基于行波时差矩阵算法的10kV电缆网络故障定位

发布时间：2021-06-24 06:01

　　城市电缆网络产生故障时,故障线路的精确辨识及故障点的准确定位有利于快速恢复供电。针对城市电缆多埋于地下、结构复杂、分支多、传统定位算法较为繁琐等问题,在有效分析电缆线路结构与行波传播路径的基础上,提出了一种基于行波时差矩阵算法的多分支电缆线路故障定位方法。该方法首先划分线路的各个区段,然后根据线路网络拓扑结构与行波传播路径构建故障判定矩阵,最终依据故障判定矩阵与双端行波定位原理准确定位故障点。PSCAD仿真结果表明,该方法能快速精确地判定故障分支并定位故障点。 

【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(07)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

10kV电缆线路拓扑结构

根据行波理论，线路上任意一点发生故障后将会产生故障行波，初始故障行波会沿线路向两端传播并在线路分支点发生折射与反射、在线路末端发生反射，见图2。图2中，t为行波波头到达时间。设定分支线路故障发生在H2O1段，用F1表示。故障初始行波在故障点F1沿线路向两端传播。初始行波到达H2端点发生折返射。向分支点O1传播的行波首先在O1点发生折返射，且折射波分为三个方向：(1)初始折射波进入分支线路，沿H2O1、H3O1传播，最终到达线路末端H2、H3。(2)沿H1O1传播并最终到达线路末端H1。(3)沿O1O2传播，并最终到达分支点O2。而到达O2分支点的行波发生折返射，折射波又可分为三个方向：(1)进入分支线路沿H4O2、H5O2传播，最终到达端点H4、H5。(2)沿O2O1传播并最终到达O1分支点。(3)沿H6O2传播，并最终到达线路末端H6。2.2 行波时差矩阵算法基本原理

在PSCAD中仿真一条10kV电缆多分支结构线路，各段电缆线路长度见图3，主干线一侧用110/10kV变电站出线电源模拟，另一侧接下一级负荷；两馈线支路均为两出线结构，接不同负荷模拟各分支不同负载。仿真频率设置为10MHz,0.15s后发生故障。在距线路H2端2km处的H2O1支路，距线路O1端2km处的O1O2主干线路、O1分支点三处模拟线路故障。选用PSCAD中3×400mm2的三相三芯交联聚乙烯电力电缆模型，通过电缆几何参数可推导出行波在电缆中传播速度为0.166 7km/μs。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多端故障信息的配电架空线故障定位方法[J]. 朱建刚,魏佩瑜,邵健,王龙,王善龙,辛正祥.  水电能源科学. 2019(03)
[2]基于神经网络的输电线路行波故障测距方法[J]. 张凯,杨建平,徐建委,李京.  水电能源科学. 2018(02)
[3]基于重合器和分段器的10kV环网供电技术的分析[J]. 刘伟,赵磷固.  科技创业家. 2013(14)
[4]基于经验模态分解和超球多类支持向量机的滚动轴承故障诊断方法[J]. 康守强,王玉静,杨广学,宋立新,V.I.MIKULOVICH.  中国电机工程学报. 2011(14)



本文编号：3246522