隨著我國(guó)城網(wǎng)改造的不斷推進(jìn)與電力工業(yè)的飛速發(fā)展,交聯(lián)聚乙烯電纜以其優(yōu)越的機(jī)械性能和電氣性能在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。在運(yùn)行過(guò)程中,電纜發(fā)生絕緣故障的概率隨著其工作時(shí)長(zhǎng)的增加而增大,并且電纜絕緣故障的發(fā)生將會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)路短路,甚至致使系統(tǒng)崩潰。因此,開(kāi)展電纜絕緣在線(xiàn)檢測(cè)研究對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。本文針對(duì)電纜局部放電的在線(xiàn)檢測(cè)與定位展開(kāi)研究,對(duì)行波法進(jìn)行改進(jìn),提出了兩種時(shí)延估計(jì)算法。本文首先研究了局部放電信號(hào)在交聯(lián)聚乙烯電纜上的傳輸規(guī)律,并基于PSCAD/EMTDC建立了電纜模型,對(duì)局放信號(hào)在電纜中的傳輸特性進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果與理論分析相吻合,從而驗(yàn)證了所建電纜模型的合理性和有效性,為后續(xù)電纜局放在線(xiàn)檢測(cè)與定位仿真奠定了基礎(chǔ)。研究了AIC(Akaike's Information Criterion)信息準(zhǔn)則在脈沖初至?xí)r刻拾取中的應(yīng)用,針對(duì)其不能實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)拾取的缺陷提出了基于時(shí)窗能量比與AIC信息準(zhǔn)則的兩步時(shí)延估計(jì)算法,并將其應(yīng)用于在線(xiàn)定位中。針對(duì)行波法定位過(guò)程中的波速不定性問(wèn)題提出了多傳感器行波定位方法。首先利用時(shí)窗能量比檢測(cè)出局部放電發(fā)生的時(shí)窗,然后求取確定時(shí)窗的局部AIC特征曲線(xiàn),并基于AIC準(zhǔn)則精確拾取局部放電脈沖信號(hào)的初至?xí)r刻。最后,將時(shí)延估計(jì)結(jié)果應(yīng)用于多傳感器行波定位中,實(shí)現(xiàn)電纜局部放電的在線(xiàn)定位。仿真結(jié)果表明,該算法定位精度較高,在信噪比為-2dB的噪聲環(huán)境下相對(duì)誤差約為0.15%,具備工程實(shí)用價(jià)值。針對(duì)噪聲對(duì)拾取精度的影響,引入時(shí)變峰度算法,用于實(shí)現(xiàn)局放脈沖初至?xí)r刻的在線(xiàn)拾取,并在此基礎(chǔ)上提出了小波包-峰度算法,進(jìn)一步提高算法的抗噪能力。首先利用時(shí)窗能量比檢測(cè)局部放電事件,然后在確定的局部放電時(shí)窗內(nèi),利用小波包分離出局部放電脈沖所在的主要頻帶,并在此頻帶內(nèi)求取時(shí)變峰度極大值,實(shí)現(xiàn)了局部放電脈沖初至?xí)r刻的高精度拾取。最后將拾取結(jié)果應(yīng)用于多傳感器行波定位中,實(shí)現(xiàn)電纜局部放電的在線(xiàn)定位。仿真實(shí)驗(yàn)證明,該算法雖然在一定程度上隨信噪比的降低精度有所下降,但其抗噪聲能力較強(qiáng),在-14dB的噪聲環(huán)境下定位誤差小于2m,能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)局部放電故障在線(xiàn)定位的精度要求,有效提高供電可靠性。
【學(xué)位單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TM855
【部分圖文】：

因此成為了近年來(lái)電纜運(yùn)用的首選產(chǎn)品。圖1-1 為油紙絕緣電纜與交聯(lián)聚乙烯電纜近年來(lái)的使用情況，從圖可以看出盡管油紙絕緣電纜的發(fā)展比較早，但是交聯(lián)聚乙烯電纜因其良好的性能發(fā)展更為迅速，并逐漸取代油紙絕緣電纜。圖 1-1 油紙絕緣電纜與 XLPE 電纜的發(fā)展趨勢(shì)圖Fig. 1-1 Oil-paper insulated cables and XLPE cable trends交聯(lián)聚乙烯電纜相比于其他電纜有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于地下運(yùn)行環(huán)境惡劣，在酸、堿、水、地下微生物以及電、熱、機(jī)械外力等的作用下，其絕緣性能會(huì)逐漸衰退，產(chǎn)生老化現(xiàn)象。在電纜絕緣系統(tǒng)中，老化因素是不可逆轉(zhuǎn)的，隨著時(shí)間的推移，老化現(xiàn)象會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，電纜的絕緣性能也將逐漸衰退，最終影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。圖 1-2，圖 1-3 為電纜故障情況。97%3%某省近三年電力電纜故障中壓電纜 高壓電纜圖 1-2 某省近三年電力電纜故障Fig.1-2 The power cable fault conditions in the past three years

同國(guó)外相比，雖然國(guó)內(nèi)高校和研究所對(duì)電纜局部放電檢測(cè)的研究步較晚，但以天津大學(xué)、重慶大學(xué)、國(guó)網(wǎng)電科院、西安交通大學(xué)和華北電力大等為代表的研究院所對(duì)此課題進(jìn)行了大量的理論研究與實(shí)驗(yàn)分析，取得了一定成果。依照不同的檢測(cè)機(jī)理，目前電纜局部放電在線(xiàn)檢測(cè)方法可分為差分法、容耦合法、電感耦合法、超聲波法、超高頻法與電磁耦合法[17]。(1)差分法。差分法最早是由日本東京電力公司和日立電纜公司共同研究提出[18]。此方法適用的電壓等級(jí)較高，主要為 110kV 及以上，圖 1-5a 為差分法的基結(jié)構(gòu)圖，圖 1-5b 則為差分法的原理圖：

由德國(guó)柏林大學(xué)、德國(guó)西門(mén)子公司和美國(guó)惠普公司于 1999 年聯(lián)合提出。如圖1-7 所示，裝有金屬帶狀片的方向傳感器安裝在外半導(dǎo)體層和金屬屏蔽層之間，且在兩個(gè)端口分別引出測(cè)量接頭[29]。方向耦合法檢測(cè)局部放電的原理為：當(dāng)脈沖前行波經(jīng)過(guò)方向傳感器時(shí)，傳感器兩個(gè)端口的電容耦合量的極性相同，而電感耦合量的極性相反。當(dāng)兩端的電容耦合和電感耦合疊加在一起后，一端的信號(hào)明顯強(qiáng)于另一端的信號(hào)，比較兩個(gè)信號(hào)可判斷是否有故障發(fā)生。此外，從圖 1-7 可以看出，通過(guò)分析 A、B、C、D 四個(gè)端口的信號(hào)，可辨別故障是來(lái)自電纜外部的噪聲還是電纜內(nèi)部發(fā)生局部放電[30]。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 杜彥強(qiáng);畢海濤;師政;馮占穩(wěn);黃福存;;252 kV GIS局部放電試驗(yàn)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)研究[J];東北電力技術(shù);2018年06期

2 譚積東;;變壓器局部放電試驗(yàn)中的故障及處理[J];通訊世界;2017年19期

3 趙柏山;俞揚(yáng);;電力電纜局部放電定位方法探析[J];儀器儀表用戶(hù);2016年03期

4 吳裕樂(lè);;東莞角布站110kV電流互感器局部放電現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法分析[J];貴州電力技術(shù);2014年09期

5 何建森;秦嗣學(xué);胡晉華;;開(kāi)關(guān)柜局部放電現(xiàn)象監(jiān)測(cè)方法探究[J];科技展望;2016年14期

6 李青青;王小鵬;;高電壓技術(shù)中氣隙局部放電的仿真研究[J];科學(xué)中國(guó)人;2017年17期

7 瞿紹軍;;基于決策分類(lèi)的變壓器局部放電模式識(shí)別研究[J];電子世界;2014年09期

8 王建慧;王珍珍;丁利亞;王建楠;辛?xí)曰?;油浸式電力變壓器內(nèi)局部放電定位的研究背景與意義[J];通信電源技術(shù);2014年05期

9 買(mǎi)買(mǎi)提·努爾;石海珍;齊鐵東;;局部放電帶電巡檢技術(shù)的應(yīng)用研究[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2013年02期

10 苗蕾;新一代便攜式雙通道數(shù)字式局部放電綜合分析儀研制成功[J];電力建設(shè);2004年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 冉漢政;劉華昌;于成龍;;直流局部放電測(cè)試系統(tǒng)的研制[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)（2005）[C];2005年

2 鄢陽(yáng);魏良才;鄧建鋼;劉詣;何正浩;;局部放電超聲波動(dòng)態(tài)互觸發(fā)均值處理方法研究[A];2017智能電網(wǎng)信息化建設(shè)研討會(huì)論文集[C];2017年

3 陳攀;唐建軍;賀勝;蒲彥紅;何建林;;局部放電超高頻非接觸式檢測(cè)用天線(xiàn)傳感器的研究[A];重慶市電機(jī)工程學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

4 冀淑月;;變壓器局部放電產(chǎn)生原因及控制措施[A];中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)電氣化委員會(huì)2017年年會(huì)及新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2017年

5 肖馳;劉震;李峰;江麗;侯軍;孫承超;;基于模式識(shí)別的局部放電定位法[A];2017智能電網(wǎng)發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2017年

6 江帆;楊永明;王遠(yuǎn);陳學(xué)軍;;局部放電超聲信號(hào)在電機(jī)定子模型中傳播的仿真[A];重慶市電機(jī)工程學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

7 劉德;劉江明;周?chē)?guó)偉;周杰;劉昌標(biāo);李文燕;張㑳

本文編號(hào)：2825662