Пътуващи вълни в електрическите мрежи: концепции и локализация на дефектите
Пътуващи вълни по линиите
Пътуваща вълна по линията се отнася до напрежение или токова вълна, разпространяваща се по линията; дефинира се и като сигнал за напрежение или ток, пътуващ по проводника.
Стационарна пътуваща вълна: Пътуваща вълна, разпространяваща се по линията по време на нормалната работа на системата, генерирана от системния източник на мощност.
Преходна пътуваща вълна: Изведнъж възникваща пътуваща вълна по време на работата на системата, причинена от замърсения, краткосрочни повреди, прекъсвания, операции с ключове, удари на мълнии и др.
Процес на преходна пътуваща вълна
Вълновият процес се отнася до напрежението и тока, генерирани по време на преходния процес на цепь с разпределени параметри, както и до съответния процес на разпространение на електромагнитна вълна; може да бъде описан и като импулс на сигнали за напрежение или ток, пътуващ по линията.
Напрежение на пътуващата вълна: Зареден ток, който установява електрическото поле на разпределената капацитет на линията в точката, където пристига токът.
Ток на пътуващата вълна: Зареден ток на разпределената капацитет на линията.
Пътуващата вълна, измерена в определена точка на линията, е суперпозиция на множество импулси на пътуващи вълни.
Вълново импеданс
Отнася се до отношението между амплитудите на двойка напред или обратно напрежение и токови вълни в линията, а не до отношението между моментните амплитуди на напрежението и тока във всяка точка.
Свързано е със структурата, медиумът и материалът на проводника на линията, но няма нищо общо с дължината на линията. Вълновият импеданс на въздушни линии е приблизително 300-500 Ω; като се вземе предвид влиянието на короната, вълновият импеданс ще намалее. Вълновият импеданс на електроенергийните кабели е около 10-40 Ω. Това е поради по-малкия индуктивен коффициент на единица дължина (L₀) и по-големия капацитет на единица дължина (C₀) на кабелните линии.
Вълнова скорост
Вълновата скорост е определена само от свойствата на медиума около жицата.
При обсъждане на загубите, (характеристики като вълновият импеданс) нямат връзка с площта или материала на проводника. За въздушни линии, магнитната проницаемост е 1, а диелектричната константа обикновено е 1. За кабелни линии, магнитната проницаемост е 1, а диелектричната константа обикновено е 3-5. Във въздушни линии, (скоростта на разпространение на пътуващите вълни) е в интервала 291-294 км/мс, и обикновено се избира 292 км/мс; за кабели с кръстосан полиетилен, тя е приблизително 170 м/μс.
Рефлексия и трансмисия
Пътуващите вълни генериращи рефлексия и трансмисия при разриви на импеданса.
Коефициенти на рефлексия при отворен и затворен контури: Коефициентите на рефлексия на напрежението и тока са противоположни.
За отворен контур: коефициентът на рефлексия на напрежението е 1, а коефициентът на рефлексия на тока е -1.
За затворен контур: коефициентът на рефлексия на напрежението е -1, а коефициентът на рефлексия на тока е 1.
Коефициенти на трансмисия: Коефициентите на трансмисия на напрежението и тока са еднакви.
Влияние на загубите в линията
Когато надвoltage на проводника надхвърли неговото начално напрежение на корона, се наблюдава феномен на корона с енергийно-разсейващ ефект, което води до намаление на амплитудата на вълната и искривяване на формата на вълната.
Съпротивлението на линията причинява намаление на амплитудата на пътуващите вълни и забавяне на скоростта на ръст на тях по време на транспорт.
Компонентите на пътуващите вълни с различни честоти имат различни коефициенти на затихване и скорости на разпространение:
Скоростта се увеличава с честотата и се стабилизира, когато честотата надхвърли 1кХц. Скоростта на разпространение на пътуващите вълни по електроенергийните линии се стабилизира, когато честотата на сигнала е над 1кХц.
Локализация на повреди чрез пътуващи вълни
Основните принципи, използвани за локализация на повреди чрез пътуващи вълни, са: едностранна локализация (тип A) и двустранна локализация (тип D).
