配电网故障测距方法的仿真分析

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1、第26卷第4期电力科学与工程V。1．26,No．4212010年4月ElectricPowerScienceandEngineeringApr．，2010配电网故障测距方法的仿真分析徐汝俊，张伟，熊高林，邹文(华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003)摘要：介绍了c型行波法的测距原理，利用ATP仿真软件对10kV多分支配电线路单相接地故障进行仿真，通过MATLAB对仿真数据和图形进行分析，比较正常线路和故障线路波形，找到了第一个波形畸变点并以此来确定故障距离。结果表明测距精度满足实际要求，从而验证了C型行波法在配电网故障测距中的可行性。关

2、键词：配电网；C型行波法；测距；仿真中图分类号：TM726；TM935文献标识码：A0引言障点之间往返一次的时间和行波的波速来确定故障点的距离。配电网故障定位是配电网运行中的重要环节，下面以线路发生金属性接地为例，说明C型由于配电网接线复杂、故障模式多，故障时一般行波法测距原理(见图1)。接地电阻大，因此，配电网故障定位是非常困难的。c型行波法¨具有测距速度快、精度高的优点，是目前配电网故障测距的主要研究方法。本文介绍了c型行波法的测距原理，利用ATP仿真软件对配电线路单相接地故障建立仿真模型，得到仿真数据和图形；利用MATLAB对仿真数据图1C型行

3、波法测距示意图Fig．1SchematicdiagramoftypeCtraveling和图形进行分析，研究计算结果，验证了C型行wavefault．1ocationmethod波法在配电网故障测距中的可行性。图1中，线路上F点发生金属性接地故障。1C型行波法测距原理设在：0时刻，由人工在检测端向故障线路发射行波信号。由于故障点为金属性短路，当行波线路发生故障后，如果在信号检测点向线路到达故障点时会发生全反射，并改变极性，在发射行波信号，那么在信号检测点和故障点之间时刻又返回检测端。就会有往返传播的信号出现，直到信号衰减为0。设故障点到信号检测点的距

4、离为，则故在信号检测点往返的行波信号可以分为2类：(1)障点的计算公式为：由波阻抗不连续点产生的到达检测点的第一个反×TxL射波；(2)在线路的节点之间经多次折反射后的波。波阻抗不连续点包括线路上的分支点、分支式中：是波速。末端点和接地故障点。如果是经电阻接地的故障，则在接地点还有C型行波法是离线测距，在线路发生故障后，一部分波透射到接地点的另一侧，但仍有反射波由人工向故障线路发射行波信号，然后检测并识回到检测点，由于能量的分散，使反射波幅值比别来自故障点的反射波。根据行波在测量点与故金属性接地时要小。收稿日期：2009—12—24。作者简介：徐汝俊

5、(1986一)，男，硕士研究生，研究方向为智能化检测与控制技术，E·mail：285295124@qq．COrn。电力科学与工程土2C型行波法仿真分析2．1仿真实例利用c型行波法对10kV多分支配电线路进行测距，如图2所示，在线路分支AD中间处发生单工I相接地故障，其接地电阻为1000Q。MN=5km，图3线路仿真模型AD=1km，MA=1km，AB=1．5km，BE=1km，Fig．3LinesimulationmodelBC=1．5km．CG=1km。到正常线路波形如图4所示，当F点发生单相接地故障时，故障波形如图5所示。因为每100个点相当于1

6、s，故横坐标标值为时间／0．01s。(注：图4～6是经MATLAB处理后的信号波形)。图2仿真线路示意图Fig．2Schematicdiagramofsimulationline画2．2仿真分析粤通过ATP软件进行仿真，仿真线路使用分布参数的单相线路，每两个点之间的一段线路用盯型等值电路模拟，其中，设波阻抗为460n。信号源采用幅值为10kV，宽度为2s的高压脉冲信号。t／O．0lBS实际l0kV线路分支或主干线末端都会有配电变压图4正常线路波形器，其影响主要是变压器绕组电感和变压器人口Fig．4Normallinewaveform电容会对行波产生反

7、射和折射。当很陡的冲击波作用时，一般在10s内，流经绕组电感中的电流很小，因此，变压器绕组电感对行波的影响可以忽略，故变压器对行波的影响主要是其入口电容画反射影响。变压器的人口电容的大小与其额定电粤压及容量有关，对于容量为100kVA的10kV配电变压器，用A1—6000自动精密电桥测量，三相绕组总的人口电容1．268nF，每相绕组入口电容为tlO．0lBS423pF。设参数L为1．66mH，C为0．0066F。对图图5故障线路波形Fig．5Faultlinewaveform2所示线路进行采样仿真时，采样间隔为At=0．01s，仿真时间为200s，采

8、样数据为20000个，线路仿真模型如图3所示。利用MATLAB对信号进行分析，故障线路与在线路正常时与接地故