Введение 3
1. Теоретическая часть 5
1.1. Проблема ОМП 5
1.2. Методы ОМП 7
1.3. Метод, основанный на применении системы мониторинга 9
1.4. PLC-технология 12
1.5. Общие сведения о фильтрах присоединения 17
2. Основы проведения имитационного моделирования 23
2.1. Структура имитационного эксперимента 23
2.2. Двоичная FSK манипуляция 24
2.3. Тестирование модема 27
2.4. Модель электролинии 29
3. Результаты 31
3.1. Реализация имитационной модели модема с узкополосной FSK
модуляцией и его тестирование 31
3.2. Согласование линии передачи 33
3.3. Выбор параметров модуляции 35
3.4. Результаты моделирования 43
Заключение 55
Литература 56
Приложение
В современных условиях непрерывно возрастают требования к надежности и бесперебойности электроснабжения предприятий, учреждений, жилищных массивов и других объектов народного хозяйства. Несмотря на повышение качества изоляции и токоведущих частей электрооборудования, воздушных и кабельных линий, все же нельзя исключить их повреждений. На сегодняшний день является актуальным вопрос, как дистанционно, с помощью технических средств, своевременно и эффективно обнаружить неисправность в электросети, а также его точное местонахождение. [1-4]
В работе [5] предлагается решение задачи ОМП, используя локационный импульсный метод совместно с системой мониторинга. В ходе испытаний на реальной подстанции удалось обнаружить с хорошей точностью расстояние до места повреждения в виде короткого замыкания. С помощью проведенных экспериментов удалось подтвердить концепцию системы мониторинга и диагностики электролиний с древовидной топологией на базе «интеллектуального электромодема».
Однако в работе был исследован только один вид повреждения. Открытыми остаются вопросы:
1) эффективности метода обнаружения в зависимости от вида повреждения;
2) эффективности применения при низких отношениях сигнал/шум;
Экспериментальные исследования дают только ограниченный объем информации об исследуемом предмете из-за практической невозможности проведения всесторонних испытаний. Это обусловлено сложностью и трудоемкостью экспериментального исследования, для осуществления которого необходимо создание макетов диагностирующего устройства и электролинии, либо вывод из работы действующей электролинии. Перечисленные проблемы, возникающие при экспериментальных исследованиях, преодолеваются путем имитационного моделирования.
В работе [6] реализована имитационная модель локационного метода диагностики электролиний. Создание имитационной модели системы мониторинга и использовании совместно с моделью локационного метода диагностики позволит полностью решить задачу ОМП.
Целью данной работы является создание имитационной модели системы диагностики воздушных линий в пакетах PSCAD/EMTDC и MATLAB с помощью организации сетевого мониторинга.
Задачи, решаемые в ходе выполнения данной работы:
1) Реализация имитационной модели модема с узкополосной FSK модуляцией.
2) Организация модели системы мониторинга и диагностики электролинии с древовидной топологией.
3) Проведение экспериментов при повреждении электролинии в виде коротких замыканий на землю, межфазных замыканий, обрывов. Анализ полученных результатов
1. Была разработана имитационная модель модема с узкополосной FSK модуляцией, с рабочей полосой частот 10 кГц.
2. Была построена модель электролинии в программной среде PSCAD/EMTDC на основе фазовой частотно-зависимой модели электролинии. Модель позволяет учитывать характеристики проводов, характеристики среды, геометрию и структуру электролинии. Были проведены имитационные эксперименты при трех различных моделях электролинии, отличающихся разветвленностью структуры.
3. Результаты моделирования продемонстрировали возможность обнаружения поврежденного участка для основных видов повреждений (короткие замыкания на землю, межфазные замыкания и обрывы проводов) при всех трех конфигурациях электролинии. Однако было получено, что при более разветвленной структуре электролинии определение поврежденного участка существенно осложняется или вовсе невозможно при некоторых видах повреждений.
