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1、电缆线路故障仿真与测距算法实现分析（国家电网杭州供电公司310000）摘要：如果想要测试结果的精确度很高,就必须要能准确的知道故障行波的再传播过程中的时间及速度。因为故障波的频率范围很宽，这样就导致不同频率的波形传播的熟读也不一样，这样就为我们准确定位增加了难度，所以现在的重点在于选取合适的频率区间来进行查找研究，但是如果频率选的太小传播的速度就很慢，若果选取的频率区间太高传播速度快了但是它的衰减量却增加了。选取相对合适的频率区间,使得各频率分量在传播过程中区别乂不大，这样就为故障查找的准确性做了不少贡献。关键字：电缆；线路故障；仿真；测
2、距算法1.单相接地故障仿真在电为系统中针对10kV-35kV之间的电力系统中，存在着多种多样的中性点接地方式巧，一般情况下分为不接地、通过小电阻接地、经消弧线圈接地、直接接地、等几种类型。中性点的接地方式最主要的是影响到了故障暂态信息的传播,所以必须要对其进行仔细的研究。如果中性点直接接地和经小电阻接地系统，故障暂态信息收到的影响不大，很直观。因为产牛的故障电流较大，在传播过程中很难消弱。但中性点不接地系统及经消弧线圈接地系统的单相接地电流是比较小的,这样就要考虑其携带的故障暂态信息能不能有效的传播过来，或者说到达采集信号处时还能不能被识
3、别这是日后研巧的主流。2.故障点过渡电阻对行波的影响电绳线路发牛故障时，故障点如果存在过渡电阻，它的大小也会影响行波的特征因此要进行仿真分析。应用电力系统故障分析的叠加原理可知，故障分量和正常分量会叠加到故障情况中。如图2J所示,（a）、（b）、（c）分别为故障等值网络、正常情况和故障分量王个不同故障情况的电路图。我们想要通过这个来研究巧渡电阻民的值的变化对故障电流的大小W及行波的影响。为使研究能够直观有效,我们要对不同阻值的R,的故障波形进行仿真，这里选取电阻值分别为10&Omega^50Ω和500&0mega;,波形图为2
4、-2与图2-3所示，由图可以看岀当R较小吋仮射现象直观，故障信息很容易找到。当R增人过程中，故障电流幅值减小，高频分量仍然是很直观,但是当R≥500&0mega；nj*,测距信息难以查找。图2-4中性点接地不同电压图2-5中性点不接地不同电压相角下的A相故障电流波形2.1故障瞬间电压相角对行波的影响故障瞬间的电压相角α也影响了Uf瞬时■值的大小，当α很小吋'会导致故障电流和电压幅值都很小。由于故障行波在被采集过程中本身的幅值就不高传播过程又会有衰减，最终导致行波信号强度下降,当被检测到吋很弱旦对应的波变换模极
5、大值也很小,所以此时想要用此方法识别就很困难了。如图2-4图2-5吋针对不同接地情况、不同电压相角α下的A相短路接地故障电流进行仿真，选取3个有代表性的α为0°,45°,90°。分析后可知,α二90&de辭寸行波反射最明盘，当恰好故障产生时α=O,此时不会有行波产生,这吋不能用行波法测故障。不过这种情况在绝大多数情况下吋不会发生的厂•般α低于10°的概率已经是很小了，更不用说吋O°。正常情况下α大于10°^,对于故障点的
6、查找不会有很大的影响。现实中故障的发生多数由于α过人产生，因为人多数故障吋击穿故障。1.故障电流行波的传播特性行波在电缆中的传播特性对于实现电力电雞故障的精确测距有着重要的意义，在上述理论分析过程中我们了解到了几个重要因素，衰减常数、相位常数、相位速度，那么他们对故障行波的影响机理是怎样的?他们又与频率有什么样的关系?我们在图2・4和图2・5分别给出电雞的各模量所对应的衰减常数的频率曲线和速度的频率曲线。图中共有6条线，其中a模是屏蔽层的零序模，即从三个电缆的屏蔽注入，经大地构成冋路;b模从中间电雞的屏蔽注入，分流至另外两个电
7、缆屏蔽层:c模从边电维的屏蔽注入.经另一边电缆的屏蔽层构成回路;d模是从H个电缆的导体注入，经相应的屏蔽构成冋路的零序模;e模从中间电缆的导体注入，分流至另外两个电缆的导体:f模从一边电缆的导体注入,经另一边的导体构成回路。综合两图可以看出a模衰减强度高，传播速度低，因为大地给予的冋路阻抗太高导致。b模和c模在很人的频率区间内可以保证衰减常数保持不变，而口这个频带对于暂态响应信号有很重要的意义,因此是很重要的研究对象。同时还可看出他们在200hz之后处于一个稳定值，并且在高频段衰减也弱。模d、e、f的速度在频率非常高时接近电介质中的自然速
8、度。从图中发觉各模量之间有一个巧同点就是行波在低频段的衰减系数比较小，传播速度也较低，在频率超过IORHZ后衰减为度同时增加了。在这些量中最主要的是对模d、e>f的研究，因为他们在故障测距中应
