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ISBN: (纸本)9787506683067

关键词： 分布式光纤传感器   温度测量   电力电缆   信号处理   小波去噪  

摘要： 相对于其它种类的温度传感系统而言,分布式光纤测温传感系统有很多独特的优点,比如测量距离长、测量数据真实性高、实现分布式测量等等。因此,可以把分布式光纤测温系统作为电力电缆在线温度监测的一种有效手段,来实现电网的安全稳定运行。如今愈来愈多的高校科研人员和工程技术人员都进行了分布式光纤传感系统方面的探索研究,通过各种不同的研究方式和手段,为分布式光纤传感系统的发展和应用奠定了充足的理论基础。分布式光纤温度测量系统的测量信号中含有大量高强度噪声,因此信号处理是测量过程中必不可少的环节,直接关系到系统的测量精度与时间分辨率。论文深入研究了分布式光纤测温系统及其测温原理,并对系统的信号处理方法提出了改进方案,以此来提高分布式光纤温度测量系统的工作性能。论文分析了分布式光纤温度测量系统的信号处理方法,现阶段采用的数字累加平均技术能有效的改善系统的信噪比,但同时制约了系统的响应时间。本文主要提出了先采用小波变换阈值的方法处理信号,再使用数字累加平均技术去除噪声以达到提高系统测量精度和响应时间。针对小波分解方法,选定了最佳小波函数,确定了合适的小波分解层数以及选用恰当的软、硬阈值。提高了系统的测量精度,降低系统的响应时间。

关键词： 电力电缆   电缆故障测距   小波分析   行波法  

摘要： 随着经济的发展,城市空间不断扩大,城市对空间的需求不断增大；随着人们生活质量的提高,对城市市容市貌的要求也在不断提高。由于地下电缆既节省空间,又不影响市容,因此既占空间又影响市容美观的架空线将会被地下电缆逐渐的取代。经济的快速发展对供电可靠性的要求也越来越高,虽然电缆的供电可靠性高,但是为满足现代经济生活的要求,电缆的数量将会越来越多,电缆的运行时间也越来越长,就会导致电缆故障率越来越高。由于电缆特殊的架设方式,运用传统的故障查找方式无法快速而精确的定位电缆故障的位置,将会对经济造成损失,给人民生活带来不便。因此,为了满足现代经济生活对供电可靠性的要求,如何快速准确的找到电缆故障发生的位置成为电缆故障测距的关键。因此,对电缆故障测距理论的进一步研究具有重要的意义和实用的经济价值。电力电缆故障测距手段目前主要有阻抗法和行波法,由于阻抗法的局限性,大部分使用的电缆故障测距手段为行波法。因此,本文在简要介绍了阻抗法之后,着重介绍了行波在电缆中的传播规律,然后说明了几种常用的行波法的工作原理,并根据其波形进行分析比较这几种行波法的不同之处、适用范围以及优缺点。由于行波法会在测距过程中产生噪声,需要对所测波形进行降噪处理,而目前主要采用的降噪技术是小波变化。因此在文中,介绍了小波分析的基本原理、小波去噪的基本步骤和几种常用的阈值规则,并通过MATLAB仿真进行比较后,确定了小波故障特征提取的分解层数和阈值规则,并进行仿真验证。在理论分析之后,通过仿真做进一步的研究分析。本文针对行波法的仿真采用的软件是ATP-EMTP。仿真过程中,首先建立了与频率相关的电缆模型,通过对电缆的频率验证来验证该频变电缆模型的可行性。然后利用TACS语言搭建了用于高阻故障的三段式电弧模型,.通过仿真验证三段式电弧电阻可用于高阻故障的仿真。最后,在确定波速和脉宽的基础上,分别使用相应的行波法对电缆的开路故障、低阻接地故障、高阻接地故障进行仿真,并通过对仿真结果的分析,验证了行波法在电缆故障测距中的可行性和不足之处。

关键词： 电力电缆   故障   检测   维护  

摘要： 电力电缆属于电力系统体系的物质资源，其是保证电力输送的重要介质，关系到电力系统运行的正常化，其价值是不容小觑的。尤其在当前我国电力需求量不断增加，电网运行要求越来越高的背景下，电力电缆故障的发生很有可能造成难以估量的社会损失，这对于电力企业而言，就是自身电能服务没有到位的具体体现，在此过程中造成的经济效益和社会效益的损失也是比较大的。基于此，本文将着重分析探讨电力电缆故障检测及运行维护措施，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

关键词： 电力电缆   故障定位   Zynq-7000   行波法   B样条小波  

摘要： 电力电缆故障对城市用电造成巨大的影响,电力电缆故障检测与定位系统致力于提供迅速准确的故障定位信息。论文设计了准确、智能和便携的检测与定位系统,给出了系统的整体设计,并落实了系统核心设备定位仪的样机研发。系统分为设备、网络与服务功能三个部分。系统设备包括定位仪、路径仪以及千伏高压发生器,其中定位仪根据行波原理,使用低压脉冲法对开路故障以及低阻短路故障进行故障检测,利用小波奇异点检测算法进行故障定位;路径仪采用信号注入法,用于故障现场的故障寻踪;千伏高压发生器配合定点仪使用,采用二次脉冲法对高阻短路故障进行检测与定位。系统网络包括服务器与终端网络模块,搭建通讯网络供设备与服务使用。服务功能包括远程技术支持、历史数据管理、系统在线更新以及后续的扩展服务功能。定位仪搭载了基于Xilinx Zynq-7000 FPGA的处理平台,采用FPGA内嵌ARM硬核的方式取代传统的FPGA加ARM双核架构,实现了更高性能的高速信号采集处理并具有很好的可扩展性。论文使用了Xilinx Vivado开发套件进行定位仪的软件开发,在FPGA层次使用Verilog语言进行板块设计,在ARM层次使用C语言进行嵌入式软件开发。论文还完成了模拟服务器程序设计以及简单的人机交互程序设计。论文讨论了小波奇异点检测算法在定位仪上的应用,使用了2阶B样条小波对数据进行分解,通过细节系数模极大值的搜索,自动判读故障点并计算故障距离。为了排除了一些判定错误,定义了信号极性功率,通过极性功率对信号进行预处理,最终使系统获得了优秀的定位效果。

关键词： 电力电缆   现场试验   衰减振荡波   信号采集  

摘要： 随着我国城市电网进行大规模建设与改造,XPLE(交联聚乙烯)电力电缆在城市中压供电网络中得到了广泛的应用。传统的电缆现场试验方法存在着设备体积大及对电缆的损伤问题,而衰减振荡波检测方法则因良好的检测效果与设备便携性具有较好的应用前景。本文探讨了电缆的各种耐压及局部放电试验的特点与衰减振荡波检测方法的发展现状,并研制了电缆现场试验用高压衰减振荡发生装置,包括主电路、控制电路、信号采集电路及软件控制系统。根据高压衰减振荡发生装置的系统指标要求,设计系统主体结构,完成该对电缆进行恒压、恒流充电及衰减振荡放电过程的理论推导与电路仿真,确定电缆充电方式与空芯电抗器参数。完成直流高压发生器、固态高压开关及下位机控制系统的设计,其中:直流高压发生器实现对电缆的恒流充电、固态高压开关控制主回路在电缆恒流充电与衰减振荡状态间转换,下位机控制系统控制直流高压发生器与固态高压开关工作。基于VC++6.0与keil软件平台进行了上位机控制系统与下位机控制系统的软件编程。上位机控制程序实现人机交互、局部放电数据采集、监控下位机与工作过程记录等功能。下位机控制程序能够实现对直流高压发生器及固态高压开关的控制,完成电缆的恒流充电与衰减振荡放电过程。本文在实验室中对所设计的高压衰减振荡发生系统进行了软硬件调试,结果表明:直流高压发生器能够快速平稳地完成电缆恒流充电过程;固态高压开关体积小、控制方便;上位机控制系统能够完成双通道信号采集并进行衰减振荡波流程控制。系统各部分均达到了设计要求。

关键词： 电力电缆   主绝缘故障   直流电阻法   行波法   电桥法   故障测距  

摘要： 近年来我国电力电缆的生产和应用得到了迅速发展,其安全运行将直接影响电网供电的安全可靠性。随着电力电缆的大量应用,其故障发生的频率也越来越高,故电缆出现故障后快速的查找并处理电缆故障对电网安全的影响越来越大。本文首先总结了目前国内外电缆故障检测研究现状、现有的故障测距方法和电缆的基本知识,重点介绍了行波法故障测距技术及故障定点方法。在此基础上,针对电缆主绝缘高阻接地故障和闪络性接地故障,阐述了一种基于直流电阻法的电力电缆主绝缘故障测距方法。直流电阻法测距是用测量电缆某一端头到电缆故障点直流电阻来实现的,这种方法可以排除测试对端短路线电阻与接触电阻的干扰,具有比较高的测试精度。本文对直流电阻法的实现原理、操作过程及操作过程中需要掌握的要点、不同环境对测试过程的影响和引起的测试结果的误差做了全面的论述,同时介绍了该方法在不能充分放电的高阻接地故障和闪络性接地故障测试中的良好应用,对比分析了行波法和传统电桥法在电力电缆故障测试中的现状,尤其是在高阻接地故障和闪络性接地故障测试中的局限。同时根据作者多年的实际现场工作经验,对电力电缆故障的类型、产生的原因、故障测试的过程及及其他多种测距方法也进行了总结。最后本文详细对比了各种传统测试方法与直流电阻法在电缆主绝缘故障测距中的优缺点,并通过三个实际案例展示了直流电阻法在主绝缘故障测距中的应用。本文所研究的直流电阻法可为电缆故障定位技术提供理论与实际指导意义,该方法能够快速、可靠地对不能充分击穿的主绝缘高阻接地故障和闪络性接地故障进行测距,缩短抢修时间,从而提高供电可靠性。

关键词： 10kV电力电缆   故障分析  

摘要： 随时社会的不断发展,我国的各种公共事业都在不断的发展。其中电力系统已经成为人们生活不能离开的必备。随着科技的不断发展,发电方式的不断增多,发电电量的不断加大,我国在输电方式上也在不断的探索。在不断探索的过程中,电缆输电的输送电的方式被发掘出来,从刚开始的试营阶段到现在10kV电力电缆已经在人们的生活中普及经历的时间并不是很长,但是10kV电力电缆输电技术和输电的过程中还会出现各种各样的问题。

关键词： XLPE电缆   局部放电   振荡波   缺陷定位   集中检测   智能终端  

摘要： 随着我国电网的改造升级,XLPE电力电缆由于其自身的优点,逐渐成为城市电网的重要组成部分。电缆的健康水平关系到整个电网的安全运行,是国计民生的重要保障。然而,随着电缆规模的扩大和投运时间增长,电缆会受到环境的影响而发生局部绝缘退化等“老化”现象。在通电运行时,电缆老化部位会发生较高频次的局部放电现象,而局部放电又会继续损耗电缆。阻尼振荡波检测法是近年来国内外新兴的电力电缆局部放电诊断技术,具有操作时间短、对电缆无伤害、便于现场试验等优势。本文首先对局部放电的机理和振荡波局部放电检测技术进行深入、系统的研究,剖析目前电缆局部放电缺陷定位存在的问题和不足。即现有的技术和成品多采用单一的时域相关性分析,匹配入射波和反射波,但没有把放电的模式识别和相关性分析结合起来,检测的灵敏度和缺陷定位的精度还有待提高。在消除干扰和放电识别方面,本文通过收集现场试验的局部放电波形和噪声波形,提取脉冲的波形特征和等效时频T-F特征,并采用支持向量机的方法训练、测试,优化参数模型,构建局部放电脉冲识别器,能有效地从测量数据中提取局部放电信号,摒除干扰信号,改变了局部放电脉冲的识别只通过简单的幅度或能量特征筛选。在脉冲匹配和缺陷定位方面,本文以时域反射法为基础,通过脉冲特征识别结合动态时间规整-相关系数分析法,实现局部放电的有效提取和入射波、反射波的准确匹配,并设计集中放电检测算法,实现缺陷部位的有效自动识别。通过在实验室环境下和短时能量-动态时间规整相关法的对比验证,和对近几年珠三角地区配电网检测知识库数据的算法对比,验证本文算法的有效性和精确性。实现缺陷的甄别,防止误判和过检。最后结合实践单位项目小组配电设备综合智能移动检测终端项目,通过MATLAB实现检测分析核心算法,通过C#.Net实现终端界面业务逻辑,通过Java EE实现数据库后台,构建振荡波移动智能检测分析系统。本文设计的振荡波局部放电检测缺陷定位算法和移动智能终端综合分析系统,不仅能有效地提高缺陷检测和定位的准确率,有效地防止过检修,有效地提高检修效率;并且有利于大规模数据的处理,能适应局部放电检测的智能化、集成化的趋势,有利于振荡波检测技术的进一步推广应用。

关键词： 电力   电缆   故障检修   预防  

摘要： 作为电能分配与传输的重要载体，电力电缆是电力系统中重要的基础设施，电缆质量在很大程度上决定了电力系统运行的安全性。现阶段，我国电网线路运行环境越来越复杂，加强对电力电缆的故障检查以及预防，才能保证电力系统长期处于正常运行的状态。现阶段，我国电力事业正处于快速发展的新时期，加强对电力电缆故障检修的研究具有十分现实的意义。