Cable Parameters Tool

Вычислите параметры RLC радиальных медных кабелей с одним экраном

Описание

Приложение Cable Parameters Tool вычисляет параметры RLC радиальных кабелей бондаря, которые имеют один экран. Приложение вычисляет параметры на основе характеристик изолятора и проводника.

Для набора кабелей N Cable Parameters Tool вычисляет само - и взаимные импедансы, фаза на экран и экран, чтобы основать емкости радиальных кабелей с экраном.

Cable Parameters Tool принимает, что кабель состоит из внутреннего медного проводника фазы с внешним экранным проводником, с помощью перекрестного соединенного полиэтилена (XLPE) материал изолятора.

Больше

Параметры кабеля и изолятора

Следующий рисунок показывает типичный высоковольтный кабель.

Переменные, используемые в уравнениях:

N: количество кабелей

n: количество скруток содержится в проводнике фазы.

d: диаметр одной скрутки (m)

f: номинальная частота приложения кабеля

r: радиус проводника фазы

µr: относительная проницаемость проводника фазы

rint, rext: внутренний и внешний радиус экранного проводника

GMD: Геометрическое среднее расстояние между проводниками фазы.

ρ: Удельное сопротивление экранного проводника

ɛrax: Относительная проницаемость изолятора экрана фазы

ɛrxe: Относительная проницаемость внешнего экранного изолятора

dax,Dax: внутренний и внешний диаметр изолятора экрана фазы

dxe,Dxe: внутренний и внешний диаметр внешнего экранного изолятора

Самоимпеданс проводника (проводников) фазы

Самоимпеданс медного проводника фазы вычисляется как:

$\begin{matrix} Z_{a a} = R_{ϕ} + R_{e} + j k_{1} \log (\frac{D_{e}}{G M R_{ϕ}}) & Ω / км \end{matrix}$

Сопротивлением DC проводника фазы дают:

$\begin{matrix} R_{ϕ} = ρ_{C u} \frac{1000}{S_{C u}} = (17.8 e - 9) \frac{1000}{n π {(d / 2)}^{2}} & Ω / км \end{matrix}$

Сопротивлением наземного возврата дают:

$\begin{matrix} R_{e} = π^{2} \cdot 10^{- 4} \cdot f & Ω / км \end{matrix}$

Фактором частоты дают:

$\begin{matrix} k_{1} = 0.0529 \cdot \frac{f}{0.3048 \cdot 60} & u n i t s (Ω / км) \end{matrix}$

Расстоянием до эквивалентного наземного обратного пути дают:

$\begin{matrix} D_{e} = 1650 \sqrt{ρ_{e} / (2 π f)} & m \\ ρ_{C u} = 17.8 e - 9 & Ω / m \end{matrix}$

Геометрическим средним радиусом проводника фазы дают:

$G M R_{ϕ} = r \cdot \exp (- \frac{μ_{r}}{4})$

Сам импеданс экранного проводника (проводников)

Самоимпеданс экранного проводника вычисляется как:

$\begin{matrix} Z_{x x} = R_{N} + R_{e} + j k_{1} \log (\frac{D_{e}}{G M R_{N}}) & Ω / км \end{matrix}$

Сопротивлением DC экранного проводника дают:

$\begin{matrix} R_{N} = ρ \frac{1000}{S} & Ω / км \end{matrix}$

Геометрическим средним радиусом экранного проводника дают:

$G M R_{N} = r_{int} + \frac{(r_{e x t} - r_{int})}{2}$

Взаимный импеданс между проводниками фазы и экрана

Взаимный импеданс между проводником фазы и его соответствующим экранным проводником вычисляется как:

$\begin{matrix} Z_{a x} = R_{e} + j k_{1} \log (\frac{D_{e}}{D_{n}}) & Ω / км \end{matrix}$

Dn соответствует расстоянию между проводником фазы и средним радиусом экранного проводника.

Взаимный импеданс между проводниками фазы

Если больше чем один кабель моделируется (N> 1), взаимный импеданс между проводниками фазы N вычисляется как:

$\begin{matrix} Z_{a b} = R_{e} + j k_{1} \log (\frac{D_{e}}{G M D}) & Ω / км \end{matrix}$

В общем случае геометрическое среднее расстояние (GMD) между проводниками фазы данного набора кабелей может быть вычислено как

$G M D = \sqrt[n]{\prod_{1}^{n} d_{x y}}$

где n является общим количеством расстояний между проводниками. Однако значение GMD не вычисляется приложением и должно быть задано непосредственно как входной параметр.

Емкость между проводниками фазы и экрана

Емкость между проводником фазы и его соответствующим экранным проводником вычисляется как:

$\begin{matrix} C_{a x} = \frac{1}{0.3048} (\frac{0.00736 ε_{r a x}}{журнал (D_{a x} / d_{a x})}) & μ F / км \end{matrix}$

Перекрестный соединенный полиэтилен (XLPE) материал изолятора принят в этом уравнении.

Емкость между экранным проводником и землей

То же уравнение используется, чтобы вычислить емкость между экранным проводником и землей:

$\begin{matrix} C_{x e} = \frac{1}{0.3048} (\frac{0.00736 ε_{r x e}}{журнал (D_{x e} / d_{x e})}) & μ F / км \end{matrix}$

Емкость между проводниками фазы

Емкостный эффект между проводниками фазы незначителен и поэтому не вычисленный power_cableparam функция.

Откройте Cable Parameters Tool App

MATLAB^® командная строка: Введите powerCableParameters

Параметры

Настройка

`Ground resistivity` — Оснуйте удельное сопротивление
100 (значений по умолчанию) | положительная скалярная величина

Оснуйте удельное сопротивление в Омметрах.

`Frequency` — Частота кабеля
16.7 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Частота, в герц, который используется, чтобы оценить параметры RLC.

`Number of cables` — Количество кабелей
4 (значения по умолчанию) | целое число

Количество кабелей. Кабель состоит из внутреннего проводника фазы, внешнего экранного проводника и изолятора. Этот параметр определяет размерность R, L, и матрицы C как 2N-by-2N, где N является количеством кабелей.

`Geometric mean distance between cables` — Геометрическое среднее расстояние между кабелями
24.7 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Геометрическое среднее расстояние между кабелями.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Number of cables на 2 или выше.

Проводник фазы

`Number of strands` — Скрутки проводника фазы
58 (значений по умолчанию) | целое число

Количество скруток содержится в проводнике фазы.

`Strand diameter` — Проводник фазы скручивает диаметр
2,7 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Диаметр одной скрутки, в мм, cm, или m.

`Resistivity` — Удельное сопротивление проводника фазы
1.78e-08 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Удельное сопротивление DC проводника, в ohm*m.

`Relative permeability` — Проводник фазы относительная проницаемость
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Относительная проницаемость проводникового материала.

`External diameter` — Проводник фазы внешний диаметр
20,9 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Проводник фазы вне диаметра, в мм, cm, или m.

Экранный проводник

`Resistivity` — Экранируйте проводниковое удельное сопротивление
1.78e-08 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Удельное сопротивление DC проводника, в ohm*m.

`Total section` — Экранируйте проводниковый общий раздел
0,000169 м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общий раздел экранного проводника, в mm^2, см^2 или м^2.

Экранное общее значение раздела иногда вводится в таблицах данных. Если вы не знаете это значение, можно вычислить его можно следующим образом:

Общий раздел = pi*r_out^2 – pi*r_in^2, где:

r_out является внешним радиусом экранного проводника
r_in является внутренним радиусом экранного проводника

`Internal diameter` — Экранируйте проводниковый внутренний диаметр
65,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Проводник фазы вне диаметра, в мм, cm, или m.

`External diameter` — Экранируйте проводниковый внешний диаметр
69,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Проводник фазы вне диаметра, в мм, cm, или m.

Изолятор экрана фазы

`Relative permittivity` — Проницаемость родственника изолятора экрана фазы
2.3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Относительная проницаемость материала экрана фазы.

`Internal diameter` — Изолятор экрана фазы внутренний диаметр
23,3 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Проводник фазы вне диаметра, в мм, cm, или m.

`External diameter` — Изолятор экрана фазы внешний диаметр
60,6 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Проводник фазы вне диаметра, в мм, cm, или m.

Внешний Экранный изолятор

`Relative permittivity` — Внешняя экранная проницаемость родственника изолятора
2,25 (значения по умолчанию) | положительная скалярная величина

Относительная проницаемость внешнего экранного материала.

`Internal diameter` — Внешний экранный изолятор внутренний диаметр
69,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Проводник фазы вне диаметра, в мм, cm, или m.

`External diameter` — Внешний экранный изолятор внешний диаметр
77,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Проводник фазы вне диаметра, в мм, cm, или m.

Кнопки

`RLC matrices` — Вычислите матрицы RLC
кнопка

Вычисляет матрицы RLC для данного кабеля. После вычисления параметров, отображения приложения результаты в разделе Computed Parameters. Полученные результаты имеют форму 2N-by-2N RLC матрицы, которые могут непосредственно использоваться в блоке, который вы выбрали, чтобы смоделировать ваш кабель. Для примера смотрите 4 Cables with screen (PI model) блокируйтесь в power_cable пример.

`Block` — Селектор блока
кнопка

Подтверждает выделение блока. Имя выбранного блока появляется в поле справа от кнопки Block.

`Send RLC matrices to block` — Отправьте матрицы RLC в выбранный блок
кнопка

Отправляет параметры RLC в Distributed Parameter Line или блоки Pi Section Line, заданные в параметре Block.

`Send to workspace` — Селектор блока
кнопка

Отправляет R, L, и матрицы C к рабочему пространству MATLAB. Приложение создает переменные R_matrix, L_matrix и C_matrix в вашей рабочей области.

Меню

`Load Typical parameters` — Загрузите типичные параметры

Загрузите параметры кабеля по умолчанию, которым предоставляют программное обеспечение Simscape™ Electrical™ Specialized Power Systems. Эта команда открывает окно браузера, где можно выбрать DefaultCableParameters.mat файл, который представляет настройку с четырьмя кабелями, используемую в power_cable пример..

`Load User parameters` — Загрузите пользовательские параметры

Открывает окно браузера, где можно выбрать собственные данные о кабеле. Выберите желаемый MAT-файл.

`Save` — Сохраните данные о кабеле

Сохраняет ваши данные о кабеле путем генерации MAT-файла, который содержит информацию о графический интерфейсе пользователя и данные о кабеле.

`Help` — Документация по приложению

Откройте страницу документации приложения.

Документация

Cable Parameters Tool

Описание

Больше

Параметры кабеля и изолятора

Самоимпеданс проводника (проводников) фазы

Сам импеданс экранного проводника (проводников)

Взаимный импеданс между проводниками фазы и экрана

Взаимный импеданс между проводниками фазы

Емкость между проводниками фазы и экрана

Емкость между экранным проводником и землей

Емкость между проводниками фазы

Откройте Cable Parameters Tool App

Параметры

Ground resistivity — Оснуйте удельное сопротивление 100 (значений по умолчанию) | положительная скалярная величина

Frequency — Частота кабеля 16.7 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Number of cables — Количество кабелей 4 (значения по умолчанию) | целое число

Geometric mean distance between cables — Геометрическое среднее расстояние между кабелями 24.7 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Number of strands — Скрутки проводника фазы 58 (значений по умолчанию) | целое число

Strand diameter — Проводник фазы скручивает диаметр 2,7 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Resistivity — Удельное сопротивление проводника фазы 1.78e-08 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Relative permeability — Проводник фазы относительная проницаемость 1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

External diameter — Проводник фазы внешний диаметр 20,9 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Resistivity — Экранируйте проводниковое удельное сопротивление 1.78e-08 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Total section — Экранируйте проводниковый общий раздел 0,000169 м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Internal diameter — Экранируйте проводниковый внутренний диаметр 65,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

External diameter — Экранируйте проводниковый внешний диаметр 69,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Relative permittivity — Проницаемость родственника изолятора экрана фазы 2.3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Internal diameter — Изолятор экрана фазы внутренний диаметр 23,3 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

External diameter — Изолятор экрана фазы внешний диаметр 60,6 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Relative permittivity — Внешняя экранная проницаемость родственника изолятора 2,25 (значения по умолчанию) | положительная скалярная величина

Internal diameter — Внешний экранный изолятор внутренний диаметр 69,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

External diameter — Внешний экранный изолятор внешний диаметр 77,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

RLC matrices — Вычислите матрицы RLC кнопка

Block — Селектор блока кнопка

Send RLC matrices to block — Отправьте матрицы RLC в выбранный блок кнопка

Send to workspace — Селектор блока кнопка

Load Typical parameters — Загрузите типичные параметры

Load User parameters — Загрузите пользовательские параметры

Save — Сохраните данные о кабеле

Help — Документация по приложению

Смотрите также

Блоки

Документация Simscape Electrical

Поддержка

`Ground resistivity` — Оснуйте удельное сопротивление
100 (значений по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Frequency` — Частота кабеля
16.7 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Number of cables` — Количество кабелей
4 (значения по умолчанию) | целое число

`Geometric mean distance between cables` — Геометрическое среднее расстояние между кабелями
24.7 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Number of strands` — Скрутки проводника фазы
58 (значений по умолчанию) | целое число

`Strand diameter` — Проводник фазы скручивает диаметр
2,7 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Resistivity` — Удельное сопротивление проводника фазы
1.78e-08 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Relative permeability` — Проводник фазы относительная проницаемость
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`External diameter` — Проводник фазы внешний диаметр
20,9 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Resistivity` — Экранируйте проводниковое удельное сопротивление
1.78e-08 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Total section` — Экранируйте проводниковый общий раздел
0,000169 м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Internal diameter` — Экранируйте проводниковый внутренний диаметр
65,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`External diameter` — Экранируйте проводниковый внешний диаметр
69,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Relative permittivity` — Проницаемость родственника изолятора экрана фазы
2.3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Internal diameter` — Изолятор экрана фазы внутренний диаметр
23,3 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`External diameter` — Изолятор экрана фазы внешний диаметр
60,6 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Relative permittivity` — Внешняя экранная проницаемость родственника изолятора
2,25 (значения по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Internal diameter` — Внешний экранный изолятор внутренний диаметр
69,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`External diameter` — Внешний экранный изолятор внешний диаметр
77,8 мм (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`RLC matrices` — Вычислите матрицы RLC
кнопка

`Block` — Селектор блока
кнопка

`Send RLC matrices to block` — Отправьте матрицы RLC в выбранный блок
кнопка

`Send to workspace` — Селектор блока
кнопка

`Load Typical parameters` — Загрузите типичные параметры

`Load User parameters` — Загрузите пользовательские параметры

`Save` — Сохраните данные о кабеле

`Help` — Документация по приложению