基于PSCAD的电缆高阻故障测距仿真研究.pdf

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1、基于PScAD的电缆高阻故障测距仿真研究高旭启，等基于PSCAD的电缆高阻故障测距仿真研究高旭启1，别士光2，周明杰1，平原1(1．国网浙江省电力公司培训中心(湖州校区)浙江湖卅I，313000)(2．国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北武汉，430074)摘要：通过PscAD仿真软件建立电缆高阻故障测距的仿真电路模型，利用压敏电阻(避雷器)并联高压电阻的方法设计了高阻故障模型，对脉冲电压法开展电缆高阻故障测距的过程进行了仿真模拟。仿真结果表明：该仿真模型能够准确定位故障距离，故障测距结果准确，误差较小。关键词：电力电缆；故障测距；Psc

2、AD仿真；电缆建模中图分类号：TM862文献标识码：ADOI编码：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引言电缆高阻故障

4、指电缆的一芯或数芯对地绝缘电阻或者线芯之间绝缘电阻低于正常值但高于几百Mn的故障，这类故障可占电缆故障的80％左右⋯。电缆高阻故障的测试波形较为复杂，而对于某个供电部门的检修人员，所辖范围的电缆故障出现概率不高，使得电缆检修人员从实际工作中获取测试技术的机会不多，实践经验积累较慢。本文通过PscAD仿真软件建立了高阻故障测距的仿真模型，仿真结果表明该模型能较为准确地模拟高阻故障的测距过程，误差较小，为电缆检修人员开展高阻故障测距培训提供了一种仿真手段。1电缆高阻故障测距原理目前，电缆测距应用最广泛的是行波测距法，其工作原理是，选择电缆一端作为测

5、量点，向电缆注入脉冲信号，该脉冲信号沿电缆传播，遇到阻抗不匹配点(如短路、开路、故障点、中间接头等)时脉冲产生反射，通过比较反射波和入射波时间差计算得到故障点距离。对于高阻故障，一般采用脉冲电压法或脉冲电流法。脉冲电压法是通过高压信号发生器向故障电缆中施加直流高压信号，使故障点击穿放电，记录放电脉冲在测量点与故障点往返一次的时问，与脉冲信号传播速度相乘，即可计算出故障点距离。如图1所示，高压脉冲信号沿电缆传播，在故障点发生击穿放电，产生反射波回传至测量端，两次脉冲信号时问差T即为脉冲信号在测量端与故障点往返一次的时间，已知脉冲信号在电缆的传播速

6、度V，则故障点距测量端的距离为：在实际故障测距过程中，波速度是一定的，只需记录入射波和反射波的时间差，就可计算得到故障点距离测量端的距离，实现故障定位。收稿日期：2016一07一11作者简介：高旭启(1978一)，男，汉族，吉林永吉人，本科，工程师／技师／企业培训师，主要从事配网检修技术培训与应用研究工作。·174·立蜡。扩一n—二一}_————————————一图l脉冲电压法原理图2电缆高阻故障测距仿真模型利用PScAD仿真软件，将脉冲电压法对高阻故障的测试过程进行仿真分析，搭建了仿真电路图如图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。参兰·案啦l!堡：；!j：；i‘S⋯．≈?一1”*，}--、{；。i二一一j：“一”1图2脉冲电压法测距仿真电路图2．1高压脉冲信号模型如图2所示，采用直流电压源和断路器相结合产生高压脉冲信号，设置直流电压源电压10kV；断路器BRK初始处于“断开”状态，在第0．05s“闭合”接通直流电源，50¨s后(即第0．05005s)断路器BRK再次“断开”，产生一个脉宽为50“s、幅值为10kV的脉冲信号注入电缆线路中。图3电压源参数(左)、断路器BRK控制逻辑参数(右】2．2电缆模型在PSCAD

8、中创建电缆模型，首先需选择正确的模型类型。在PscAD中提供3种电缆模型，PI型模型、Be昭eron模《自动化与仪器仪表》2016年第12期(总第20