Selección de fase de falla de línea de transmisión y ubicación de falla basada en ondas viajeras

?La energía eléctrica transmitida por el sistema de suministro de energía se propaga esencialmente en forma de ondas electromagnéticas. Se aplica voltaje a los cables de transmisión y las partículas se mueven en una dirección, generando corriente en las líneas de transmisión. estableciendo así campos eléctricos y campos magnéticos. En la actualidad, el sistema de suministro de energía transmite principalmente corriente alterna y los cambios alternos del campo eléctrico y el campo magnético se propagan hacia adelante. Cuando ocurre una anomalía en una línea, las ondas se reflejan y refractan en diferentes interfaces del medio. La información relevante de estas ondas (ondas de voltaje y corriente) se puede utilizar para localizar la falla y determinar el tipo de falla de la línea.

?Como se muestra en la Figura 1, se produce una falla de cortocircuito en la línea de transmisión en el punto F. Las ondas directas se reflejan y las ondas refractadas se generan en el punto F. Al detectar las dos. ondas reflejadas que llegan a la barra colectora. La diferencia de tiempo se utiliza para determinar la ubicación del punto de falla (tenga en cuenta que la onda reflejada cambia a una onda directa después de llegar a la barra colectora por primera vez. Cuando llega al punto F, se genera una onda reflejada generada. La onda reflejada llega nuevamente a la barra colectora. La distancia recorrida por las dos ondas es el doble de la distancia del punto de falla).

(1)

¿Dónde es el tiempo en que la onda reflejada llega a la barra por primera vez, es el tiempo en que la onda reflejada llega a la barra por segunda vez, es el Velocidad de onda determinada por las características del medio.

Cuando ocurre una falla en una línea de transmisión, la información recopilada por el transformador sigue siendo información de voltaje y corriente, mientras que la onda viajera está oculta en las formas de onda de voltaje y corriente. Clave para la ubicación de la falla.

Cuando se produce una falla a tierra monofásica en una línea de transmisión, la fase defectuosa generará ondas viajeras y la fase no defectuosa también generará ondas viajeras debido a la influencia de factores de inductancia mutua. Para ello, es necesario extraer información de las ondas viajeras de las formas de onda de tensión y corriente trifásicas. Un enfoque común es obtener información de ondas viajeras en forma de transformación de modo de fase: multiplicar el voltaje y la corriente trifásicos por la matriz o matriz de transformación de Karen Bell para convertirlos en componentes de modo de línea, componentes y componentes de modo cero. Entre ellos, el componente de modo lineal utiliza un cable como bucle, la velocidad de la onda es relativamente grande y cercana a la velocidad de la luz, la impedancia de la onda es menor que la impedancia de la onda del componente de modo cero y la velocidad de la onda no es fácil. afectado por factores externos durante el proceso de propagación y es relativamente estable. El componente de modo cero utiliza la Tierra como un bucle, su velocidad de onda es menor que la del componente de modo lineal y su impedancia de onda es mayor que la del componente de modo lineal. Para los tres componentes del modo de línea y del modo cero, se elimina la influencia del acoplamiento entre sí.

Este artículo utiliza el momento de transformación de Karen Bell:

La onda viajera se descompone en tres componentes del modo después de la transformación del modo de fase debido a la velocidad de la onda del componente del modo de línea (determinada por). los parámetros de secuencia positiva de la línea) es mayor que la velocidad de onda del componente de modo cero (determinado por los parámetros de secuencia cero de la línea), por lo que el componente de modo cero llega al extremo del bus más tarde que el componente de modo de línea, y el El componente de modo cero solo se generará cuando ocurra una falla a tierra en la línea, pero no cuando no haya falla a tierra. Se generará un componente de módulo, y esta característica se puede utilizar como un criterio importante para determinar si es una tierra. falla en la identificación de la fase de falla.

(1) En caso de fallo de cortocircuito a tierra monofásico, I0≠0 ( )

Fallo de puesta a tierra de fase A, Iα=lβ, lγ=0

Falta a tierra fase B, lα=lγ, lβ=0

Falta a tierra fase C, lβ=lγ, lα=0

(2) Tierra bifásica ocurre falla En el caso de falla de cortocircuito, I0≠0

falla a tierra de fase AB, lβgt; Iα, lγgt; Iα

falla a tierra de fase BC, lαgt; lγ

Falla de fase CA a tierra, Iαgt; lβ, lγgt; lβ

(3) Cuando ocurre una falla de cortocircuito bifásico, I0=0

Fallo de cortocircuito entre fases AB, |Iα|=|2lβ|, |Iα|=|2lγ|

Fallo de cortocircuito entre fases BC, |lγ|=|2lβ| , |lγ|=|2Iα|

Fallo de cortocircuito entre fases de CA, |lβ|=|2Iα|, |Iβ|=|2lγ|

(4) Se produce un cortocircuito trifásico

Obtener dos ondas reflejadas En el momento, es necesario utilizar la transformada wavelet para encontrar el punto de mutación de la onda reflejada. Este artículo utiliza la transformada wavelet db8 para descomponer los componentes del modo lineal y obtener componentes de alta frecuencia.

Cree un sistema de transmisión de energía bilateral en la biblioteca simulink. La estructura del sistema es como se muestra en la siguiente figura. La longitud total de la línea es y la distancia desde el punto de falla hasta el lado EM es. Duración de la simulación, tiempo de aparición de la falla.

Los parámetros de la fuente de alimentación son los siguientes

Utilice este sistema de simulación para generar el voltaje de falla correspondiente y las formas de onda de corriente, y luego realice la selección de fase de falla y la ubicación de falla mediante transformación de fase analógica y análisis de ondas. .

Configure la fase A de falla a tierra, el tiempo de ocurrencia es 0.035 s y seleccione los datos dentro de 0.004 s para el análisis. La corriente de falla trifásica se muestra en la siguiente figura.

El resultado de la selección de fase de falla se muestra en la siguiente figura. La falla se establece en la fase A a tierra y la salida de la ventana de trabajo de Matlab es la fase A a tierra para realizar la función de selección de fase.

Onda viajera

Realice la descomposición db8 de la onda viajera hacia adelante. El resultado se muestra en la siguiente figura.

La señal d1 aparece por primera vez en. y la segunda vez en , como se muestra en la figura siguiente, la velocidad de la onda es.

Punto de ubicación, la posición del punto de falla establecido es.

Referencias