海光缆远程供电系统可靠性研究

摘要/Abstract

摘要： 设计了一种基于电能分支单元的海光缆远供系统.通过计算海缆的电感、电容及电阻量，将海缆和电力设备等效电路模型编入仿真程序，建立远供系统模型，归纳出远供系统的5种故障类型，并利用专业仿真软件对系统可靠性进行仿真.结果显示，在多种不同故障下系统均能保持串联恒流供电特性，且工作稳定，说明基于电能分支单元的海光缆远程供电系统具有较高的可靠性，能够实际应用于海底观测网络.

关键词: 远程供电, 串联, 恒流, 水下电能分支单元, 可靠性

Abstract: The remote power feeding system is one of the core technologies of the deep seafloor observatory network, it is necessary to analyze the reliability of this system. An equivalent circuit model which includes the values for long distance submarine cable resistance, inductance and capacitance was established, five different failures of the power feeding system were summed up, and the data comes from professional simulation software. The results show that the system can work stably to keep the characters of series connection and constant current. It is proved that this system has high reliability and can be used in the deep seafloor observatory network.

Key words: remote power feeding, series connection, constant current, underwater power-branching unit, reliability

中图分类号:

TM 722

王希晨1, 周学军1, 忽冉2, 樊诚1, 苗辉1. 海光缆远程供电系统可靠性研究 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(03): 428-433.

WANG Xi-Chen-1, ZHOU Xue-Jun-1, HU Ran-2, FAN Cheng-1, MIAO Hui-1. Reliability Simulation of Remote Power Feeding System[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2013, 47(03): 428-433.

参考文献

［1］马伟峰, 崔维成, 刘涛, 等. 海底电缆观测系统的研究现状与发展趋势［J］. 海岸工程, 2009, 28(3): 7683.
MA Weifeng, CUI Weicheng, LIU Tao, et al. Present status and development tendency of submarine cableconnected observation system［J］. Coastal Engineering, 2009, 28(3): 7683.
［2］高艳波, 李慧青, 柴玉萍, 等．深海高技术发展现状及趋势［J］. 海洋技术, 2010, 29(3): 119124.
GAO Yanbo, LI Huiqing, CHAI Yuping, et al. The development of deep ocean high technology［J］. Ocean Technology, 2010, 29(3): 119124.
［3］汪品先. 从海底观察地球——地球系统的第三个观测平台［J］. 自然杂志, 2007(3): 125130.
WANG Pinxian. Seaflooor observatories: The third platform for earth system observation［J］. Chinese Journal of Nature, 2007(3): 125130.
［4］卢汉良, 李德骏, 杨灿军, 等. 深海海底观测网络水下接驳盒原型系统设计与实现［J］. 浙江大学学报：工学版, 2010, 44(1): 813.
LU Hanliang, LI Dejun, YANG Canjun, et al. Design and implementation of underwater junction box prototype system for deep seafloor observatory network［J］. Journal of Zhejiang University：Engineering Science, 2010, 44(1): 813.

［5］林冬冬, 李德骏, 杨灿军, 等. 基于海底接驳盒的电能管理系统的研制［J］. 船舶工程, 2011, 33(2): 7780.
LIN Dongdong, LI Dejun, YANG Canjun, et al. Development of power management system based on seafloor observatory network junction box［J］. Ship Engineering, 2011, 33(2): 7780.
［6］卢汉良, 李德骏, 杨灿军, 等. 深海海底观测网络远程电力监控系统研究［J］. 传感技术学报, 2011, 24(4): 564569.
LU Hanliang, LI Dejun, YANG Canjun, et al. Study on remote electric power monitoring and control system of deep seafloor observatory network［J］. Chinese Journal of Sensors and Actuators, 2011, 24(4): 564569.
［7］Asakawa K, Muramatsu J, Kojima J, et al. Feasibility study on power feeding system for scientific cable network ARENA［C］∥ The 3rd International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables and Related Technologies. USA: IEL Press, 2003: 307312.
［8］Asakawa K, Kojima J, Muramatsu J, et al. Novel current to current converter for meshlike scientific underwater cable networkconcept and preliminary test result［C］∥Proceedings of MTS/IEEE Conference on Oceans. USA: IEL Press, 2003: 18681873．
［9］王希晨, 周学军, 樊诚. 基于电能分支单元的海底光缆远程供电系统［J］. 光纤与电缆及其应用技术, 2011(6): 3438.
WANG Xichen, ZHOU Xuejun, FAN Cheng. The remote power feeding system for submarine cable based on power branching unit［J］. Optical Fiber & Electric Cable and Their Applications, 2011(6): 3438.
［10］忽冉. 用于海光缆网络的远程供电技术研究［D］. 武汉:海军工程大学信息网络工程系, 2011.
［11］王辅春, 刘明山, 迟海涛, 等. 从实例中学习OrCAD［M］. 北京: 机械工业出版社, 2006.

[1]	冯新, 付庄, 王科瑾, 郝高峰. 基于SSP补偿和变频控制的滑环设计[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(7): 814-825.
[2]	陶威, 刘钊, 许灿, 朱平. 三维正交机织复合材料翼子板多尺度可靠性优化设计[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(5): 615-623.
[3]	倪何, 覃海波, 郑奕杨. 考虑给水泄漏的锅炉升负荷仿真及其可靠性[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(4): 444-454.
[4]	高英铭, 陈震, 张秀芳, 潘尔顺. 基于随机流网络与Markov过程的制造系统可靠性建模及维护优化[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(3): 229-235.
[5]	经小龙, 胡源, 郭为忠. 臂载线结构激光手眼矩阵的精确标定——多坐标系转换法[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(6): 607-614.
[6]	许显杨，陈璐. 考虑设备可靠性与能耗的平行机调度[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(3): 247-255.
[7]	高魏华, 吕广强, 曹鲁光, 丁小芩, 李烽. 软硬件综合FMEA在弹载嵌入式软件中的应用[J]. 空天防御, 2020, 3(1): 10-16.
[8]	吴礼银，许标，张庆，文宾双. 降额设计在核电厂安全级DCS可靠性分析中的研究[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(Sup.1): 98-103.
[9]	倪安宁1，刘晏尘1，崔毓伟1，卢军莉2. 评价公交行程时间可靠性价值的Mixed Logit模型[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2019, 53(2): 146-152.
[10]	龙周, 陈松坤, 王德禹. 基于SMOTE算法的船舶结构可靠性优化设计[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(1): 26-34.
[11]	李林斌. 深水结构设计流剖面的推算方法研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(增刊): 193-198.
[12]	甘志云, 刘贵吉, 李江, 董春, 马璟. 手工超声波检验在CRA复合管焊缝中的应用[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(增刊): 287-289.
[13]	陈松坤，王德禹. 基于神经网络的蒙特卡罗可靠性分析方法[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2018, 52(6): 687-692.
[14]	王威, 陈国民, 陈琦, 鲁瑜, 张宗超. 海底腐蚀缺陷管道可靠性分析及风险评估[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(6): 390-395.
[15]	韦益夫1,2，KAWAMURA Yasumi3，王德禹1,2,3. 改进移动最小二乘法及其在结构可靠性分析中的应用[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2018, 52(4): 455-460.