Fehlertestmethoden für Übertragungsleitungen

Autor: Noyafa–Anbieter von Kabeltestern

Mit der schnellen Entwicklung des Stromversorgungssystems hat die Übertragungsleitung eine Kabel-Freileitungs-Hybrid-Übertragungsleitung auf der Grundlage der ursprünglichen Kabel- und Freileitung entwickelt, und ihre Anwendung ist immer umfangreicher geworden. Die Höchstspannungskabel-Hybridleitung kann große Wasserstraßen und Meerengen überqueren und das Zentrum von Großstädten und Industriegebieten direkt mit Strom versorgen. Gleichzeitig wird die Kabel-Airline-Hybridleitung auch in Niederstrom-Energieübertragungssystemen eingesetzt, bei denen der Sternpunkt nicht direkt geerdet ist, wie z. B. Signalstromversorgungssysteme von Eisenbahnen.

Aufgrund von Herstellungsfehlern oder im Laufe der Zeit kann jedoch der Isolationspegel des Kabels abfallen, was einen Erdschluss im Kabel verursachen kann, und ähnliche Fehler können in Freileitungen auftreten. Wenn die Übertragungsleitung ausfällt, kann eine genaue Fehlerortung einerseits den Aufwand der Leitungsinspektion verringern und andererseits die Wiederherstellung der Stromversorgung beschleunigen und die durch den Stromausfall verursachten wirtschaftlichen Verluste verringern. Mit der breiten Anwendung von Kabelfreileitungen wird deren genaue Fehlerortung immer wichtiger.

1 Kabelfehlerortungsmethode für Übertragungsleitungen Die Haupttypen von Fehlern in Übertragungsleitungen sind: Einphasen-Erdschluss, Zwischenphasen-Kurzschluss, Zweiphasen-Erdschluss und Dreiphasen-Kurzschluss - Schaltungsfehler. Unter ihnen ist die Wahrscheinlichkeit eines einphasigen Erdschlusses am größten (ca. 80%) Dieser Artikel nimmt einen einphasigen Erdschluss als Beispiel zur Veranschaulichung. Die Fehlerortungstechnologie für Übertragungsleitungen hat lange Zeit große Aufmerksamkeit erfahren, insbesondere seit den 1970er Jahren, mit der weit verbreiteten Anwendung von Computern, wurde der auf Mikrocomputern und Mikroprozessoren basierende Kabelfehlerortungsalgorithmus zu einer beliebten Wahl für Relaisschutzarbeiter im In- und Ausland Einer der Forschungs-Hotspots.

2. Fehlerortungsverfahren für hybride Kabel-Freileitung. Die Mode der Hybridleitung der Kabelfreileitung ist für das Impedanzverfahren nicht mehr die Mode der gleichförmigen Übertragungsleitung, für das Wanderwellenverfahren gibt es Probleme wie die Inkonsistenz der Wellengeschwindigkeit, die durch die große Differenz in der verursacht wird Wellenimpedanz. Im Folgenden wird das Fehlerortungsverfahren gemäß den Eigenschaften gemischter Leitungen vorgestellt.

2.2 Verfahren zur Segmentfehlerortung basierend auf einem Modell mit verteilten Parametern In einem einfachen zweipoligen Stromversorgungssystem wird, wenn an einem Punkt ein Erdschluss auftritt, das Fehlernetzwerk in ein normales Netzwerk vor dem Fehler und ein zusätzliches positives Netzwerk nach dem Fehler zerlegt, indem verwendet wird die symmetrische Komponentenmethode und das Prinzip der linearen Überlagerung, Gegen- und Nullsystem. Bei dreiphasigen symmetrischen Fehlern gibt es keine Gegen- und Nullsysteme, bei asymmetrischen nicht geerdeten Fehlern gibt es keine Nullsysteme. 2.3 Das doppelseitige Wanderwellen-Ranging-Verfahren basierend auf dem Wellengeschwindigkeits-Normalisierungsalgorithmus 2.3.1 Der Wellengeschwindigkeits-Normierungsalgorithmus Der Schlüssel des Wanderwellen-Ranging-Algorithmus ist die genaue Identifizierung des Wanderwellenkopfes und die Bestimmung der Wanderwellen-Ausbreitungsgeschwindigkeit .

Die offensichtliche Diskontinuität der Wellengeschwindigkeit in der Hybridleitung wird zum Engpass bei der Anwendung dieses Verfahrens im System, und der Normalisierungsalgorithmus für die Wellengeschwindigkeit kann dieses Problem gut lösen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wanderwelle in der Freileitung sei v und die Ausbreitungsgeschwindigkeit in der Kabelstrecke sei v', die Kabellänge wird anhand der Wellengeschwindigkeit v der Freileitung umgerechnet, und die umgerechnete Länge des Kabels der Länge l ist vl/v'ist die Wanderwellenausbreitungsgeschwindigkeit in der Leitung nach der normierten Wellengeschwindigkeit die Wellengeschwindigkeit v der Freileitung. Durch Anwenden der Gleichung auf die Linie nach der normalisierten Wellengeschwindigkeit kann die Position des Fehlerpunkts in der normalisierten Linie erhalten und dann in die ursprüngliche tatsächliche Linie umgewandelt werden, wodurch der Einfluss der diskontinuierlichen Wellengeschwindigkeit eliminiert werden kann.

2.3.2 Algorithmus basierend auf Wellengeschwindigkeitsnormierung Aufgrund des häufigen Wechsels von Freileitungen und Kabeln macht die zweiseitige Wanderwellenentfernung die Brechung und Reflexion von Wanderwellen in der Leitung sehr kompliziert. Theoretische Analysen und eine Vielzahl von Simulationsexperimenten zeigen, dass es schwierig ist, den von der Fehlerstelle reflektierten Wanderwellenkopf mit dem Single-Ended-Ranging-Verfahren ohne Signalquelle für diese Art von Leitung zu identifizieren, was die Ranging-Genauigkeit stark beeinflusst. 2.4 Einseitiges Wanderwellen-Ortungsverfahren mit demselben Spannungsimpuls, der an den dreiphasigen Bus angelegt wird 2.4.1 Grundprinzip Wenn ein einphasiger Erdschluss im System auftritt, nachdem das System wieder einen eingeschwungenen Zustand erreicht hat, derselbe Spannungsimpuls wird gleichzeitig an den dreiphasigen Bus des Messendes angelegt.Die Karrenbauer-Transformation wird an den gesammelten Wanderwellen durchgeführt,und die Linienmodus-Wanderwellen werden zum Ranging verwendet.

Da die dreiphasige Leitung grundsätzlich symmetrisch ist, ist das gleichzeitige Anlegen des gleichen Spannungsimpulses an den Busanschluss gleichbedeutend mit dem Hinzufügen einer reinen Nullkomponente, also der Massekomponente, zur Leitung. Daher ist es in der Leitungsmodusschaltung der Leitung äquivalent zu nein. Wenn die Stromversorgung angelegt wird, breitet sich die transiente Wanderwelle, die durch das gleichzeitige Anlegen von Spannungsimpulsen an die drei Phasen verursacht wird, vollständig entlang dem Erdmoduspfad vorwärts aus. Jede Wanderwelle auf der Dreiphasenleitung hat die gleiche Amplitude und Phase, bevor sie den Fehlerpunkt erreicht, während die Wanderwelle im Leitungsmodus immer Null ist, bevor die Wanderwelle im Erdmodus den Fehlerpunkt erreicht, so dass der Einfluss der diskontinuierlichen Wellenimpedanz kann eliminiert werden, das heißt, die Wanderwelle im Bodenmodus kann eliminiert werden.Bevor die Welle die Fehlerstelle erreicht, ist die induzierte Netzmodus-Wanderwelleimmer gleich Null, egal wie viele Freileitungen und Kabelweichen passieren. 2.4.2 Äquivalente Wellengeschwindigkeit und Wellengeschwindigkeitsnormierungsalgorithmus Durch die obige Strategie kann der reflektierte Wellenkopf der Fehlerstelle korrekt extrahiert werden, aber die Entfernungsmessung kann nicht abgeschlossen werden, da ein weiterer Schlüsselfaktor der Entfernungsmessung die Wellengeschwindigkeit ist Es gibt keine einzige Linie, die häufig ausgetauscht wird, und es muss eine entsprechende Strategie gefunden werden, um das Ranging schließlich zu vervollständigen.

Aus dem physikalischen Vorgang der Wanderwellenausbreitung in der Leitung lassen sich folgende Schlüsse ziehen: Nachdem der gleiche Spannungsimpuls an die Drehstromleitung angelegt wird, breitet sich der hinzugefügte Spannungsimpuls wellenförmig entlang der Leitung bis zum gegenüberliegenden Ende aus . Die Hybridleitung der Kabelfreileitung stellt ein relativ neues Forschungsobjekt der Kabelfehlerortung dar. Aufgrund der großen Lücke zwischen den Parametern der Kabeltrasse und den Parametern der Freileitung basieren viele bestehende Fehlerortungsverfahren auf leitungseinheitlichen Parametern herausgefordert. . Dieser Beitrag gibt einen Überblick über mehrere existierende Verfahren zur Fehlerortung von Hybridleitungen, analysiert und vergleicht die Vor- und Nachteile verschiedener Methoden und zieht folgende Schlussfolgerungen: Für die Kabelfehlerortung von Kabelfreileitungs-Hybridleitungen, basierend auf der Wellengeschwindigkeitsregression Das zweiseitige Fahren Wave-Ranging-Verfahren mit einem Verfahren hat eine hohe Durchführbarkeit und sollte weiter gefördert und verwendet werden.