1.一種建立多芯屏蔽動(dòng)力電纜頻變多導(dǎo)體傳輸線模型的方法,其特征在于,包括以下步驟:第一步:根據(jù)共模阻抗與差模阻抗的定義,在電磁屏蔽室中,采用阻抗分析儀分別測量多芯屏蔽動(dòng)力電纜不同接線方式時(shí)的共模阻抗與差模阻抗;
第二步:在第一步基礎(chǔ)上,建立共模阻抗與差模阻抗的等效電路模型,間接推導(dǎo)出多芯屏蔽動(dòng)力電纜多導(dǎo)體傳輸線中頻變單位長度電參數(shù),包括電阻、電感、電容與電導(dǎo);
第三步:依據(jù)第二步得出的多芯屏蔽動(dòng)力電纜多導(dǎo)體傳輸線中頻變單位長度電參數(shù),分別反演出電阻、電感、電容與電導(dǎo)的極點(diǎn)-留數(shù)形式的有理函數(shù)多項(xiàng)式逼近,該有理函數(shù)多項(xiàng)式包括常數(shù)項(xiàng)和比例項(xiàng),實(shí)數(shù)極點(diǎn)項(xiàng)以及共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)對項(xiàng);由于該有理函數(shù)多項(xiàng)式的極點(diǎn)的實(shí)數(shù)部分小于零,因此該多項(xiàng)式逼近系統(tǒng)為穩(wěn)定系統(tǒng);
當(dāng)該穩(wěn)定系統(tǒng)與無源網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)生成不穩(wěn)定的新系統(tǒng)時(shí),此時(shí)的系統(tǒng)端口是有源的,則進(jìn)行步驟四;
當(dāng)該穩(wěn)定系統(tǒng)與無源網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)生成穩(wěn)定的新系統(tǒng)時(shí),此時(shí)的系統(tǒng)端口是無源的,則進(jìn)行步驟五;
第四步:在第三步的基礎(chǔ)上,使用留數(shù)攝動(dòng)法,即保持極點(diǎn)不變,根據(jù)端口無源約束條件,修改相應(yīng)留數(shù)值,以誤差最小作為目標(biāo)函數(shù),從而獲得端口無源的頻變參數(shù)模型;
第五步:基于電路綜合原理,分別獲得單位長度頻變電阻、電感、電容與電導(dǎo)的極點(diǎn)-留數(shù)形式的有理函數(shù)多項(xiàng)式逼近中的常數(shù)項(xiàng)和比例項(xiàng),實(shí)數(shù)極點(diǎn)項(xiàng)以及共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)對項(xiàng)對應(yīng)的等效電路,將所得3個(gè)等效電路并聯(lián)之后得到單位長度頻變電參數(shù)的寬頻等效電路;
當(dāng)單位長度頻變電參數(shù)的寬頻等效電路中元件有負(fù)值時(shí),即是有源的,則進(jìn)行步驟六;
當(dāng)單位長度頻變電參數(shù)的寬頻等效電路中元件無負(fù)值時(shí),即是無源的,實(shí)現(xiàn)了單位長度頻變電參數(shù)寬頻等效電路中元件的無源化;
第六步:以單位長度頻變電參數(shù)的寬頻等效電路中元件值大于0作為約束變量,采用優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化,以優(yōu)化后的多芯屏蔽動(dòng)力電纜多導(dǎo)體傳輸線中頻變單位長度電參數(shù)與測量得出的多芯屏蔽動(dòng)力電纜多導(dǎo)體傳輸線中頻變單位長度電參數(shù)之間的誤差最小作為目標(biāo)函數(shù),從而實(shí)現(xiàn)單位長度頻變電參數(shù)寬頻等效電路中元件的無源化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建立多芯屏蔽動(dòng)力電纜頻變多導(dǎo)體傳輸線模型的方法,其特征在于,共模阻抗包括共模等效電阻、等效電感、等效電容以及等效電導(dǎo),具體通過以下過程得到:
以含有A、B、C三相動(dòng)力線導(dǎo)體與地線導(dǎo)體并采用編織屏蔽層鎧裝的動(dòng)力線纜作為待測電纜,在共模阻抗測量時(shí),在待測線纜首端,將三相動(dòng)力線與地線短接后和阻抗分析儀一端連接,將編織屏蔽層與阻抗分析儀另一端連接;在待測線纜尾端,將三相動(dòng)力線與地線短接后通過單刀單擲開關(guān)與編織屏蔽層連接;單刀單擲開關(guān)閉合時(shí),測量出共模等效電阻與等效電感;單刀單擲開關(guān)打開時(shí),測量出共模等效電容與等效電導(dǎo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種建立多芯屏蔽動(dòng)力電纜頻變多導(dǎo)體傳輸線模型的方法,其特征在于,差模阻抗測量時(shí),為了考慮動(dòng)力線纜結(jié)構(gòu)不對稱性對單位長度頻變電參數(shù)的影響,設(shè)置三種不同的接線方式,具體如下:
第一種差模阻抗測量接線方式:在待測線纜首端,將A相與B相動(dòng)力線短接后與阻抗分析儀相連,C相與地線短接后與阻抗分析儀另一端短接;在待測線纜尾端,將A相與B相動(dòng)力線短接后通過單刀單擲開關(guān)和C相與地線短接后的電路連接;當(dāng)單刀單擲開關(guān)閉合時(shí),測量出差模阻抗等效電阻與等效電感;單刀單擲開關(guān)打開時(shí),測量出差模阻抗等效電容與電導(dǎo);
第二種差模阻抗測量接線方式:在待測線纜首端,將A相與C相動(dòng)力線短接后與阻抗分析儀相連,B相與地線短接后與阻抗分析儀另一端短接;在待測線纜尾端,將A相與C相動(dòng)力線短接后通過單刀單擲開關(guān)和B相與地線短接后的電路連接,分別測量出差模阻抗等效電阻、電感、電容以及電導(dǎo);
第三種差模阻抗測量接線方式:在待測線纜首端,將A相與地線短接后與阻抗分析儀相連,B相與C相短接后與阻抗分析儀另一端短接;在待測線纜尾端,將A相與地線短接后通過單刀單擲開關(guān)和B相與C相短接后的電路連接,分別測量出差模阻抗等效電阻、電感、電容以及電導(dǎo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種建立多芯屏蔽動(dòng)力電纜頻變多導(dǎo)體傳輸線模型的方法,其特征在于,待測線纜的各相導(dǎo)體之間的互感耦合系數(shù)關(guān)系為
式中:K12——?jiǎng)恿€導(dǎo)體L1與L2之間的互感耦合系數(shù);K13——?jiǎng)恿€導(dǎo)體L1與L3之間的互感耦合系數(shù);K23——?jiǎng)恿€導(dǎo)體L2與L3之間的互感耦合系數(shù);K1G——?jiǎng)恿€導(dǎo)體L1與地線G之間的互感耦合系數(shù);K2G——?jiǎng)恿€導(dǎo)體L2與地線G之間的互感耦合系數(shù);K3G——?jiǎng)恿€導(dǎo)體L3與地線G之間的互感耦合系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建立多芯屏蔽動(dòng)力電纜頻變多導(dǎo)體傳輸線模型的方法,其特征在于,分別反演出電阻、電感、電容與電導(dǎo)的極點(diǎn)-留數(shù)形式的有理函數(shù)多項(xiàng)式逼近通過運(yùn)用矢量匹配法實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建立多芯屏蔽動(dòng)力電纜頻變多導(dǎo)體傳輸線模型的方法,其特征在于,電阻、電感、電容與電導(dǎo)的極點(diǎn)-留數(shù)形式的有理函數(shù)多項(xiàng)式逼近如式(2)
式中:Yrat(s)——Y(s)的有理函數(shù)擬合表達(dá)式;P——實(shí)數(shù)極點(diǎn)個(gè)數(shù);s——復(fù)頻域變量;Q——共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)對個(gè)數(shù);ap——實(shí)數(shù)極點(diǎn);cp——實(shí)數(shù)留數(shù);aq、aq*——一對共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn);cq、cq*——一對共軛復(fù)數(shù)留數(shù);d——常數(shù)項(xiàng);h——比例項(xiàng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建立多芯屏蔽動(dòng)力電纜頻變多導(dǎo)體傳輸線模型的方法,其特征在于,優(yōu)化算法為序列二次規(guī)劃法與模擬退火算法。