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          電力電纜故障信息中干擾源的消除研究

          作者: 時間:2012-08-31 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          1前言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201075.htm

          點的迅速、準(zhǔn)確定位,能夠提高供電可靠性,減少故障修復(fù)費用及停電損失。配網(wǎng)出線過多,電纜一端可能采用GIS全封閉變電所,使得電纜行波故障測距在實際中則受到許多因素的制約。當(dāng)故障分量的初始相角較小時,將使暫態(tài)行波很弱,造成檢測不到行波信號,導(dǎo)致測距失敗。母線接線方式的不確定性,相鄰并列線路的互感耦合性及線路兩端元件的非線性等特性,使行波過程的分析相當(dāng)復(fù)雜,直接影響測距中反射波的識別;同時電纜線路上存在著大量的干擾,其性質(zhì)與故障點行波極為相似,并與故障點的反射波交織在一起,更增加了識別的難度。本文從研究電壓行波在母線處反射和透射特性入手,結(jié)合小波分析方法,得出消除干擾行波的一種新方法。

          2電力電纜電壓行波特性

          電力電纜故障信息中干擾源的消除研究

          隨頻率的變化而變化。分析表明:除非母線處只接有兩條同類型電纜,否則,電壓行波波頭中所含低頻成分在母線處發(fā)生負(fù)反射,在頻率高于某個值后發(fā)生的是近似全負(fù)反射;透射特性上,在低頻段透射系數(shù)的幅值隨母線所接線路數(shù)目的增加而減少,而在頻率大于某個值后,透射現(xiàn)象快速消失,這可歸咎于高頻段上母線虛擬接地。而當(dāng)母線處只連接有兩條同類型電纜情況下,低頻段無反射現(xiàn)象,發(fā)生全透射;而當(dāng)頻率大于某個值后,出現(xiàn)全反射現(xiàn)象。

          3暫態(tài)電壓行波的奇異性檢測算法

          電力電纜故障信息中干擾源的消除研究

          圖 2 暫態(tài)行波信號奇異性檢測框圖

          每一暫態(tài)行波可計算出幾個連續(xù)尺度上的小波變換模的極大值 ,并與所給閾值進(jìn)行比較 ,判斷出暫態(tài)行波奇異性的位置及大小。再根據(jù)奇異點所對應(yīng)的時間t確定出故障發(fā)生的精確位置。

          4仿真試驗及結(jié)果分析

          電力電纜故障信息中干擾源的消除研究

          電力電纜故障信息中干擾源的消除研究

          從圖5中可以看到,在小尺度1.5(對應(yīng)主頻率2×107)下,小波變換結(jié)果與母線1無其它電纜相連時完全一樣,可以采用普通單端故障測距方法[5]。在尺度3.75(對應(yīng)主頻率0.833×107)下,已有從其它電纜中透射過來的干擾波(4,5),但不明顯。只要先對小波變換結(jié)果設(shè)個閾值(正負(fù)都有),完全可以消除它們的干擾。尺度37.5下,中心頻率減小為0.833×106,小波變換結(jié)果情況較復(fù)雜,不易判斷;而當(dāng)尺度進(jìn)一步增加到75時,更無法區(qū)分干擾波。HzHzHz

          5結(jié)論

          5.1如果1條母線上接有多條電力電纜,當(dāng)其中一條線路發(fā)生故障時,產(chǎn)生的電壓行波傳播到母線處時,其低頻部分和高頻部分在母線處的反射特性和透射特性很不一樣。由于母線處分布電容的存在,在高頻段,行波發(fā)生全負(fù)反射,透射行波不存在;

          5.2利用行波的高頻段信號在母線處發(fā)生全負(fù)反射特性,對高頻部分信號進(jìn)行小波變換后,結(jié)果中無其他電纜上透射來的干擾波存在,可以利用第一個和第二個到達(dá)母線處的行波測距;

          5.3由于是利用高頻信號實現(xiàn)消除干擾行波,對暫態(tài)信號的采樣率要求較高。通過其他信號處理方法,有望減小采樣率。

          參考文獻(xiàn).

          1.J.David Mintz, FAILURE ANALYSIS OF POLYMERIC-INSULATED POWER CABLE. IEEE Transaction Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-103, N0.12. December 1984, P3448-3453;

          2.Chul-Hwam Kim; Woo-Gon Chung et, A study on the expert system for fault location estimation in underground cables, Energy Management and Power Delivery, 1995, Proceedings of EMPD’95, 1995 International Conference on, Volume:1, 1996, P67-72;

          3. 熊元新,劉兵,基于行波的電力測距方法,高電壓技術(shù),2002-1 Vol.28 No.1Ser..No.108, P8-10。

          4. [美 ]崔錦泰 .小波分析導(dǎo)論 [M ].西安 :西安交通大學(xué)出版社 .1 995

          5. 陳 平, 徐丙垠, 葛耀中1 一種利用暫態(tài)電流行波的輸電線路故障測距方法1 電力系統(tǒng)自動化, 1999, 23 (14) : 29

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