基于c型行波法的配电网单相接地故障测距研究

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1、基于C型行波法的配电网单相接地故障测距研宄杰瑞（天津）石油工程技术有限公司天津300400摘要：针对配电网络拓扑结构日益复杂多样化、巡线工作变得繁重、线路故障难以定位的问题，木文基于C型行波法测距,设计了PSCAD-MATLAB模型、编写M文件模块。在线路始端注入高压单窄脉冲并检测从线路返回的波形，对所得波形进行小波分析。仿真结果证明该方法提高了线路故障测距的准确性，减少了巡线的工作量。关键词：行波；故障测距；小波分析；配电网Abstract：Thepowerdistributionnetworktopologystructureisincreasinglycomplexanddiversit

2、y,patrolworkbecomeburdensome，linefaultisdifficulttolocate.Tosolvetheseproblems，aPSCAD-MATLABmodelandcompilingM-filesbasedonCtypetravelingwavelocationmethodisproposedinthispaper.lnjectingahighvoltageandnarrowsinglepulse，wavebackfromthelinesismonitored.Usingthepowerfulsingulardetectionfunctionofwavele

3、t，thetimethatthewavecrestarrivesisdetectedandthefaultdistanceiscalculated.Thesimulationresultsprovethatthemethodimprovestheaccuracyoffaultlocation,reducingtheworkloadofpatrol.Keywords：traveling-wave；faultlocation；waveletanalysis；Single-phaseGrounding；powerdistributionnetwork1引言随着配电网的高速发展，网络结构开始变得复杂。

4、故障测距结果是查找故障点位置的重要参考依据，国内外采用的接地故障测距方法归纳起来有：阻抗法、S注入法、智能法、区段查找法和行波法等几种［1］，但在不同的电网结构中体现出各自不同的优缺点，因此研宄高性能测距的故障测距方法及设备是必然趋势O2PSCAD-MATLAB接U技术及模块行波法故障测距在配电网接地系统中应用最为广泛，0前大致可分为A、B、C三种类型［2-3］。C型测距法更适合结构复杂，多分支线的配电系统。2.1PSCAD-MATLAB接口技术原理接U的功能是协调MATLAB与PSCAD的协冋运行以及完成它们之间数据、控制信息的交换。将PSCAD中的m个数据通过外部接U传送到MATLAB,将

5、处理得到的n个运算结果传送到PSCAD中，PSCADPJ•次调用MATLAB［4】。如此反复，就可根据PSCAD中的电力系统模型和MATLAB中的控制条件、分析算法得到不同工况的系统数据及分析结果。PSCAD/EMTDC内Fortran文件DSDYN调用外部Fortran子程序，该Fortran子程序可以启动MATLAB数据引擎。同吋，含有MATLAB命令的M文件也将传送到MATLAB数据引擎中，用户可根据需要编写M文件，实现所需的仿真。2.2测距系统功能模块2.2.1高压单窄脉冲注入模块高压单窄脉冲注入模块的功能是产生并发送一定幅值的不同周期和脉宽的脉冲信号。通过对220V交流信号进行整流、

6、滤波、升压后送入故障线路。通过控制IGBT的触发吋间可以发送不同周期和脉宽的脉冲信号，高压通过升压得到，仿真中脉冲幅值约为2kV，脉宽约为。2.2.2PSCAD-MATLAB接口模块［5］本仿真系统中共用到了两个接模块，一个是数据采集模块，它的功能是以为仿真步长，调用已编程的“数据采集”M文件，将高压单脉冲发生模块发出的脉冲及各个节点折、反射冋的波形以数据的形式写入txt文件，另一个是波形小波变换模块，功能为调用“小波变换”M文件，读取txt文件对所记录的波形进行小波分析，经dbl小波六层分解，对第一层高频部分重构图形分析，观察局部极值点，确定脉冲发出时间和在故障点返冋的波形时间，为测距做准备

7、。3配电网35kV模型的仿真分析3.1行波测距仿真步骤下面列出测距的流程图，如图3-1所示：图3-1测距仿真流程图Fig.3-1Rangingsimulationflowchart3.2仿真算例分析在已经选线的前提下，设在A相分支一2.66km处发生单相接地故障如图3-2所示，接地电阻设置为200。图3-2单相接地例图Fig.3-2Single-phasegroundingcasediagram第