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1、第26卷第4期電力科學與工程V。1．26,No．4212010年4月ElectricPowerScienceandEngineeringApr．，2010配電網(wǎng)故障測距方法的仿真分析徐汝俊，張偉，熊高林，鄒文(華北電力大學電氣與電子工程學院，河北保定071003)摘要：介紹了c型行波法的測距原理，利用ATP仿真軟件對10kV多分支配電線路單相接地故障進行仿真，通過MATLAB對仿真數(shù)據(jù)和圖形進行分析，比較正常線路和故障線路波形，找到了第一個波形畸變點并以此來確定故障距離。結果表明測距精度滿足實際要求，從而驗證了C型行波法在配電網(wǎng)故障測距中的可行性。關
2、鍵詞：配電網(wǎng)；C型行波法；測距；仿真中圖分類號：TM726；TM935文獻標識碼：A0引言障點之間往返一次的時間和行波的波速來確定故障點的距離。配電網(wǎng)故障定位是配電網(wǎng)運行中的重要環(huán)節(jié)，下面以線路發(fā)生金屬性接地為例，說明C型由于配電網(wǎng)接線復雜、故障模式多，故障時一般行波法測距原理(見圖1)。接地電阻大，因此，配電網(wǎng)故障定位是非常困難的。c型行波法¨具有測距速度快、精度高的優(yōu)點，是目前配電網(wǎng)故障測距的主要研究方法。本文介紹了c型行波法的測距原理，利用ATP仿真軟件對配電線路單相接地故障建立仿真模型，得到仿真數(shù)據(jù)和圖形；利用MATLAB對仿真數(shù)據(jù)圖1C型行
3、波法測距示意圖Fig．1SchematicdiagramoftypeCtraveling和圖形進行分析，研究計算結果，驗證了C型行wavefault．1ocationmethod波法在配電網(wǎng)故障測距中的可行性。圖1中，線路上F點發(fā)生金屬性接地故障。1C型行波法測距原理設在：0時刻，由人工在檢測端向故障線路發(fā)射行波信號。由于故障點為金屬性短路，當行波線路發(fā)生故障后，如果在信號檢測點向線路到達故障點時會發(fā)生全反射，并改變極性，在發(fā)射行波信號，那么在信號檢測點和故障點之間時刻又返回檢測端。就會有往返傳播的信號出現(xiàn)，直到信號衰減為0。設故障點到信號檢測點的距
4、離為，則故在信號檢測點往返的行波信號可以分為2類：(1)障點的計算公式為：由波阻抗不連續(xù)點產生的到達檢測點的第一個反×TxL射波；(2)在線路的節(jié)點之間經(jīng)多次折反射后的波。波阻抗不連續(xù)點包括線路上的分支點、分支式中：是波速。末端點和接地故障點。如果是經(jīng)電阻接地的故障，則在接地點還有C型行波法是離線測距，在線路發(fā)生故障后，一部分波透射到接地點的另一側，但仍有反射波由人工向故障線路發(fā)射行波信號，然后檢測并識回到檢測點，由于能量的分散，使反射波幅值比別來自故障點的反射波。根據(jù)行波在測量點與故金屬性接地時要小。收稿日期：2009—12—24。作者簡介：徐汝俊
5、(1986一)，男，碩士研究生，研究方向為智能化檢測與控制技術，E·mail：285295124@qq．COrn。電力科學與工程土2C型行波法仿真分析2．1仿真實例利用c型行波法對10kV多分支配電線路進行測距，如圖2所示，在線路分支AD中間處發(fā)生單工I相接地故障，其接地電阻為1000Q。MN=5km，圖3線路仿真模型AD=1km，MA=1km，AB=1．5km，BE=1km，F(xiàn)ig．3LinesimulationmodelBC=1．5km．CG=1km。到正常線路波形如圖4所示，當F點發(fā)生單相接地故障時，故障波形如圖5所示。因為每100個點相當于1
6、s，故橫坐標標值為時間／0．01s。(注：圖4～6是經(jīng)MATLAB處理后的信號波形)。圖2仿真線路示意圖Fig．2Schematicdiagramofsimulationline畫2．2仿真分析粵通過ATP軟件進行仿真，仿真線路使用分布參數(shù)的單相線路，每兩個點之間的一段線路用盯型等值電路模擬，其中，設波阻抗為460n。信號源采用幅值為10kV，寬度為2s的高壓脈沖信號。t／O．0lBS實際l0kV線路分支或主干線末端都會有配電變壓圖4正常線路波形器，其影響主要是變壓器繞組電感和變壓器人口Fig．4Normallinewaveform電容會對行波產生反
7、射和折射。當很陡的沖擊波作用時，一般在10s內，流經(jīng)繞組電感中的電流很小，因此，變壓器繞組電感對行波的影響可以忽略，故變壓器對行波的影響主要是其入口電容畫反射影響。變壓器的人口電容的大小與其額定電粵壓及容量有關，對于容量為100kVA的10kV配電變壓器，用A1—6000自動精密電橋測量，三相繞組總的人口電容1．268nF，每相繞組入口電容為tlO．0lBS423pF。設參數(shù)L為1．66mH，C為0．0066F。對圖圖5故障線路波形Fig．5Faultlinewaveform2所示線路進行采樣仿真時，采樣間隔為At=0．01s，仿真時間為200s，采
8、樣數(shù)據(jù)為20000個，線路仿真模型如圖3所示。利用MATLAB對信號進行分析，故障線路與在線路正常時與接地故
