关键词:
故障诊断
故障定位
DRSN算法
行波测距
EEMD
摘要:
电网框架调整和城市规范化建设要求使得城市供电电缆化趋势日益显著。高速电缆化进程背后是多样化的电缆敷设形式和多元化的城市电网结构,为切实保障电缆供电可靠性和降低停电事件给社会生产与居民生活造成的损失,研究如何实现对电力电缆故障的快速定位具有重要的意义。本文主要研究内容如下:
针对上述问题,结合电力电缆故障特性及现场需求,本文以监测分析电缆护层电流信号深度时序特征为基础,融合接头处温度及相关环境参数作为辅助信号,并应用信号特征分析、数据驱动和边缘计算等技术对电力电缆故障诊断与定位方法进行研究。同时设计了电力电缆故障诊断与定位系统,该系统包括服务层、边缘层、异构融合网关以及交互层。针对电缆电流信号复杂多变、噪声干扰大等问题,首先利用谱减法、小波阈值降噪及自适应抵消降噪法三种降噪法进行对比实验,选用自适应噪声抵消降噪作为本文电缆电流信号降噪算法。接着利用EEMD对降噪后的电流信号分解,通过相关系数筛选出符合要求的IMF分量,最终输入基于DRSN-GRU-Attention的电缆故障诊断模型。电缆故障诊断模型主要分为输入层、DRSN层、GRU层、Attention层和输出层。经过预处理的电流数据作为输入,通过DRSN层提取特征,GRU层与Attention层从DRSN输出特征中学习电力电缆故障变化规律实现故障诊断功能,最终输出层输出得到电力电缆运行状态结果。
在电缆故障性质检测完成之后,对故障距离进行初步定位至关重要。为此,本文采用基于故障行波时域暂态特征的测距方法实现电力电缆故障定位功能。采用频带提取的方法,实现故障暂态行波的重构,解决了电缆波阻抗不连续造成的行波折反射复杂问题,并通过Matlab仿真结果验证,该算法在不同的故障距离、故障电阻和故障类型下均表现出良好性能。
将本文研究成果应用在淮南矿业集团丁集煤矿配电室高压电缆并进行测试,现场应用表明,本系统实现了电力电缆故障的精准监测,达到了预期设计目标,保障了电力系统安全稳定运行,为煤矿安全生产提供了保障,具有一定的理论意义和工程应用价值。
图[61]表[14]参[82]