya // International journal of emerging trends & technology in computer science. - 2014. - Vol. 3. - Is. 2. - Pp. 123-130.
Chae-Kyun J. Partial discharge simulation and analysis based on experiment in underground distribution power cables / J. Chae-Kyun, K. Jeong-Tae, L. Jong-Beom // Journal of electrical engineering and technology. - 2013. - Vol. 8. - Is. 4. - Pp. 832-839. DOI: 10.5370/JEET.2013.8.4.832.
High voltage power cable technical data for LNG. - “GE Energy”, 2014. - 7 p.
Alvarez F. Application of HFCT and UHF sensors in on-line partial discharge measurements for insulation diagnosis of high voltage equipment / F. Alvarez, F. Garnacho, J. Ortego, M. Á. Sánchez-Urán // Sensors. - 2015. - Vol. 15. - Is. 4. - Pp. 7360-7387. DOI: 10.3390/s150407360.
Renforth L. Deployment of distributed on-line partial discharge monitoring devices on medium-voltage electricity networks / L. Renforth, R. Mackinlay, M. Seltzer-Grant // 20th International conference on electricity distribution (CIRED 2009). - 2011. DOI: 10.1049/cp.2009.1010.
Brookes M. Analysis of circuits / M. Brookes. - 2017. - 72 p.
Rakhesh S. K. Transmission line analysis / S. K. Rakhesh. - 2013. - 100 p.
Clark R. On-line partial discharge testing of some of the worst performing circuits on a utility distribution system / R. Clark, M. Mackinlay, S. Seltzer-Grant, L. R. Goodfellow, M. Jamie, S Roger. - University of Manchester, HVPD Ltd, Scottish Power. - 6 p.
Дьяконов В. П. MATLAB 5 с пакетами расширений / В. П. Дьяконов, И. В. Абраменкова, В. В. Круглов. - М.: Нолидж, 2001. - 878 с.
Дьяконов В. П. MATLAB 6: учебный курс / В. П. Дьяконов. - СПб.: Питер, 2001. - 592 с.
Потемкин В. Г. Введение в Matlab / В. Г. Потемкин. - М.: Диалог-МИФИ, 2000. - 256 с.
Capacitive current calculation for Corcovado LNG. - “GE Energy”, 2014. - 8 p.
Chen G. On-site portable partial discharge detection applied to power cables using HFCT and UHF methods / G. Chen, J. Tao, Y. Ma, H. Fu, Y. Liu, Z. Zhou, C. Huang, C. Guo // WSEAS transactions on circuits and systems. - 2016. - Vol. 15. - Pp. 83-90.
Об авторах
Кузнецов Сергей Емельянович - доктор технических наук, профессор
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Макаров Даниил Михайлович - аспирант
daniil.makarov.think.tank@gmail.com. kaf_saees@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
