小波变换理念下电力电缆障碍测距体系的研究

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1、小波变换理念下电力电缆障碍测距体系的研究ok3.a),在2001年为6.1次/(100km.a),相比经济发达国家高出10倍左右。此外,据了解,电力系统部门在20世纪七八十年代里投入运行的XLPE绝缘电力电缆产品,在这几年里基本已经进入了高故障率时期。其中大约只有30%的电缆线路处于正常运行状态。大部分单位由于投资规模的限制,造成很多陈旧电缆超期运行,以至于电缆运行故障得不到有效控制。煤矿电缆故障跟煤矿安全关系密切,据统计,很多煤矿事故都是由井下电缆故障引起的[5]。例如:1998年10月9日21时,在河南省的某煤矿井下电缆着

2、火,引发瓦斯爆炸,导致两名工人死亡。经过对事故的调查,由于井下电缆老化失修,发生漏电故障,导致了事故的发生。由煤矿地面变电所到井下中央变电站这段输电电缆距离长,环境恶劣,故障发生率高,这段电缆一旦出现故障,将造成整个井下断电,不仅影响生产,还对井下安全造成巨大威胁。而且这段电缆的故障寻测起来十分困难,往往要花费大量时间,造成不可估量的损失。因此迅速、准确地确定由煤矿地面变电所到井下中央变电站这段电缆的故障点,可以减少井下事故,提高井下供电可靠性,减少故障修复费用及停电带来的损失[3]。1.2电缆故障的原因如果我们对电缆故障产生

3、的原因有所了解,就可以在一定程度上避免电缆故障的发生,这对于快速测距是十分必要的。煤矿电缆故障的原因大致可归纳为以下几类[1]:(1)电缆的机械损伤由机械因素造成的损伤是电缆故障形成的主要原因之一,如果电缆受到某些机械震动、冲击等就有可能造成电缆绝缘裂损,即使是轻微的损伤也有可能在一段时期后发展成为电缆故障。(2)绝缘受潮引起电缆故障。这种情况大多是由电缆中各结构之间封闭不良引起的。(3)绝缘老化变质引起电缆故障,大多数的绝缘过早老化现象是由电缆过热造成的。(4)电压过高,超过额定电压有可能使电缆绝缘击穿,形成故障。(5)材料

4、、制作工艺不良将导致电缆参数不稳定,直接影响电缆质量。(6)环境因素导致护层腐蚀,造成电缆故障。1.3电缆故障的性质与分类电缆故障从形式上可分为断线故障,短路故障,接地故障以及多种形式并存的故障。断线故障指的是电缆一个或多个导线断开;接地故障是指导体对外皮或导体之间的绝缘下降,不能承受正常运行电压。实际的故障组合型式是多样的,图1-1给出了可能性较大的几种故障形式。说明:表中Z0为电缆的波阻抗值,一般在10~40Ω之间。以上分类的目的是为了方便选择测试方法,根据目前流行的故障测距技术,开路与低阻故障可用低压脉冲反射法,高阻故障

5、要用冲击闪络法,而闪络性故障可用直流闪络法测试。在电缆的各类故障中,单相接地故障出现的几率最高,约占整个故障总数的80%左右,其次是两相短路故障,约占到12%以上,接下来就是两相接地短路故障,它的几率相对小一些,约占2%~3%,三相接地短路故障几率则更小,约占1%~3%,而且大多数都是由单相或两相故障发展而来的。单相接地故障容易引起电源三相不对称,引起设备工作失常,扩大事故范围,影响供电的可靠性。因此,研究出现几率最高的单相接地故障是十分必要的。2电缆线路的行波过程与建模电缆故障发生后[1][2][3]下一页ok3atlab仿

6、真..........44-524.1Matlab仿真模型..........44-454.2模型各参数设定..........45-464.3仿真结果..........46-504.4尺度选择对测距精度的影响..........504.5采样频率对精度的影响..........50-514.6本章小结..........51-525测距系统设计..........52-725.1系统整体结构..........525.2前置机硬件设计..........52-625.3RS485通信电路设计.......... 下

7、一页ok3ulink动态仿真工具、电力系统工具箱、信号处理工具箱、控制工具箱进行仿真,并对仿真结果进行计算处理。结果表明db4小波能够满足分析电缆故障行波提取故障行波波头,确定故障行波波头到达检测端时刻的要求,而且在1MHz采样频率时精度达到了0.128%。同时也得出了故障点过渡电阻对测距精度无影响;故障点距离测试点越远测距精度越高;db4小波尺度二下精度最高;采样频率越高精度越高的结论。