第一篇：供电系统中交流与直流传输方式的利弊分析
供电系统中交流与直流传输方式的利弊分析
F0403012孙逸翔5040309349授课教师张峰
摘要：交流高压输电和直流高压输电是现今两种较为成熟的远距离输电模式。前者已经有了很长的发展历史，技术相对成熟，在人们的日常生活中得到广泛应用；后者自五十年代起，开始被人们重视，在海底电缆等情况下相较交流输电有着无可替代的优势。本文针对两种输电方式的原理和利弊做出一定的分析和讨论，并结合国家重大工程运用现有的基电知识进行大致的了解和研究。并在最后对二者的发展前途进行了科学的展望。
关键词：高压直流，高压交流，有功功率，无功功率，变压器，耦合，整流，滤波，换流，三峡水利枢纽
概述
编写说明编写目的：通过对于交流和直流供电系统的简要分析，掌握交流和直流输电的相关初步知识，同时和书本学习的内容相结合，巩固书本知识。并且联系实际（三峡水电站等），关注国家重要工程。
适应对象：电院二年级拥有基电知识的同学。
定义
变压器：利用电磁感应的原理来改变交流电压大小的电路元件。在电气设备和无线电路中常用来升降电压匹配阻抗等。
整流器：利用电子管或晶体管把交流电变成单方向流动的电流的电路元件。
滤波器：由线圈和电容器组成，用以把不同频率的电磁振荡分离开，只让所需要的频率通过的电路元件。
换流站：采用半控型的晶闸管器件，利用相控进行交—直和直—交两种变换的电力系统。
绪言
从80年代中期开始，著名的发明家爱迪生就开始致力于将各种关于电力的设想化为现实的研究工作中，并取得了丰硕的成果。但爱迪生一直都倾向于采用直流电来处理和考虑问题，以至于在爱氏1887年年满40之际有人提出用交流电取代直流电的设想的时候，他非但嗤之以鼻，还在以后的长久日子中引发了关于到底应该采取直流还是交流的激烈争论。
从当时的情况看来，如果采用直流电输送电力，由于功率在传导电线的内阻中迅速损耗，以至于发电厂输送电力的距离最远不超过一英里。如果这种状况继续下去，那么除了大城市外，别的地方也许就得不到电力。此外，采用直流电输送的电力得把电压局限在250伏之内，如果超过这一标准就会烧毁灯丝，或危及用户的安全。于是另一种想法应运而生：能不能将电压提高，以利于远距离输电，然后在输入用户或工厂之前，再将电压降下来。
为了能够解决这个升压和降压的问题，人们很自然地想到了采用交流电，因为这样才可以用变压器来达到升降压的目的。而实际的各种尝试也的确证明了这种想法的可行性。所以后来出生在奥匈帝国克罗地亚的尼古拉·蒂斯拉的技术原理在乔治·威斯汀豪斯的支持下，终于将交流电引向实际应用。
而此时，固执的爱迪生的直流电传输理论终于逐渐失去了主导地位，在而后的百年的时间里逐渐被人遗忘。
但是，直流电传输方式是不是真的就没有任何可取之处呢？答案显然是否定的。现在已经部分投产的我国三峡水电站的输电模式中，就有2965公里的直流输电线路。为什么三峡工程没有采取已经被经验和时间证实了的输电方式而选取了看似已经被人抛弃的方法呢？其中自然必然有一定的道理，我们此次便会去一探究竟。最后对这两种经典输电方式作一番比较。
交流电输电系统特性
当初历史选择了交流电，是有其必然原因的。实践证明，交流电具备很多优点。交流电动机结构比较简单，重量较轻，而且供电稳定，还可以调离或调低，能够实行远距离送电。我们可以作如下比较。
由法拉第电磁定律U=BLv作为理论基础，现今发
电机的发电电压一般在几千瓦至十几千瓦之间，而在当
时的直流发电电压不过几百伏特。由于功率P=U×I,在电压无法升高的情况下，为满足公众需求而愈增愈高的功率必然使电流不断增大。由，线路的功
率损失必然愈为增大。于是人们设想：能不能将电压提
高，以利于远距离输电，然后在输入用户或工厂之
直流发电机模型前，再将电压降下来。
如果用直流电，这一点就无法实现。但是用交流电，它就可以沿一个方向前进，达到高峰时就调转方向，再达到高峰时，又调转方向，每秒钟调换多次方向，就为改变电压提供了条件。1888年，蒂斯拉成功地建成了一个交流电电
力传送系统。他设计的发电机比直流发电机简单、灵便，而他的变压器又解决了长途送电中的固有问题。
利用变压器，可将输入线路的电压提高，在送入家庭用户或工厂之前，再把电压降下来。
交流电实现电流远距离输送的关键在于利用变压器。在送到输电系统前，利用电厂内的升压变压器将电压升高为输电线路电压（一般为数百千伏）。当输电线路到达负载中心（都市或工业区等）附近，设置超高压或一次变电所将电压降为161KV或69KV，再输送到位于负载中心的配电变电所或二次变电所，把电压降为配电电压11.4KV或22.8KV再送到配电线路。
理想变压器及三相组式变压器的模型如下图。
第3页
由理想变压器的定义式
（1）（2）
若变压器的初级匝数为N1，次级匝数为N2，则匝比
（3）
由上述三式可以得出理想变压器的VCR为：
至此我们可以知道：；即初级与次级线圈的输入功率的总和为零。理想变压器不会消耗功率，而若n取值足够大，十几千伏特的u1必然可以升至几百千伏特。由公式P＝U×I
升高电压后I值减小，随之传输线路功率损失因之下降。远距离输电成为可能。至负载中心之后，仍然利用一理想变压器将电压重新将下来，以适用于生活用电。在动力系统方面，交流发电机和交流电动机也随这种电路传输系统而相应地出现且随时代进步而不断得到改进。交流供电系统也就一步步发展到今天一统天下，趋近完善的境界。下面两图即给出三项电系统中的发电机与电动机基本构造模型。
三相交流发电机模型三相交
流电动机模型
第4页
直流电输电系统特性
否定之否定。当初爱迪生与威斯汀豪斯的“电流之战”虽以交流供电的胜出而结束。但随着技术的进步，作为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网重要手段的直流输电技术正越来越受到广泛的应用。20世纪50年代后，电力需求日益增长，远距离大容量输电线路不断增加，电网扩大，交流输电受到同步运行稳定性的限制，在一定条件下的技术经济比较结果表明，采用直流输电更为合理，且比交流输电有较好的经济效益和优越的运行特性，因而直流输电重新被人们所重视。1950年苏联建成一条长43km、电压200kV、输送功率为3万kW的直流试验线路。到60年代，海底电缆的输电工程几乎都采用直流输电，直流输电方式在跨越宽阔海峡的特殊自然条件下，优点更为突出。80年代，可控硅换流器在大型直流输电工程中崭露头角，巴西的伊泰普直流输电工程，使直流输电压达到±600kV，输电功率达到6 300MW，输送距离806km，发展之迅速可见一斑。我国高压直流输电虽起步较晚，1977年建成第一条31kV直流输电工业性试验电缆线路。三峡至常州500kV超高压直流输变电路也已于今年建成。
直流输电的再次兴起并迅速发展，说明它在输电技术领域中确有交流输电不可替代的优势。我们通过查找资料，认为直流方式尤其在下述情况下应用更具优势：
（1）远距离大功率输电。直流输电不受同步运行稳定性问题的制约，对保证两端交流电网的稳定运行起了很大作用。
（2）海底电缆送电是直流输电的主要用途之一。输送相同的功率，直流电缆不仅费用比交流省，而且由于交流电缆存在较大的电容电流，海底电缆长度超过40km时，采用直流输电无论是经济上还是技术上都较为合理。
（3）利用直流输电可实现国内区网或国际间的非同步互联，把大系统分割为几个既可获得联网效益，又可相对独立的交流系统，避免了总容量过大的交流电力系统所带来的问题。
（4）交流电力系统互联或配电网增容时，直流输电可以作为限制短路电流的措施。这是由于它的控制系统具有调节快、控制性能好的特点，可以有效地限制短路电流，使其基本保持稳定。
（5）向用电密集的大城市供电，在供电距离达到一定程度时，用高压直流电缆更为经济，同时直流输电方式还可以作为限制城市供电电网短路电流增大的措施。
我们认为：首先最为关键的，是在许多特定场合下直流输电方式可以减少功率损失。
一、直流输电无电磁波形式功率损失
根据麦克斯韦方程组：
稳恒电流不产生电磁波，而变化的交流电则会产生波动的E、H矢量。
由坡印廷矢量定义
S＝E×H
其中I即为电磁波的强度。
由此可见，当使用超高压交流传输电流时，由于其dI/dt变大，势必造成更多能量以电磁波的形式损失，而使用直流输变则无此问题。
二、直流输电无动感元件无功功率损失
在高压交流电线在空气中架设时，线路与大地构成一电容。但由于由空气作为介质的此电容较小，因而对电路传输影响不大。但在埋地电缆、海底电缆送电等形式中，由于线路与环境形成动态元件模型而产生的功率损失就较为可观了。线路与大地、海水等直接构成电容值较大的电容。根据阻抗公式
海水及大地中此阻抗Z值可达较小，相当于构成一条支路，造成功率损失。而在直流模型下则无此影响，提高了有功功率的传输效率。
如同交流输电中需采用变压器一样，直流输电方式需要以换流站和整流器作为向日常用电转换的必需，来实现整流和滤波。下面我们粗略作一些探讨：
整流电路的作用是把交流电转换成直流电，严格地讲是单方向大脉动直流电，而滤波电路的作用是把大脉动直流电处理成平滑的脉动小的直流电。
整流原理：利用二极管的单向导电性实现整流。以全波桥式整流为例，其电路和相应的波形如下图所示。
若输入交流电为
则经桥式整流后的输出电压为（一个周期）
桥式整流电路波形图
(9)
其相应直流平均值为
(10)
由波整流提滤波电
此可见，桥式整流后的直流电压脉动大大减少，平均电压比半高了一倍（忽略整流内阻时）。路：
经过整流后的电压（电流）仍然是有“脉动”的直流电，为了减少波动，通常要加滤波器，常用的滤波电路有电容、电感滤波等。现讨论最简单的滤波电路。
电容滤波器是利用电容充电和放电来使脉动的直流电变成平稳的直流电。下图所示为电容滤波器在带负载电阻后的工作情况。
由电容两端的电压不能突变的特点，达到输出波形趋于
平滑的目的。经滤波后输出的波形如下图所示。
依据已做分析，在参阅资料后我们得出如下结论：
在进行远距离高电压输电时，直流输电方式有着诸多优点。
（1）直流输电不存在两端交流系统之间同步运行的稳定性问题，其输送能量与距离不受同步运行稳定性的限制；
（2）用直流输电联网，便于分区调度管理，有利于在故障时交流系统间的快速紧急支援和限制事故扩大；
（3）直流输电控制系统响应快速、调节精确、操作方便、能实现多目标控制；
（4）直流输电线路沿线电压分布平稳，没有电容电流，不需并联电抗补偿；
（5）两端直流输电便于分级分期建设及增容扩建，有利于及早发挥效益。
故现今远距离直流输电方式已得到广泛应用。我国在长距离输电的国家电网构建中，也已大胆并成功地使用了这种技术。右图为举世瞩目的三峡工程，它的多条输电线路即将采用直流输电方式。电站向华中及川东输电距离在６００ｋｍ以内，采用交流５００ｋＶ输电较为经济，向华东送电采用５００ｋＶ直流和１０５０ｋＶ交流混合方式是可行的。采用１０１５ｋＶ线路交流输电能力可代替４～５回５００ｋＶ交流输电线路，减少铁塔用材１／３，节约导线１／２，节省造价１０％～１５％，线路损耗减少５０％。直流、交流输电方式的综合评价与前景展望
直流输电的发展历史到现在有百余年，在输电技术发展初期曾发挥作用，但到了20世纪初，由于直流电机串接运行复杂，而高电压大容量直流电机存在换向困难等技术问题，使直流输电在技术和经济上都不能与交流输电相竞争，因此进展缓慢。
我们今天的日常生活用电网络，大多为三相交流供电方式，它拥有短距离内输电便捷、可升降压、适用性广等诸多优势。它在我们生活中的主导地位，在短时间内，也因而是难以动摇的。
当今，随着远距离交流供电的弊端逐步凸现，直流输电方式在此受到人们的青睐，虽然直流输电较交流输电相比存在一些缺点，如：换流器在工作时需要消耗较多的无功功率；可控硅元件的过载能量较低；直流输电在以大地或海水作回流电路时，对沿途地面地下或海水中的金属设施造成腐蚀，同时还会对通信和航海带来干扰。然暇不掩瑜，在远距离传输高压电流方面，直流输电已成为先进技术的发展方向。
现已有不少国家试制成功直流断路器和负荷开关，并正在研究利用这些开关设备与直流输电的控制技术相结合，以实现多端直流输电。
当前对高温超导的研究也正方兴未艾，它在强电方面应用的可能性也与日俱增。超导用于直流输电要比用于交流输电更为有利，可以期待在不远的将来，超导将使电能的传输发生划时代的变革，并进一步推进直流输电的发展。
最后，我们罗列直流供电与交流供电的利弊，以作综合比较。
（1）流输电一般采用双极中性点接地方式，直流线路仅需两根导线，三相交流线路则需三根导线，但两者输送的功率几乎相等，因此可减轻杆塔的荷
重，减少线路走廊的宽度和占地面积。在输送相同功率和距离的条件下，直流架空线路的投资一般为交流架空线路投资的三分之二。
（2）直流电缆线路的投资少。相同的电缆绝缘用于直流时其允许工作电压比用于交流时高两倍，所以在电压相同时，直流电缆的造价远低于交流电缆。
（3）换流站比变电站投资大。换流站的设备比交流变电站复杂，它除了必须有换流变压器外，还要有目前价格比较昂贵的可控硅换流器，以及换流器的其它附属设备，因此换流站的投资高于同等容量和相应电压的交流变电站。
（4）在相同的可比条件下，当输电线路长度大于等价距离时，采用直流输电所需的建设费用比交流输电省。
（5）直流输电运行费用较省。根据国外的运行经验，线路和站内设备的年折旧维护费用占工程建设费用的百分数，交流与直流大体相近。但直流输电电能损耗在导线截面相同、输送有功功率相等的条件下，是交流输电的三分之二。
可以预见：具有“悠久传统”的三相交流供电系统将在发电领域与日常生活领域继续体现强大的生命力，而直流输电方式也将在新技术变革的飞速发展中，发挥愈加巨大的作用。
致谢在本论文的书写过程中，得到了F0403012班王佑民同学的大力支持，在此表示衷心的感谢。参考书目
陈士军《直流输电的优势与前景》
王蔼《基本电路理论》
李翰荪《简明电路分析基础》
孙如瑛《三峡工程重大装备科研工作回顾》
毛江《远距离高压输电及其在三峡工程应用的探讨》 李其荣《爱迪生传》
西安交通大学 电机学网络教学系统 中国科学技术大学 物理实验网络课程 高峡出平湖——三峡工程网站 国务院三峡工程建设委员会网站
第二篇：直流系统典型故障分析与对策
直流系统典型故障分析与对策
设备工程部 张建全
【摘要】本文介绍了直流系统的常见配置、绝缘监察装置的原理和数学模型，针对发电厂直流系统的接地、交流窜入直流、寄生回路等典型故障，分析了不同故障产生的原因及分析方法，总结了应对直流系统典型故障的对策，以期为设计、检修及维护人员的直流改造、设备验收、故障消除等工作提供一定的参考。
【关键词】直流系统 直流接地 交流串入直流 寄生回路 引言
直流系统作为电力系统的重要组成部分，为一些重要负荷、继电保护及自动装置、交流不停电电源（UPS）、远动通讯装置、控制及信号回路提供稳定可靠地工作电源。发电厂直流系统所接设备多、回路复杂，常因回路设计不完善、误接线、元件生产工艺落后以及在长期运行中环境的改变、气候的变化引起的电缆及接头老化等问题，不可避免的会出现直流接地、交流串入直流、不同直流系统间形成寄生回路等故障，这些故障不仅会造成直流电源的短路、引起熔断器熔断或电源开关断开，使电力设备失去控制电源；甚至会引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器的误动或拒动，引发电力系统故障乃至事故，从而对发电厂、电网的安全稳定运行构成威胁。因此关于直流系统的可靠性与安全性以及如何迅速有效的解决故障等问题，得到了研究、设计、检修及维护人员的广泛关注。2 直流系统的配置、绝缘监察原理和数学模型 2.1 直流系统的常见配置
直流系统的常见配置如图1所示。直流系统由两个子系统构成，每个子系统都有独立的充电机、蓄电池组和绝缘监察装置。两个直流子系统通过直流分电屏分别提供两组直流母线KM1（控制母线电源1）、BM1(保护母线电源1)和KM2（控制母线电源2）、BM2(保护母线电源2)。将保护装置的直流电源与操作控制的直流电源分开，以保证双重化配置的两套保护的直流电源、两个控制回路的控制电源相互独立[1]。
图1 直流系统的配置
2.2 绝缘监察装置的原理和数学模型
直流绝缘监察装置的原理如图2所示，虚线内为主机内部分，主机检测正、负母线对地电压，通过对地电压计算出正负母线对地绝缘电阻，当绝缘电阻低于设定值时，装置报警。
图2 直流绝缘监察装置原理
其中，R+为直流正母线对地电阻值，R-为直流负母线对地电阻值，V1为直流正母线对地电压值，V2为直流负母线对地电压值，R1、R2为装置内设定电阻，R1=R2，数学模型如下：
当K1闭合，K2打开，测得一组V1,V2实际数值，得出方程（1）
V1/V2=（R1//R+）/R-（1）
当K1断开，K2闭合，测得一组V1’,V2’实际数值，得出方程（2）
V1’/V2’=R+/（R2//R-）（2）联立方程（1）、（2）即可求得正、负母线的对地电阻值R+、R-，当计算值R+、R-低于设定值时，装置报出正、负接地告警信号。3 直流系统典型故障及分析 3.1 直流系统接地
直流系统接地故障因其发生率高、危害性大而成为发电厂电气维护工作中的一个顽疾。在丰润热电公司两台机组运行5年发现的电气二次缺陷中，直流系统接地故障占有很大的比例。仅2011年涉及直流接地故障就有5次之多。
当直流系统发生一点金属性接地时，因其不能形成回路，不会产生短路电流，故不会影响设备继续运行，但是必须及时消除。否则，再发生另一点金属性接地，就有可能构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动；造成直流保险熔断，使继电保护及自动装置、控制回路失去电源，从而引发电力系统严重故障乃至事故[2]。
3.1.1直流正极两点接地导致误动
直流正极两点接地有使继电保护及自动装置、断路器线圈误动的可能，如图3所示，若A、B两点接地，则KA1、KA2的接点被短接，KM将误动跳闸。若A、C两点接地，则KM接点被短接从而引起相关开关误跳闸。同理，正极两点接地还可能造成误合闸，误报信号。
图3 直流系统接地情况图
3.1.2直流负极两点接地导致拒动
直流负极两点接地有使继电保护及自动装置、断路器线圈拒动的可能，如图3所示，若B、E两点地，则KM线圈被短接，保护动作时KM线圈不动作，开关不会跳闸。若D、E两点接地，则LT线圈被短接，保护动作及操作时开关拒跳。同理，负极两点接地开关也可能合不上闸，信号不能报出。3.1.3正负极两点接地引起熔丝熔断
当直流正负极两端两点接地时，如图3所示，当A、E两点接地时，将引起熔丝熔断。当B、E和C、E两点接地,保护又动作时，不但断路器拒跳，而且熔丝会熔断、可能烧坏继电器的触点[3]。3.2 交流串入及耦合电容对直流系统的影响
在电厂、变电站现场除了直流回路外，还存在着大量而广泛的交流回路，例如照明及墙壁电源、低压电动机交流控制、电压互感器以及电流互感器二次回路等。由于他们的一端是连接大地的，这些回路与直流回路串电时，不仅导致直流系统接地[4]，甚至引起保护及自动装置的误动作。
2010年6月丰润热电公司1号机机炉PC A段进线等三个进线开关跳闸，跳闸前DCS系统检测到直流负母线发生过接地故障。经检查发现某端子箱内交、直流相邻端子有短接烧黑痕迹，确定因此发生了220V交流电串入直流负端。直流负端串入交流电压后，DIC对DI的电位某些时刻超过动作电压值，同时因为DI端存在的耦合电容导致DI端的电位不能发生突变（电容特性），导致DI的两端存在大于动作值的电位差，测控装置检测到DI动作，开关发生跳闸。
图4 模拟实验原理图
我们对相关测控装置进行了交流串入直流的模拟实验，原理如图4所示，K1、K2、R1、R2为绝缘检查装置内部元件，监察原理如2.2所述，在控制回路负端加入交流220V电压，当耦合电容达到0.4μF时，光耦发生了偏转。
从而可以得出结论：因控制线路教长而存在耦合电容，当耦合电容达到一定量时，若发生直流负极接地或负极串入交流电源信号时将导致光耦电路产生电平变位。同理若直流正极或外部分闸接点下口线路发生交流串入，风险等同。3.2 寄生回路造成接地假象
2013年8月，丰润热电公司I、II段两独立直流系统的绝缘监察装置同时报警，I段母线发负接地信号,I号绝缘监察装置显示正母线对地电压为230V，负母线对地电压0V；II段母线发正接地信号,II号绝缘监察装置显示正母线对地电压为0V，负母线对地电压-230V。同时启备变B套保护装置告警。经查在B套保护装置的操作箱内“显示与复归”板件端子焊点处有短路烧黑痕迹。其板件原理图如图5所示，板件元件布置情况如图6所示。
图5 显示与复归原理图
图6 板件实际布置图
因板件焊点9J1ac4和焊点9J1ac5在板件上的距离接近，制造工艺不良，再加上环境变化及积尘的影响导致了两个焊点间的短路。从而形成寄生回路将II段直流正电与I段直流负电短接。两段直流短接后形成了一个端电压为460V的电池组，中点对地电压为零，又因为每组直流系统的绝缘监察装置均有一个接地点（原理见2.2），短路后直流系统中存在两个接地点。所以II段直流系统的绝缘监察装置判断为正极接地，I段直流系统的绝缘监察装置判断为负极接地。4 直流系统典型故障相应对策
鉴于直流系统的重要性、故障造成的危害性以及现场环境的复杂性，如何将风险降至最低，如何将缺陷消除于萌芽，如何迅速有效的解决故障成为继电保护设计、制造和检修维护人员紧迫问题。为此，本文针对上述直流系统典型故障进行分析并总结相应对策，已期能够为相关人员提供一定的参考。
（1）对于运行环境复杂、环境恶略的场所的直流电缆，在设计、建设施工期间的电缆选型应考虑足够的备用芯，检修维护人员可利用设备停修的机会，对直流回路进行绝缘测试做好记录，并进行劣化分析。对于绝缘水平低，或出现接地芯线时可及时更换。当直流系统发生一点接地故障时，虽不至引起危害，但必须及时消除，以免发生两点接地给系统造成影响。对于直流系统接地故障的查找方法和注意事项可参见相关规程，本文不再赘述。
（2）为避免交流串入直流的影响，应在端子箱或屏柜端子处将交流端子做明显的标识，并与直流端子以明显距离隔开。同时直流回路继电器与交流继电器、接触器、小开关等设备保持相当的距离，以免交流回路的电压切换中产生电弧将交流电压引入直流回路[2]。为避免直流长线路耦合电容的影响，可在控制回路，特别是跳合闸出口回路加装大功率的重动继电器。
（3）对于设备数量多、回路复杂的发电厂直流系统，由于输煤、除灰、废水等辅助系统的工况和环境恶略，建议将这些辅助系统的直流电源与主系统的直流电源分开布置，以提高主系统运行的可靠性。
（4）为防止出现寄生回路并造成影响，除了在直流回路的设计、改造、施工、验收中严格审核把关外，还可以在定期检验过程中以测量两组独立的直流系统之间的绝缘的方法进行检验。对于板件内回路应尽可能采用弱电源设计，且两组不同的直流回路之间应留有足够的绝缘距离，提高制造工艺，以防焊点接近虚接而形成寄生回路。
（5）加强日常巡检及特巡力度、保持电缆沟排水通畅，定期清扫灰、粉尘、检查接线端子发热情况，二次回路退出运行或多余的电缆头应包扎好，工作完毕注意清理现场勿将金属零件遗留屏内，保持好设备的运行环境。
参考文献
[1]甘景福 直流系统间的寄生回路造成的直流接地假象 华北电力技术 2004.2 41-42； [2]谭重伟，梅俊，欧阳德刚 500kV变电站直流系统故障分析与应对措施 湖北电力2006，30（6），9-11；
[3]毛锦庆，等。电力系统继电保护实用技术问答 中国电力出版社，1999；
[4]余育金 变电站直流系统接地故障分析、查找及处理 广西电业 2007.1（82）90-91；
第三篇：实验二：模拟信号数字化传输系统的建模与分析
实验二：模拟信号数字化传输系统的建模与分析
08电子信息工程（3）班
E08610308 陈建能
一、实验目的
1.进一步掌握 Simulink 软件使用的基本方法； 2.熟悉信号的压缩扩张； 3.熟悉信号的量化； 4.熟悉PCM编码与解码。
二、实验内容
1.设计一个13折线近似的PCM编码器模型，能够对取值在[-1;1] 内的归一化信号样值进行编码；
2.设计一个对应于以上编码器的PCM解码器；
3.在以上两项实验的基础上，建立PCM串行传输模型，并在传输信道中加入指定错误概率的随机误码。
三、实验原理
1.信号的压缩和扩张
非均匀量化等价为对输入信号进行动态范围压缩后再进行均匀量化。中国和欧洲的PCM数字电话系统采用A律压扩方式，美国和日本则采用μ律方式。设归一化的话音输入信号为x[1,1]，则A律压缩器的输出信号y 是：
Ax1lnAysgnx(1lnAx)1lnAx1A1x1A
其中，sgn(x)为符号函数。A律PCM数字电话系统国际标准中，参数A=87.6。Simulink通信库中提供了“A-Law Compressor”、“A-Law Expander”以及“Mu-Law Compressor”和“Mu-Law Expander”来实现A律和Ö 律压缩扩张计算。
压缩系数为87.6的A律压缩扩张曲线可以用折线来近似。16段折线点坐标是
11111111111111x1,,,,,,,,0，，，，1***64321684276543211234567y1,,,,,,,,0，，，，188888888888888
其中靠近原点的4段折线的斜率相等，可视为一段，因此总折线数为13段，故称13段折线近似。用Simulink中的“Look-Up Table”查表模块可以实现对13段折线近似的压缩扩张计算的建模，其中，压缩模块的输入值向量设置为
[-1,-1/2,-1/4,-1/8,-1/16,-1/32,-1/64,-1/128,0,1/128,1/64,1/32,1/16,1/8,1/4,1/2,1] 输出值向量设置为
[-1:1/8:1] 扩张模块的设置与压缩模块相反。2.PCM编码与解码
PCM是脉冲编码调制的简称，是现代数字电话系统的标准语音编码方式。A律PCM数字电话系统中规定：传输话音信号频段为300Hz到3400Hz，采样率为8000次/秒，对样值进行13折线压缩后编码为8bit二进制数字序列。因此，PCM编码输出的数码速率为64Kbps。
PCM编码输出的二进制序列中，每个样值用8位二进制码表示，其中最高比特位表示样值的正负极性，规定负值用“0”表示，正值用“1”表示。接下来3位比特表示样值的绝对值所在的8段折线的段落号，最后4位是样值处于段落内16个均匀间隔上的间隔序号。在数学上，PCM编码的低7位相当于对样值的绝对值进行13折线近似压缩后的7bit均匀量化编码输出。
四、实验程序、注释、运行结果及运行结果说明 系统总图：
子系统1：
子系统2：
参数：
传输话音信号频段为1000H z，采样率为8000次/秒，对样值进行13折线压缩后编码为8bit二进制数字序列。PCM编码输出的数码速率为64Kbps。
运行后：
五、心得体会
本次实验是信号的量化编码和解码，一开始主要还是建立模型，然后就是设置参数，最后便可以得到所需的结果。刚刚的时候都不知道从何下手，也不知道该求什么，最后慢慢看书，慢慢地调试，最后终于弄好了。
第四篇：风险与机会并存——债券筹资方式的利弊分析
风险与机会并存——债券筹资方式的利弊分析
债券是国家政府、金融机构、企业等机构直接向社会借债筹措资金时，向投资者发行，并且承诺按规定利率支付利息并按约定条件偿还本金的债权债务凭证。作为企业来说，使用债券筹资具有以下的优缺点：
一、债券筹资的优点。
（１）资本成本低。债券的利息可以税前列支，具有抵税作用；另外债券投资人比股票投资人的投资风险低，因此其要求的报酬率也较低。故公司债券的资本成本要低于普通股。
（２）具有财务杠杆作用。债券的利息是固定的费用，债券持有人除获取利息外，不能参与公司净利润的分配，因而具有财务杠杆作用，在息税前利润增加的情况下会使股东的收益以更快的速度增加。
（３）所筹集资金属于长期资金。发行债券所筹集的资金一般属于长期资金，可供企业在１年以上的时间内使用，这为企业安排投资项目提供了有力的资金支持。
（４）债券筹资的范围广、金额大。债券筹资的对象十分广泛，它既可以向各类银行或非银行金融机构筹资，也可以向其他法人单位、个人筹资，因此筹资比较容易，并可筹集到较大金额的资金。
二、债券筹资的缺点。
（１）财务风险大。债券有固定的到期日和固定的利息支出，当企业资金周转出现困难时，易使产业陷人财务困境，甚至破产清算。因此筹资企业在发行债券来筹资时，必须考虑利用债券筹资方式所筹集的资金进行的投资项目的未来收益的稳定性和增长性的问题。
（２）限制性条款多，资金使用缺乏灵活性。因为债权人没有参与企业管理的权利，为了保障债权人债权的安全，通常会在债券合同中包括各种限制性条款。这些限制性条款会影响企业资金使用的灵活性。
第五篇：地铁通信系统传输中的常见问题及应对方案分析
地铁通信系统传输中的常见问题及应对方案分析
【摘 要】近些年，城市固有的面积增加；城市内的地铁体系，也要延展原有的建造范围。精准的通信信息，能折射出地铁系统现有的运行状态，及时去发觉潜藏故障，并着力去化解。因此，通信体系内的信息传输，关联着地铁安全。要明晰常常见到的传输疑难，在这样的状态下，探究可用的应对路径。
【关键词】地铁通信系统；传输；常见问题；应对方案
城市内的多样地铁，都凸显出了方便优点，并缩减了原有的运输能量。地铁通信这一类别的体系，涵盖着偏多的传输问题。要接纳微机协同下的应对技术，查验出这样的传输疑难，增添地铁信息带有的精确性。要制备出多样方案，然后解析现有的传输状态，筛选出最佳情形下的那种方案。
1.现有的传输问题
地铁搭配着的传输系统，是通信类系统以内的侧重成分，在地铁带有的通信网中，这样的传输体系，搭建起了通信传输带有的总网络，维护着多样地铁的惯常运行。通信传输这一类别的系统，涵盖了精准的、速率很快的多样信息，整合了图像、信息内的数据、关联着的文字。地铁通信这一过程，要接纳如上的传输体系，如地铁带有的无线通信、地铁以内的精准时钟、独特的闭路电视、其他情形下的同步体系，它们都要衔接着传输体系。地铁通信，应供应带有可靠特性的信息，因此，传输体系，也搭配着很高的层级要求。
地铁搭配着的通信传输，应接纳光纤数据这一类别的设备，以便搭建起可用支持。利用好现有的通道环网，预留出特有的备用通道，增添信息涵盖着的稳定性。通信传输要衔接着多样接口，能安设可用的网络设施，及时去接纳信息。在建构的初始时段内，就确认出了现有的用户类别、现有的用户数目；在后续时段内，很难去更替这两个类别的数值。完备的这种体系，还要整合起实时特性的业务，以及带有非实时特性的业务。
从现状看，现有的传输体系，很难与交通带有的要求契合。地铁传输这一类别的体系，涵盖了光纤传输、泄露电缆的特有传输、无线情形下的集群通信、路站的特有管控、体系内的路控电话、体系内的中继器。通常情形下，通信带有的传输流程，可以分出如下层级：首先，体系内的调度员，会发送特有的信息；经由体系内的管控中心，以及无线情形下的移动传递，运送给既有的集群基站。其次，体系内的基站，经由电缆，把如上的信息，运送给多样车站内的中继器。再次，中继器会延展如上的信号，传递给预备好的泄漏电缆，以便接收。如上的传输路径，只可以搭建起地铁内的互通渠道，很难与公众带有的要求契合。由此可见，要改造陈旧的这种技术，摸索出更适宜技术。
2.可用的应对方案
2.1建构起开放网络
OTN框架下的传输网络，带有凸显的开放特性，针对体系内的专网。专用情形下的地铁网络，涵盖了偏多的业务类别；然而，业务带有的数目却偏少。在这样的状态下，适宜安设OTN的新颖网络。这一类别的网络，衔接着专用电路固有的接口，但它没能建构起可用的联网。SDH框架下的互联接口，能与现有的互联状态契合。OTN这样的网络，接纳了特有的复用方式，把体系内的电信号，更替成体系内的光信号。这样一来，TDM会折射出多样信息。复用方式，应衔接着光信号带有的收发板。
OTN框架下的独特节点，经由光纤带有的链路，去运送消息。光纤链路建构起了反向循环的特有环路，涵盖了体系内的所有节点。如上的循环线路，带有互补特性：一旦体系内的一个路径被损毁，另一个这样的路径，可以维持住现有的传输状态，从而促动环路自愈。然而，OTN这种体系，要经由节点叠合，予以建构，这也添加了额外耗费。
2.2综合业务带有的通信路径
SDH这种传输体系，建构了综合业务情形下的传输路径。同步数字的特有传输模式，带有凸显的可靠特性，也带有高层级的通用特性。从现状看，SDH框架下的新颖传输，被安设在高铁、多样的电力架构内，创设了网络传输带有的根基。SDH接纳了统一接口，能兼容体系内的多样设备，以便促动协调工作。如上的传输路径，也带有自愈特性，能延展资源的实效。
然而，建构在SDH之上的支撑路径，接纳了点之间的特有电路交换。经由启动的网络，要安设这样的链路，就应搭配着水准偏低的那种宽带。与此同时，SDH这一传输路径，也没能安设视频类的接口，以及广播衔接的接口。只有衔接起多样设备，才可运转，这就添加了管控难度。
2.3建构起异步传输
新颖的ATM，带有异步传输的特性，适宜被安设在综合宽带这一类别的网络内。这样的传输路径，涵盖了范畴很大的节点，能融汇进多样设备，以便互通。ATM接纳了异步态势下的时分复用，融汇进了多媒体，便利了地铁带有的图像传递，因此带有高端性能。然而，ATM特有的自愈环，若要倒回，则很难被管控。从现状看，很难经由体系内的路由器，搭建起特有的迂回保护。如上的管网，还要重设固有的路由通道，以便运算。这就很难升至期待中的通信速率。
2.4弹性凸显的分组环
带有弹性的独特分组环，是RPR这一新颖路径。RPR这样的路径，建构在IP根基之上，能促动体系内的互联。网络管控带有稳固性，且能支撑住多样业务。如上的传输路径，密切衔接着地铁带有的视频、多样语音，能供应合规的网络组合。RPR接纳了特有的环状拓扑，这种简便架构，却能涵盖进体系内的一切节点，搭建起了顺畅的互通路径。RPR安设了最佳情形下的时钟发布，可以维持住体系内的网络同步。然而，RPR现有的研发厂家，还存留着互通疑难，没能缩减造价。
3.结束语
地铁建造，应衔接起多样专业，在确保建造成效时，也要限缩耗费量。通信体系带有的传输问题，是地铁安全这一层级内的关键疑难。微机框架下的传输路径，带有开放特性，能延展原有的信号范围。然而，搭建出来的传输路径，还没能被完善。要解析可用的传输办法，以便增添这类传输带有的实效性。[科]
【参考文献】
[1]赵军锋，赵景召.地铁通信系统的应用分析[J].通信技术，2013（01）.[2]蔡宝勇.地铁通信传输系统[J].科技传播，2012（03）.[3]张昕.地铁通信系统可靠性评测[J].科技视界，2013（03）.
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