基于PSCAD的電纜高阻故障測距仿真研究.pdf

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1、基于PScAD的電纜高阻故障測距仿真研究高旭啟,等基于PSCAD的電纜高阻故障測距仿真研究高旭啟1,別士光2,周明杰1,平原1(1.國網(wǎng)浙江省電力公司培訓(xùn)中心(湖州校區(qū))浙江湖卅I,313000)(2.國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司湖北武漢,430074)摘要:通過PscAD仿真軟件建立電纜高阻故障測距的仿真電路模型,利用壓敏電阻(避雷器)并聯(lián)高壓電阻的方法設(shè)計了高阻故障模型,對脈沖電壓法開展電纜高阻故障測距的過程進行了仿真模擬。仿真結(jié)果表明:該仿真模型能夠準確定位故障距離,故障測距結(jié)果準確,誤差較小。關(guān)鍵詞:電力電纜;故障測距;Psc

2、AD仿真;電纜建模中圖分類號:TM862文獻標識碼:ADOI編碼:10.14016/j.cnki.1001—9227.2016.12.174Abstract:ByPSCADsimulationsof}wareestablishedsimulationcircuitmodelofthehighresistancecablefaultlocation,usinghigh—voltagevaristors(MOA)parallelresistordesignmethodofthehighresistancefaultmodel,ofpulsevolt

3、agemethodtocarryouthighresistaJlcecablefauhlocationprocessissimulated.Thesimulationresultsshowthatthesimulationmodelcanaccumtelylocatethefaultdistance,theresultoffauhlocationisaccurate,andtheen.orissmaU.Keywords:powercable;faultlocation;PSCADsimulation;cablemodeling0引言電纜高阻故障

4、指電纜的一芯或數(shù)芯對地絕緣電阻或者線芯之間絕緣電阻低于正常值但高于幾百Mn的故障,這類故障可占電纜故障的80%左右?。電纜高阻故障的測試波形較為復(fù)雜,而對于某個供電部門的檢修人員,所轄范圍的電纜故障出現(xiàn)概率不高,使得電纜檢修人員從實際工作中獲取測試技術(shù)的機會不多,實踐經(jīng)驗積累較慢。本文通過PscAD仿真軟件建立了高阻故障測距的仿真模型,仿真結(jié)果表明該模型能較為準確地模擬高阻故障的測距過程,誤差較小,為電纜檢修人員開展高阻故障測距培訓(xùn)提供了一種仿真手段。1電纜高阻故障測距原理目前,電纜測距應(yīng)用最廣泛的是行波測距法,其工作原理是,選擇電纜一端作為測

5、量點,向電纜注入脈沖信號,該脈沖信號沿電纜傳播,遇到阻抗不匹配點(如短路、開路、故障點、中間接頭等)時脈沖產(chǎn)生反射,通過比較反射波和入射波時間差計算得到故障點距離。對于高阻故障,一般采用脈沖電壓法或脈沖電流法。脈沖電壓法是通過高壓信號發(fā)生器向故障電纜中施加直流高壓信號,使故障點擊穿放電,記錄放電脈沖在測量點與故障點往返一次的時問,與脈沖信號傳播速度相乘,即可計算出故障點距離。如圖1所示,高壓脈沖信號沿電纜傳播,在故障點發(fā)生擊穿放電,產(chǎn)生反射波回傳至測量端,兩次脈沖信號時問差T即為脈沖信號在測量端與故障點往返一次的時間,已知脈沖信號在電纜的傳播速

6、度V,則故障點距測量端的距離為:在實際故障測距過程中,波速度是一定的,只需記錄入射波和反射波的時間差,就可計算得到故障點距離測量端的距離,實現(xiàn)故障定位。收稿日期:2016一07一11作者簡介:高旭啟(1978一),男,漢族,吉林永吉人,本科,工程師/技師/企業(yè)培訓(xùn)師,主要從事配網(wǎng)檢修技術(shù)培訓(xùn)與應(yīng)用研究工作?!?74·立蠟。擴一n—二一}_————————————一圖l脈沖電壓法原理圖2電纜高阻故障測距仿真模型利用PScAD仿真軟件,將脈沖電壓法對高阻故障的測試過程進行仿真分析,搭建了仿真電路圖如圖2所示。。.漾{■一::~=?一二~_I.~≯嘉

7、~}一一一?器艘鞋4:q一—等一一,i堡:盱~一一~翻。參蘭·案啦l!堡:;!j:;i‘S?.≈?一1”*,}--、{;。i二一一j:“一”1圖2脈沖電壓法測距仿真電路圖2.1高壓脈沖信號模型如圖2所示,采用直流電壓源和斷路器相結(jié)合產(chǎn)生高壓脈沖信號,設(shè)置直流電壓源電壓10kV;斷路器BRK初始處于“斷開”狀態(tài),在第0.05s“閉合”接通直流電源,50¨s后(即第0.05005s)斷路器BRK再次“斷開”,產(chǎn)生一個脈寬為50“s、幅值為10kV的脈沖信號注入電纜線路中。圖3電壓源參數(shù)(左)、斷路器BRK控制邏輯參數(shù)(右】2.2電纜模型在PSCAD

8、中創(chuàng)建電纜模型,首先需選擇正確的模型類型。在PscAD中提供3種電纜模型,PI型模型、Be昭eron?!蹲詣踊c儀器儀表》2016年第12期(總第20

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