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[导读]1前言电力电缆故障点的迅速、准确定位,能够提高供电可靠性,减少故障修复费用及停电损失。配网出线过多,电力电缆一端可能采用GIS全封闭变电所,使得电力电缆行波故障测距在实际中则受到许多因素的制约。当故障分量

1前言

电力电缆故障点的迅速、准确定位,能够提高供电可靠性,减少故障修复费用及停电损失。配网出线过多,电力电缆一端可能采用GIS全封闭变电所,使得电力电缆行波故障测距在实际中则受到许多因素的制约。当故障分量的初始相角较小时,将使暂态行波很弱,造成检测不到行波信号,导致测距失败。母线接线方式的不确定性,相邻并列线路的互感耦合性及线路两端元件的非线性等特性,使行波过程的分析相当复杂,直接影响测距中反射波的识别;同时电缆线路上存在着大量的干扰,其性质与故障点行波极为相似,并与故障点的反射波交织在一起,更增加了识别的难度。本文从研究电压行波在母线处反射和透射特性入手,结合小波分析方法,得出消除干扰行波的一种新方法。

2电力电缆电压行波特性

 

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随频率的变化而变化。分析表明:除非母线处只接有两条同类型电缆,否则,电压行波波头中所含低频成分在母线处发生负反射,在频率高于某个值后发生的是近似全负反射;透射特性上,在低频段透射系数的幅值随母线所接线路数目的增加而减少,而在频率大于某个值后,透射现象快速消失,这可归咎于高频段上母线虚拟接地。而当母线处只连接有两条同类型电缆情况下,低频段无反射现象,发生全透射;而当频率大于某个值后,出现全反射现象。

3暂态电压行波的奇异性检测算法

 

 

图 2 暂态行波信号奇异性检测框图

每一暂态行波可计算出几个连续尺度上的小波变换模的极大值 ,并与所给阈值进行比较 ,判断出暂态行波奇异性的位置及大小。再根据奇异点所对应的时间t确定出故障发生的精确位置。

4仿真试验及结果分析

 

 

 

 

从图5中可以看到,在小尺度1.5(对应主频率2×107)下,小波变换结果与母线1无其它电缆相连时完全一样,可以采用普通单端故障测距方法[5]。在尺度3.75(对应主频率0.833×107)下,已有从其它电缆中透射过来的干扰波(4,5),但不明显。只要先对小波变换结果设个阈值(正负都有),完全可以消除它们的干扰。尺度37.5下,中心频率减小为0.833×106,小波变换结果情况较复杂,不易判断;而当尺度进一步增加到75时,更无法区分干扰波。HzHzHz

5结论

5.1如果1条母线上接有多条电力电缆,当其中一条线路发生故障时,产生的电压行波传播到母线处时,其低频部分和高频部分在母线处的反射特性和透射特性很不一样。由于母线处分布电容的存在,在高频段,行波发生全负反射,透射行波不存在;

5.2利用行波的高频段信号在母线处发生全负反射特性,对高频部分信号进行小波变换后,结果中无其他电缆上透射来的干扰波存在,可以利用第一个和第二个到达母线处的行波测距;

5.3由于是利用高频信号实现消除干扰行波,对暂态信号的采样率要求较高。通过其他信号处理方法,有望减小采样率。

参考文献.

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,刘兵,基于行波的电力电缆故障测距方法,高电压技术,2002-1 Vol.28 No.1Ser..No.108, P8-10。

4. [美 ]崔锦泰 .小波分析导论 [M ].西安 :西安交通大学出版社 .1 995

5. 陈 平, 徐丙垠, 葛耀中1 一种利用暂态电流行波的输电线路故障测距方法1 电力系统自动化, 1999, 23 (14) : 29

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