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輸電故障點演算法

發布時間:2025-07-03 11:48:25

⑴ 電網行波測距的原理分析及系統實現(一)

電網行波測距的原理分析及系統實現主要包括以下內容

  1. 行波測距的基本原理

    • 行波測距基於輸電線路由大量分布電感和電容組成的特性。
    • 當線路中某點發生對地故障時,相當於接入等效電源,產生電壓和電流行波沿線路傳播。
    • 行波的傳播速度與線路特性相關,不同材質的線路傳播速度不同。
  2. 故障點定位方法

    • 單端行波測距:通過在線路一端安裝測量設備,利用第一個行波與反射的第二個行波的時間差計算距離。此方法成本較低,裝置只需高穩定度的實時時鍾,易於實現。但原理上存在局限,可能難以准確識別第二個行波,導致測距錯誤。
    • 雙端行波測距:在線路兩端安裝設備,檢測第一個行波到達兩端的時間差來計算故障點。此方法原理簡單,測距精度高,適應范圍廣,但成本較高,兩端裝置均需GPS對時,並要求采樣通道及CT特性一致,以保證測量精度與穩定性。
  3. 系統實現的關鍵點

    • 測量設備的選擇與安裝:根據測距方法的不同,選擇合適的測量設備,並正確安裝在線路的一端或兩端。
    • 時間同步與測量精度:對於雙端行波測距,需要確保兩端設備的時間同步,同時要保證測量精度,以避免誤差。
    • 數據處理與演算法優化:對測量到的行波信號進行數據處理,提取有效信息,並通過演算法優化提高測距精度。

綜上所述,電網行波測距通過分析行波特性、傳播速度與故障定位原理,為電網故障快速定位提供了有效手段。在實際應用中,需要根據具體需求選擇合適的測距方法,並關注系統實現的關鍵點,以確保測距的准確性和可靠性。

⑵ 電纜故障查找方法及精確定位

對於直接短路或斷線電纜故障用萬用表可直接測量判斷;對於非直接短路電纜故障和接地電纜故障,用兆歐表遙測芯線間絕緣電阻或芯線對地絕緣電阻,根據其阻值可判斷電纜故障類型。下面介紹電纜故障查找的方法:

零電位法

零電位法也就是電位比較法,它適應於長度較短的電纜芯線對地故障,應用此方法測量簡便精確,不需要精密儀器和復雜計算。測量原理如下:將電纜故障芯線與等長的比較導線並聯,在b、c兩端加電壓VE時,相當於在兩個並聯的均勻電阻絲兩端接了電源,此時,一條電阻絲上的任何一點和另一條電阻絲上的對應點之間的電位差必然為零,反之,電位差為零的兩點必然是對應點。因為微伏表的負極接地,與電纜故障點等電位,所以,當微伏表的正極在比較導線上移動至指示值為零時的點與電纜故障點等電位,即電纜故障點的對應點。S為單相閘刀開關,E為6E蓄電池或4節1號干電池,G為直流微伏表,測量步驟如下:

1)先在b和c相芯線上接上電池E,再在地面上敷設一根與故障電纜長度相等的比較導線S,該導線要用裸銅線或裸鋁線,其截面應相等,不能有中間接頭。

2)將微伏表的負極接地,正極接一根較長的軟導線,導線另一端要求在敷設的比較導線上滑動時能充分接觸。

3)合上閘刀開關S,將軟導線的端頭在比較導線上滑動,當微伏表指示為零時的位置即為電纜故障點的位置。

高壓電橋法

高壓電橋法就是用雙臂電橋測出電纜芯線的直流電阻值,再准確測量電纜實際長度,按照電纜長度與電阻的正比例關系,計算出電纜故障點。該方法對於電纜芯線間直接短路或短路點接觸電阻小於1Ω的故障,判斷誤差一般不大於3m,對於故障點接觸電阻大於1Ω的故障,可採用加高電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下,再按此方法測量。測量電路時,首先測出芯線a與b之間的電阻R1,R1=2RX+R其中RX為a相或b相至電纜故障點的一相電阻值,只為短接點的接觸電阻。再就電橋移到電纜的另一端,測出a1與b1芯線間的直流電阻值R2,則R2=2R(L-X) R,R(L-X)為a1相或b1相芯線至電纜故障點的一相電阻值。測完R1與R2後,再按圖3所示電路將b1與c1短路,測出b、c兩相芯線間的直流電阻值,則該組織的1/2為每相芯線的電阻值,用RL表示,RL=RX R(L-X),由此可得出故障點的接觸電阻值:R=R1 R2-2RL表,因此,故障點兩側芯線的電阻值可用下式表示:RX=(R1-R)/2,R(L-X)=(R2-R)/2。RX、R(L-X)、RL三個數值確定後,按比例公式即可求出故障點距電纜端頭的距離X或(L-X):X=(RX/RL)L,(L-X)=(R(L-2)在電纜的末端在測量每相芯線的電容電流Ia1、Ib2、Ic3的數值,以核對完好芯線與斷線芯線的電容之比,初步可判斷出斷線距離近似點。

3)根據電容量計算公式C=I/(2ΠfU)可知,正電壓U、頻率f不變時,C與I成正比。因為工頻電壓的f(頻率)不變,測量時只要保證施加電壓不變,電容電流之比即為電容量之比。設電纜全長為L,芯線斷線點距離為X,則Ia/Ic=L/X,X=(IC/Ia)L。測量過程中,只要保證電壓不變,電流表讀書准確,電纜總長度測量精確,其測定誤差比較小。

測聲法

所謂測聲法就是根據故障電纜放電的聲音進行查找,該方法對於高壓電纜芯線對絕緣層閃絡放電較為有效。此方法所用設備為直流耐壓試驗機。其中TB為高壓試驗變壓器,C為高壓電容器,VE為高壓整流硅堆,R為限流電阻,Q為放電球間隙,L為電纜芯線。當電容器C充電到一定電壓值時,球間隙對電纜故障芯線放電,在電纜故障處電纜芯線對絕緣層放電產生「滋、滋」的火花放電聲,對於明敷設電纜憑聽覺可直接查找,若為地埋電纜,則首先要確定並標明電纜走向。查找時,將拾音器貼近地面,沿電纜走向慢慢移動,當聽到「滋、滋」放電聲最大時,該處即為電纜故障點。使用該方法一定要注意安全,在試驗設備端和電纜末端應設專人監視。

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