直流配電電纜故障定位方法研究.pdf

1、隨著分布式電源和電動(dòng)汽車(chē)負(fù)荷的日益增多，柔性直流配電技術(shù)在配電網(wǎng)和微電網(wǎng)中的應(yīng)用越來(lái)越多。直流配電線(xiàn)路以電纜為主，由于運(yùn)行方式的差異，其故障特征與傳統(tǒng)交流線(xiàn)路故障有著明顯的區(qū)別，直流配電電纜的故障定位問(wèn)題還沒(méi)有得到很好的解決。當(dāng)直流配電電纜上任何一點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，故障電流迅速增大，給換流裝置和電網(wǎng)造成較大沖擊，直流電壓迅速下降，影響用電設(shè)備的使用。故障后，故障電纜兩端的直流斷路器快速跳閘，將故障區(qū)域隔離，此時(shí)為快速排除故障恢復(fù)供電，快速準(zhǔn)

2、確地查找故障點(diǎn)尤為重要。
　　本文以±12kV兩端供電型直流配電網(wǎng)的電纜為研究對(duì)象，利用多種故障定位方法對(duì)發(fā)生單極接地故障和極間短路故障的電纜進(jìn)行定位，并在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)驗(yàn)證了上述方法的有效性。主要研究成果如下:
　　(1)在Simulink仿真平臺(tái)搭建了±12kV兩端供電型直流配電網(wǎng)模型，分析了電纜的單極接地和極間短路兩種故障的故障特征，并驗(yàn)證了基于故障電流突變量極性的故障選線(xiàn)方法。
　　(2

3、)分析了基于RL等效模型和Prony算法的單端故障定位和雙端故障定位兩種方法。改進(jìn)了故障定位模塊的參數(shù)設(shè)計(jì)，對(duì)單極接地和極間短路兩種故障進(jìn)行了仿真，分別利用單端法和雙端法進(jìn)行故障定位，對(duì)改進(jìn)前后的定位結(jié)果進(jìn)行了比較，討論了過(guò)渡電阻和故障距離對(duì)定位結(jié)果的影響。仿真電纜采用RL等效模型，仿真結(jié)果表明:單端法和雙端法的定位精度都不受過(guò)渡電阻和故障距離的影響，且改進(jìn)后的方法減小了回路的衰減系數(shù)和集中了各種故障情況下的頻率，有利于Prony算法提

4、取特征參數(shù)，減小了故障定位誤差。
　　(3)采用π模型來(lái)模擬實(shí)際電纜，利用基于RL等效模型的單端故障定位和雙端故障定位兩種方法進(jìn)行故障定位，仿真結(jié)果表明:這兩種定位方法僅在過(guò)渡電阻較小、電纜長(zhǎng)度較短且故障距離較大時(shí)才適用。為了解決此問(wèn)題，提出了一種新穎的基于π等效模型和視在偽阻抗辨識(shí)的單端故障定位方法，以單極接地故障為例，闡述了原理和實(shí)現(xiàn)步驟。仿真電纜采用π等效模型，討論了過(guò)渡電阻和故障距離對(duì)定位結(jié)果的影響。仿真結(jié)果表明:隨著過(guò)渡