(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111424958.X (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 国网山东省电力公司德州供电公司 地址 253043 山东省德州市德 城区东风东 路41号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 刘朝章　刘建　孙锐　王聪　 田怀源　韩丙光　张文山　毛忠浩　 高俊营　张小虎　张付东　徐京睿　 韩立群　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 郑华清 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06Q 50/06(2012.01) G06F 113/16(2020.01) (54)发明名称 一种模拟中压 配电电缆潜伏性故障的方法 (57)摘要 本发明提供了一种模拟中压配电电缆潜伏 性故障的方法， 包括以下步骤： 基于Kizilcay动 态电弧模型， 建立得到中压配电电缆潜伏性故障 的数学等效模 型； 基于中压配电电缆潜伏性故障 的数学等效模型， 在PSCAD电磁仿真软件中搭建 典型的小电阻中压电缆配电系统和 中压配电电 缆潜伏性故障等效仿真模型， 并进行中压配电电 缆潜伏性故障的仿真模拟， 得到并观 察潜伏性故 障的等效仿真波形； 以等效仿真模型为基础， 借 助主要的三个参数即电弧特征电压、 特征电阻及 时间常数的设定对故障特征的影响进行研究分 析， 实现中压 配电电缆潜伏性故障的仿真模拟。 权利要求书2页 说明书6页 附图7页 CN 114647921 A 2022.06.21 CN 114647921 A 1.一种模拟中压配电 电缆潜伏性故障的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1:基于Kizi lcay动态电弧模型， 建立得到中压配电 电缆潜伏性故障的数 学等效模型； S2:基于中压配电电缆潜伏性故障的数学等效模型， 在PSCAD电磁仿真软件中搭建典型 的小电阻中压电缆配电系统和中压配电电缆潜伏性故障等效仿 真模型， 并进 行中压配电电 缆潜伏性故障的仿真模拟， 得到并观察潜伏性故障的等效仿真波形； S3:以等效仿真模型为基础， 借助主要的三个参数即电弧特征电压、 特征电阻及时间常 数的设定对故障特 征的影响进行研究分析， 实现中压配电 电缆潜伏性故障的仿真模拟。 2.如权利要求1中所述的一种 模拟中压配电电缆潜伏性故障的方法， 其特征在于， 所述 步骤S1中Kizi lcay动态电弧模型的数 学表达式为： 其中， τ为时间特征常数； G为电弧静态等效电导； g为电弧瞬时电导， 并和电弧瞬时电阻 Rarc满足下列数量关系： 所述电弧静态等效电导G为电弧顺势电流 if和静态电弧电压ust(t)的相关函数： ust(t)＝u0+r0|if(t)| 其中,u0为电弧特 征电压； r0为电弧特 征电阻； 将上述公式整理即可 得到所述Kizi lcay动态电弧模型的完整公式为： 3.如权利要求2中所述的一种 模拟中压配电电缆潜伏性故障的方法， 其特征在于， 基于 所述Kizilcay动态电弧模 型建立得到中压配电电缆潜伏 性故障的数学等效模型过程中， 将 水树、 电树 通道中未发生电弧放电的部分等效为恒定电阻R0。 4.如权利要求3 中所述的一种 模拟中压配电电缆潜伏性故障的方法， 其特征在于， 将所 述恒定电阻R0和所述Kizilcay动态电弧模型进行串联， 所述中压配电电缆潜伏性故障的数 学等效模型看作所述电弧瞬时电阻Rarc和缺陷通道等效的所述恒定电阻R0的串联， 得到其 表达式为： uf(t)＝if(t)(R0+Rarc(t)) 其中， uf为所述中压配电电缆电缆潜伏性故障的电压， if为所述中压配电电缆潜伏性故 障的电流。 5.如权利要求1中所述的一种 模拟中压配电电缆潜伏性故障的方法， 其特征在于， 所述 步骤S2中， 在所述PSCAD电磁仿真软件中利用Ber geron电缆模型建立小电阻系统中压电缆 配电系统,末端连接n条电缆馈线。 6.如权利要求中5所述的一种 模拟中压配电电缆潜伏性故障的方法， 其特征在于， 在所 述PSCAD电磁仿真软件中的EMTDC平 台上根据现场实际故 障配电网电缆参数搭建所述中压权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114647921 A 2配电电缆潜伏性故障等效仿真模型， 并进行仿真模拟。 7.如权利要求6 中所述的一种 模拟中压配电电缆潜伏性故障的方法， 其特征在于， 基于 单一变量原则， 通过改变所述电弧特征电压参数设定得出所述电弧特征电压对潜伏性故障 特征的影响为电弧特 征电压与电弧大小呈负相关 关系。 8.如权利要求6 中所述的一种 模拟中压配电电缆潜伏性故障的方法， 其特征在于， 基于 单一变量原则， 通过改变所述时间特征常数参数设定得出所述时间特征常数对潜伏性故障 特征的影响为时间常数仅和电弧前半个周期的发展趋势呈负相关 关系。 9.如权利要求6 中所述的一种 模拟中压配电电缆潜伏性故障的方法， 其特征在于， 基于 单一变量原则， 通过改变所述电弧特征电阻参数设定得出所述电弧特征电阻对电弧模型的 影响不大。 10.如权利要求7 ‑9中任一所述的一种 模拟中压配电电缆潜伏性故障的方法， 其特征在 于， 通过对不同参数大小进行组合得到三个主要参数设定对故障模拟效果最佳的参数组合 情况为： 所述电弧特征电压u0＝2kV， 所述时间特征常数τ＝0.2ms， 所述故障特征电阻r0＝ 0.005Ω。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114647921 A 3