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关键词： 局部放电   综合噪声抑制   滑窗奇异值分解   矩阵束算法   最大类间方差法  

摘要： 电力电缆是电力生产、传输的重要环节,电力电缆绝缘的优劣程度直接决定电网运行的稳定性。利用局部放电信号对电力电缆的绝缘状态进行分析,可以及时发现其中的绝缘缺陷,防止缺陷进一步发展,威胁电网运行的稳定性。因为在局放测试现场中存在严重的电磁干扰并且局放信号的能量微弱,所以采集的局放信号会存在强能量的综合噪声,其中主要是周期性窄带干扰和白噪声,严重影响局放信号分析结果的准确性。本文在研究局部放电信号传统降噪方法的基础上,提出将滑窗奇异值分解(singular value decomposition,SVD)方法融入局放信号的噪声抑制中,并在仿真与实测的局放信号上开展了综合噪声抑制研究。本文的主要工作如下:(1)通过分析固体绝缘介质中局部放电信号的典型特征与数学模型,确定了四类典型局部放电脉冲信号的时域波形特点和频域波形特点。同时,通过分析局部放电中噪声干扰的典型特征,发现周期性窄带干扰的能量较强,白噪声的时域和频域能量分布均匀,两者对局放信号的影响较大,相关的抑制技术需要重点研究。(2)对局放信号的窄带干扰抑制技术进行研究。因为窄带干扰在离散傅里叶变换功率谱中以干扰峰的形式存在,所以传统方法从傅里叶变换角度开展窄带干扰抑制,但因傅里叶变换算法本身存在频谱泄露和栅栏效应等缺点,导致传统方法的窄带干扰抑制结果存在残余噪声较大的问题。本文提出了基于滑窗SVD的局放信号窄带干扰抑制技术,本文所提方法可以利用滑窗SVD配合最小描述长度(Minimum description length,MDL)准则提取窄带干扰的数目和特征数据片段,并利用矩阵束算法重构窄带干扰,以实现局放信号的窄带干扰抑制。(3)对局放信号的白噪声抑制技术进行研究。离散小波分解方法、经验模态分解方法、S变换去噪方法与传统SVD去噪方法等传统白噪声抑制方法存在参数难以选取、人为因素影响大和噪声抑制结果差等问题。本文提出基于滑窗SVD的局放信号白噪声抑制技术,该技术首先利用滑窗SVD方法获取特征奇异值数值的数据序列,然后利用最大类间方差法提取该数据序列的阈值,以确定采集的局放信号中信号帧位置,接着利用滑窗奇异值的分解与重构对信号帧中数据进行白噪声抑制,最后将置零的噪声帧与降噪后的信号帧进行组合,得到白噪声抑制后的局放信号。(4)对局放信号的综合噪声抑制技术进行研究。由于实际的局放信号通常存在窄带干扰与白噪声混叠的综合噪声,而不是单一类型的噪声,所以需要研究本文所提局放信号的窄带干扰抑制技术与白噪声抑制技术对综合噪声的抑制效果。本文将所提基于滑窗SVD的局放信号窄带干扰抑制技术与白噪声抑制技术进行结合,提出基于滑窗SVD的局放信号综合噪声抑制技术。将所提技术与传统技术对仿真局放数据开展了综合噪声的降噪处理,以仿真数据研究本文所提方法的有效性。搭建了工频交流局放测试平台,并设计了刀痕缺陷与半导电层尖刺缺陷的电力电缆样本,以采集真实的局放信号开展降噪研究。通过对实测局放信号开展降噪分析,研究了本文所提基于滑窗SVD的局放信号综合噪声抑制技术的真实运用效果。研究结果表明:相比于传统方法,本文所提基于滑窗SVD的局放信号综合噪声抑制技术可以有效抑制局放信号中综合噪声,并且局放信号的波形畸变较小,能够有效处理多种形态的局放信号。该论文有图47幅,表7个,参考文献111篇。

关键词： 电力电缆   故障概率   停运模型   故障树分析法   概率预测   BP神经网络  

摘要： 交联聚乙烯电缆(XLPE)因其极少占据地面空间、隐秘性强、可靠性高等特点,在城市电网中被大规模应用。随着国民经济的发展对电能的可靠性要求越来越高,电缆作为城市电网的主要输配电方式,保证其安全可靠的运行显得尤为重要。然而当前针对电缆可靠性研究较少,对其故障概率的研究理论和方法尚不完善,影响着城市电网的安全可靠运行。本文利用某地电网公司提供的检修数据和运行数据进行了电缆的风险评估研究,其主要研究内容如下:(1)根据电缆的实际运行情况构建了电缆的停运模型用来求解电缆的故障概率。为了求解中低压直埋电缆的故障概率,本文提出了采用Weibull模型进行求解;在计算隧道电缆的故障概率中,针对隧道电缆故障数据较少的情况,本文提出了利用当前电网公司的故障划分标准构建了马尔可夫模型;针对一些高压电缆隧道中安装在线监测装置的情况,本文构建了温度相依的电缆老化模型,可以通过在线监测的温度数据反映多条电缆故障概率相对值大小,提前进行检修处理。(2)鉴于当前方法只能计算出单条电缆的故障概率,反映不出电缆各个部件故障概率大小以至于不能准确辨识电缆系统的薄弱环节的现状。本文将电缆本体、附件视为一个系统采用故障树分析法求解电缆各部件的故障概率值。针对电缆故障树底事件故障概率难以确定的的问题,本文采用了基于模糊理论与专家语义评判事件的概率估计法并以此进行电缆故障树的定量分析,得到电缆故障树底事件的模糊概率值。继而计算电缆各部件的故障概率大小,辨识电缆系统的薄弱环节。(3)为了更好地制定检修计划,需要对电缆未来故障概率的变化趋势进行预测。针对电缆未来短时间内故障概率的变化趋势不能确定的问题,本文提出了根据实时采集的温度数据进行电缆故障概率预测的方法。首先对采集到的电缆温度异常数据进行处理,然后构建BP神经网络模型对电缆绝缘层的温度进行预测,最后结合温度相依的电缆老化模型进行电缆故障概率的预测,最后通过算例分析验证了该方法的有效性。通过该部分的工作可以对未来一个月的故障概率进行预测,并得到电缆故障概率的变化趋势。电网检修部门可以据此对检修计划进行修改和订正。

关键词： 直埋电缆   有限元法   热路模型   互热影响   动态增容  

摘要： 随着城市电网的快速发展,电力电缆因其独有优势在输配电领域中得到了广泛的应用。在电缆安全运行的前提下,应尽可能实时监测电缆导体温度的变化,使电缆输送容量得到充分的利用。因电缆敷设方式多样,其温度场受多种因素的影响,对于集群敷设的直埋电缆,周围土壤对温度场的影响尤为显著,对土壤部分正确建模具有很高的工程实用价值。现有的温度场计算方法中,有限元法可实现温度场的精确计算,但耗时较长;IEC标准无法用于电缆暂态温度的精确计算。本文以单回路直埋电缆热路模型为基础,分析了电缆稳态温度及暂态温升,并以有限元法进行验证,克服了传统热路模型无法计算集群敷设电缆暂态温度的缺点,最终实现电缆在恒定负荷和变负荷下的的动态增容计算,使得电缆输送能力得到充分利用。首先,采用IEC-60287标准对电缆各层损耗进行计算,结合电缆温度场控制方程和边界条件,使用COMSOL有限元仿真法分析了环境温度、电缆埋深、相间距、土壤热阻系数、外部热源和回填土对电缆温度场的影响,给出了降低缆芯温度的合理建议。其次,将电缆热路模型与土壤梯形分层模型结合,新模型可快速准确计算电缆稳态温度和暂态温度,并通过有限元法验证了模型的正确性。新模型将热路模型的应用范围由单根电缆拓展到了集群敷设,即模型考虑了电缆间互热效应的影响。最后,将新模型应用到了电缆的动态增容计算,分别就恒定负荷和周期性日负荷进行了动态增容计算,计算得到不同应急负荷下的可增容时间,为电力调度提供参考。综上,应用热路模型可快速准确地计算直埋集群敷设电缆缆芯温度,进而可获得导体的温升曲线,并以此为依据进行电缆动态增容,保障电缆运行的经济性和可靠性。

关键词： 防外力破坏   告警系统   无线通信   故障定位  

摘要： 随着电网规模的不断扩大,电缆线路得到越来越广泛的应用,目前10kV配网电缆线路大多是以直埋或者套管的形式敷设于地下,电缆被施工机械挖断导致线路掉闸的事故时有发生,保障电力电缆不受外力破坏,已成为电力运行部门亟待解决的一大难题。因此,本文综合国内外对电缆防外破措施的研究现状,结合无线通信技术,研制出一种能够实时检测电缆工作环境的多维度告警系统,从而预防电力电缆线路因受外力而损坏断裂。首先,本文以供电部门目前采取的防外破措施为切入点,并结合国内外对防外破以及无线通信技术的研究现状,阐述了在目前的电力系统中,利用无线传感技术直接在已有的电缆桩上装设预警装置,能够有效解决外破难题,为电网的安全稳定运行夯实基础,同时能够减少投资费用,降低成本。再根据防外破多维度告警系统的总体设计方案,设定告警距离目标值为12m,对比分析红外探测、无线通信、雷达探测三种方案,选定使用无线通信技术作为探测核心技术,为后续设计提供理论基础。其次,从系统的硬件、软件入手,实现预置功能。硬件方面,通过对系统各部分进行功能分解,将系统分为中枢控制单片机、定位发送、无线通信、输入输出、电源、声光告警等模块,分模块进行芯片对比选择并简要介绍芯片特性。软件方面,介绍软件设计的总体思想,选择开发语言及编译环境,并给出各模块的软件设计流程图和部分程序图。最后,阐述该装置在硬件组装、软件调试过程中出现过的问题及解决措施,并进行大量的模拟实验和现场试验,证明该系统集无线通信、监控告警、故障定位、现场喊话、信息发送等功能于一体,能够有效减少或预防线路事故的发生。从经济效益、管理效益、社会效益三个方面,对系统的实施效果及未来广阔前景进行了分析和预测。

关键词： 电力电缆   敷设   问题   对策  

摘要： 随着铁路建设的迅猛发展,铁路电力系统中电力电缆的应用越来越广泛,在铁路电力系统中占据了十分重要的地位,电力电缆的安全稳定运行至关重要。而影响电力电缆安全运行的因素很多,如环境因素、施工工艺、附件安装工艺、敷设方式、运行管理等等。基于此,本文对电力电缆敷设及其相关问题进行了深入分析与探讨,希望能够为电缆线路设计,提高电缆线路敷设安全,保障电力传输高效稳定提供有益参考。

关键词： 高压电力电缆线路   主要问题   关键技术  

摘要： 近几年来,随着我国城市基础建设的高速发展,用电负荷的供给及城市电力线路的改造需求也越来越大,为了保证城市整体规划、用电供应的稳定以及供电的质量和效率,相关部门应该加大对高压电力电缆线路方面的技术研究工作。在保证电力电缆线路运行安全的同时,提升电力运输的效能,并不断降低电力电缆线路方面的成本投入。本篇文章围绕高压电力电缆线路关键技术展开了论述,首先分析了目前高压电力电缆运行过程中所存在的主要问题,随后则是具体探讨了高压电力电缆线路的关键技术,以此供相关单位和人员参考,共同推动我国电力事业与城市建设的可持续发展。

关键词： 电力电缆   绝缘缺陷   检测方法  

摘要： 电力电缆作为电力运输过程中最容易出现问题的地方,经常面临着绝缘缺陷的问题,为了更好地对电力电缆绝缘缺陷进行检测,本文将通过对电力电缆绝缘老化原因分析、不带电检测电力电缆绝缘缺陷的方法和带电检测电力电缆绝缘缺陷的方法几个方面进行具体的研究分析,希望能够为相关行业的发展贡献自己的一份力量.

关键词： 配电线路   电力电缆   故障排查   防范措施  

摘要： 随着现代社会的快速发展,我国经济水平上涨,人民生活水平随之改变,用电量也越来越多,对于电力供应的需求也加大。对于大幅度用电量的增加,输电电力线路的安全也就步入 了现在社会的思考范围,一段输电电力线路损坏影响整成生活质量不说,还容易造成一定得大型损失,本文在文中详细分析了配电线路电力电缆故障的原因以及解决方法,其目的是为了在以后的配电线路电力电缆工程中容易出现的问题,并且就这些问题提出了一些解决方案。

关键词： power cable   fault   maintain  

摘要： With the improvement and transformation of the city and its appearance and the needs of urban change, power cables are used for the power supply of new and reconstructed cities, which has high requirements for the stability and durability of power cables in work. Wires and cables play an important role in the power industry. With the gradual increase of power cables in the city, the faults of power cables are also increasing. In order to master the causes of faults and reduce the frequency of faults, technicians shall analyze them during detection, find out the corresponding causes and formulate standardized preventive measures.

关键词： 电力电缆   缓冲层   烧蚀  

摘要： 近年来,高压电缆阻水缓冲层烧蚀故障引起了行业内的关注。该文总结了缓冲层结构发展历程、烧蚀故障特征和故障原因。通过理化分析发现缓冲层中阻水粉主要由C、O、Na、Si元素组成,HCO3-离子的出现,它既可能是反应物也可能是反应产物,而存在HCO3-离子的碱性环境可能是导致铝护套被腐蚀的原因。阻水缓冲带及绝缘屏蔽表面白色物质的出现需要水的参与,即缓冲带受潮。推测白色物质的生成与阻水缓冲带中的阻水粉有关,即可能是其析出产物,也可能是其与铝反应的产物。针对阻水缓冲层烧蚀问题提出技术管控措施。