Определение места повреждения кабельных гибридных линий электропередачи на основе характеристик затухания энергии бегущих волн

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 22448 (2022) Цитировать эту статью

449 Доступов

Подробности о метриках

Воздушные кабельные гибридные линии электропередачи поочередно соединяются линиями двух типов, имеющими более сложную структуру и большую трудность локализации повреждений. В данной статье представлен метод точного определения места повреждения гибридных воздушных линий на основе энергии бегущей волны. Во-первых, определяется основное понятие энергии бегущей волны. На основе характеристик затухания бегущей волны анализируется взаимосвязь между энергией бегущей волны и местом повреждения. Во-вторых, учитывая влияние ошибки S-преобразования на закон распространения энергии бегущей волны, анализируются характеристики затухания энергии бегущей волны обычных гибридных линий A-типа и B-типа. Затем для гибридных линий воздушного кабеля с различной структурой количественно выводится соотношение между энергией бегущей волны на обоих концах линии и расстоянием до места повреждения, а также разрабатывается метод точного определения места повреждения, основанный на начальном соотношении энергий бегущей волны при предлагается одинаковая частота на обоих концах линии. Наконец, в PSCAD/EMTDC создается модель моделирования повреждений гибридной линии электропередачи 110 кВ, при этом повреждения в различных условиях моделируются на разных участках линии. Эффективность и надежность предлагаемого метода проверены посредством моделирования.

В условиях урбанизации строительство линий электропередачи неизбежно противоречит развитию городов. Линии электропередачи постепенно эволюционируют от единой воздушной линии электропередачи к смешанной линии электропередачи, состоящей из воздушных и кабельных линий1. Статистика показывает, что на однофазные замыкания на землю приходится более 80% повреждений воздушных линий, а на однофазные замыкания жил и оболочек приходится большая часть повреждений кабельных линий. Крайне важно повысить надежность распределительной системы, чтобы быстро определить место повреждения кабельной смешанной линии после возникновения неисправности, устранить неисправность и устранить неисправность, а также как можно скорее восстановить нормальную работу линии2. Поэтому очень важно найти быстрый и эффективный метод определения места повреждения.

С этой целью общие гибридные линии ВЛ-кабеля можно разделить на две разные структуры: тип А и тип В3. Линии типа А состоят из двух частей линии: одной для кабельной линии, другой для воздушной линии; Линии типа Б состоят из трех частей линии: двух для воздушной линии и одной для кабельной линии, причем кабельная линия расположена посередине воздушной линии. С структурной точки зрения существуют существенные различия между гибридной воздушной кабельной линией и однородной линией. При определении места повреждения необходимо учитывать две следующие проблемы: (1) волновое сопротивление в точке подключения кабеля является прерывистым (2) бегущая волна будет преломляться и отражаться между точкой повреждения, точкой подключения кабеля и конечной точкой линии. Процесс распространения сложен, что затрудняет определение источника набега бегущей волны; Параметры воздушных линий и кабельных линий различны, а также скорость распространения бегущей волны повреждения в двух типах линий. Вышеупомянутые проблемы затрудняют непосредственное применение предлагаемого метода определения места повреждения для однородных линий электропередачи к гибридным линиям электропередачи.

В настоящее время основные методы определения места повреждения линии передачи включают метод импеданса и метод бегущей волны4. Многие ученые используют метод импеданса для определения места повреждения смешанных кабельных линий. В литературе5 в основном используются электрические величины промышленной частоты на обоих концах линии после повреждения, а также параметры воздушных и кабельных линий для расчета напряжения в точках подключения кабеля и определения места повреждения путем сравнения амплитуд. Однако на определение места повреждения кабельных гибридных линий, основанное на импедансном методе, сильно влияют переходное сопротивление, ток нагрузки и полное сопротивление системы на противоположной стороне, что в принципе затрудняет дальнейшее повышение точности определения места повреждения6.