基于漏电流的配电网电缆故障感知与老化定位*

电缆作为配电系统中能量传输的重要载体,其安全可靠运行是保障配电网运行可靠性的基础。针对目前电缆监测手段的局限性以及故障定位精度不高,提出一种基于共模漏电流信号的配电网电缆的绝缘状态高精度状态感知监测方法。首先采用共模漏电流表征电缆绝缘老化的特征参数,在此基础上研究了基于共模信号注入的监测方法以及电缆局部老化高精度定位,最后结合仿真分析证明了所提出方案和方法的有效性和可行性。     

基于零模线模时差的配电网双端行波故障测距

快速、可靠定位配电网单相接地故障是提高配电网供电可靠性的重要技术手段。现有单相接地故障定位技术实用效果较差,过电压时间较长导致电缆相继燃烧的情形屡见不鲜。文中首先分析行波测距技术在配电网单相接地故障定位中的适用性;然后,利用模量分析法分析配电线路单相接地故障时暂态零模和线模行波的故障特征,提出基于零模线模时差的双端行波测距算法;最后,基于配电网仿真模型,对比分析所提算法与现有算法的单相接地故障定位精度,验证所提算法的有效性和优越性。仿真结果表明,所提算法不受过渡电阻影响、无需对时同步且不受行波波头折反射影响,具有较好的工程应用前景。     

基于空间矢量复合判断指标的变电站动力电缆漏电检测算法

为提高变电站长段动力电缆漏电监测水平,提出了一种基于空间矢量复合判据的变电站长段动力电缆漏电检测算法。首先对现有方法中无法检测三相漏电故障的问题进行了分析。然后,引入空间矢量的概念,将剩余电流数据转换为空间矢量圆,提出了剩余电流差流、A相漏电流以及空间矢量圆半径变化率3个漏电状态判断指标。并建立了针对电缆不平衡漏电及三相漏电故障的类型判断机制,实现了对长段动力电缆漏电状态及类型的准确检测。最后,通过仿真及江苏电网某500 kV变电站实际数据对所提方法的有效性与优越性进行验证。结果表明,该方法能够准确实现对不平衡漏电故障、故障演变过程以及三相漏电故障的判断,丰富了电缆漏电故障的诊断信息,有效提高了对变电站漏电问题的分析处理效率。     

基于阻抗谱的同轴电缆故障及中间接头定位实验研究

同轴电缆在电能输送和信息传输中起着重要作用,电缆故障的快速、准确查找是减少经济损失、提高电气系统可靠性的关键。文中基于阻抗谱技术,以含中间接头的电缆为研究对象,分析了电缆故障及中间接头对电缆输入阻抗的影响,开展了电缆中间接头及故障的定位实验研究。研究表明:电缆的输入阻抗可反映电缆的局部绝缘状态,电缆中间接头及故障点的绝缘状态的改变将导致电缆阻抗谱的变化,利用卷积积分对电缆阻抗谱进行处理,可同时实现多个中间接头和故障点的定位。     

XLPE配电电缆缺陷诊断与定位技术面临的关键问题

交联聚乙烯(XLPE)电缆性能优异,在城市配电系统应用广泛.目前部分配电电缆即将达到或已超过其设计寿命,如何准确诊断"老龄化"电缆的状态继而保障配电网运行可靠性是一项重大挑战.该文深入分析现有电缆典型缺陷诊断方法和定位技术应用于XLPE配电电缆状态诊断过程中的有效性,指出长电缆中缺陷诊断灵敏度和定位准确性、电缆老化段与集中性缺陷的辨识与定位等存在的关键问题.在此基础上,从提高电缆中集中性缺陷诊断灵敏度、实现对长电缆中缺陷的准确定位、开展电缆中局部老化段的定位与诊断研究等方面给出了建议.     

基于FPGA的XLPE电缆局部放电在线监测技术

交联聚乙烯（XLPE）电缆在运行过程中,电缆绝缘老化会影响电力系统运行的安全性和连续性。基于现场可编程门阵列（FPGA）实时数据采集技术,研制出可应用于XLPE电力电缆运行状态现场的局部放电在线监测新技术,可以对其故障进行预警并预防更严重的绝缘故障的发生。     

计及故障重构与信息约束的有源配电网短期可靠性评估方法

配电网短期可靠性可有效反映系统的运行风险,而分布式电源出力变化、网络重构与信息系统状态都是其重要影响因素。为此,提出了计及故障重构与信息约束的有源配电网短期可靠性评估模型和方法。首先构建基于马尔可夫过程的配电网元件短期停运模型,然后建立考虑故障重构与信息物理耦合的有源配电网故障后最优负荷削减模型,提出基于有向虚拟多商品流模型的考虑故障重构与孤岛划分的最优负荷削减策略,建立适用于故障重构与孤岛划分的辐射状拓扑约束以及考虑信息系统对配电网支撑作用的信息约束,实现对故障后果的精确分析。在此基础上,提出基于模型驱动的有源配电网短期可靠性评估方法,并进一步针对基于模型驱动的方法所存在的快速性不足缺点,采用“离线建模,在线评估”思想,提出基于最小二乘支持向量机的改进短期可靠性快速评估方法,实现了短期可靠性的快速评估。基于算例分析了负荷削减策略、分布式电源出力、信息物理耦合对系统可靠性的影响,验证了所提方法的有效性以及所提负荷削减策略对可靠性提升的优越性。     

配电网下基于PMU量测的混合故障测距法

精确的故障定位是节省巡线人力和物力的关键,对于提高供电可靠性,减小持续停电造成的损失具有重要意义。针对目前输电网故障测距技术比较成熟,而配电网精确故障测距尚待深入研究的实际情况,提出了配电网故障测距策略,其包括两个步骤:首先基于故障指示器(FI)实现故障区段或故障分支定位,然后利用所提的混合故障测距法,实现带分支辐射型配电网的精确故障测距。最后通过MATLAB仿真验证了所提故障测距策略的有效性,实验结果表现出了较高的故障测距精度。     

基于IFAHP的运行电缆绝缘状态综合评估

针对现有评估方法中的局限性,以运行电缆的环境温度、环境湿度、电缆局部放电量和接地线漏电流为评价因素,提出了一种基于IFAHP的运行电缆绝缘状态综合评估法。首先,结合模糊评价理论,建立了基于IFAHP的多因素电缆绝缘状态评估模型,实现了对运行电缆更加客观、合理、准确的绝缘评估;其次,设计了基于LabVIEW的运行电缆绝缘状态综合评估系统,便于实际工程的应用;最后,通过实例分析,验证了评估模型的有效性和实用性。     

配电网电缆运行状态检测类产品解决方案

<正>股票代码:300427红相股份有限公司长期致力于电力系统状态检修技术的研究与应用,在配电网电缆运行状态检测领域具有丰富的经验。公司针对不同阶段的配电网电缆运行状态,能够为客户分别提供电缆振荡波局部放电检测与定位、电缆超低频介损老化状态评估、电缆主绝缘故障检测以及电缆路径走向查找、目标电缆带电/停电识别等全套的解决方案,通过运用多种电缆检测技术,能够准确评价电缆制造、敷设、安装、运行等环节中的质量缺陷,增强在运     

中高压XLPE电缆故障种类及机理辨析

以设备故障的浴盆式曲线为主线,描述了中高压XLPE电缆的故障种类,并对其故障机理进行了剖析。归纳分析显示,XLPE电缆的初期故障主要为电缆附件故障,主要由附件安装缺陷、附件与电缆绝缘尺寸不匹配等引起,也包含绝缘材料缺陷所导致的电树枝击穿,以及安装未严格按设计要求进行所导致的电缆局部过热所引起的绝缘击穿事故;末期故障主因为绝缘老化,主要出现在电缆本体,如水树枝逐渐生长最终引起电树枝击穿等;导致中期故障的原因最难判别,因为中期故障可能出现在电缆的任何位置,而且导致故障的原因较多,如主绝缘的电树枝、水树枝老化、电缆外护套损伤导致局部过热,以及由于电缆附件橡胶绝缘老化导致回弹力下降所引发的电缆绝缘故障等。     

基于振荡波局部放电检测的配电网电缆典型缺陷分析与状态评价

随着浙江电网配电网电缆使用规模的快速扩大及配电网运行可靠性要求的日益提高,在复杂多变的现场环境下,在有限的停电时间内对电缆健康状态进行准确评价,并对检修方案进行科学决策仍然是一大难点。介绍了在实验室开展的配电网电缆典型绝缘缺陷的模拟试验及局部放电特征分析,结合在G20保供电期间开展的大量现场试验结果分析,发现热缩电缆终端的老化问题、冷缩式应力管握力衰减、电缆附件施工工艺、电缆内部及线芯进水为电缆缺陷的5类主要原因。通过对典型案例分析表明,综合考虑局部放电位置、投运年限、放电量水平,细化、优化基于振荡波局放检测的状态评价依据,能够有效指导配电网电缆运行维护的决策。     

局部放电测量技术在电缆故障预定位中的应用

针对传统的电缆高绝缘电阻故障定位技术在应用中可能存在因故障点无法击穿或燃弧时间过短,进而导致电缆故障无法有效定位的问题,结合局部放电脉冲行波法定位技术,提出将局部放电脉冲电流法测量技术应用于电缆故障定位的新方法。对于35kV及以下电压等级中压电缆线路,提出基于脉冲电流法的局部放电脉冲定位技术;对于110kV及以上电压等级的高压、超高压电缆线路,提出采用多个中间接头分布式局部放电测量技术的新型高阻故障定位方法。针对部分不同电压等级的电缆高阻故障,进行了现场实际定位测量,准确的完成了故障部位的定位。在现场电缆高阻故障定位中的成功应用表明,该技术具有良好的应用前景。     

局部放电检测在开关柜中的应用

开关柜是配电网系统中的重要设备,在工厂供电系统中存有大量的开关柜.为提高开关柜的运行可靠性,迫切需要对电力设备运行状态进行评估,及时反映运行设备的问题,以便采取预防措施避免突发停电事故的发生.通过此我们可以将检修工作的重点从“定期检修”转移到“状态检修”.据统计,电气设备所发生的绝缘事故大多与局部放电有关,而通过对设备进行在线局部放电检测是运行设备绝缘状态检测的有效方法.利用在线局部放电检测技术对开关柜进行绝缘检测可以及早发现开关柜内绝缘故障,及时对故障点进行维护处理,因而可以大大提高工厂配电系统的供电可靠性.     

基于振荡波局部放电检测的电力电缆绝缘老化状态评价与故障定位

随着我国社会发展进步,电缆线路的铺设速度愈发加快.交联聚乙烯电缆凭借其优良的运行性能,在国内广泛铺设,但囿于复杂的运行环境,电缆常因此受到不同程度的绝缘老化.目前,在高压交联电缆线路现场试验和状态检测中,阻尼振荡波电压下的局部放电实验还未有重大突破,缺乏相关的实验数据.文中介绍了振荡波局部放电实验的原理及其实验装置,并对通过对比分析三条绝缘老化程度差异明显、在电缆接头与终端分别出现绝缘缺陷的电力电缆,得到了绝缘老化程度与电缆局部放电参数(放电起始电压、放电电量等)之间的相对关系.凭借局部放电定位的手段,进行了电缆绝缘老化故障的位置分析,并证明了阻尼振荡波电压下的局部放电实验的优良性与适用性.     

XLPE电缆状态监测与绝缘诊断研究进展

交联聚乙烯电缆的绝缘状态关系到输配电系统的安全可靠运行,因此,研究电缆状态监测和绝缘诊断方法工程意义重大。依据电缆不同服役阶段的缺陷特征、故障原因以及绝缘检测方法的特点,总结了适合电缆不同老化阶段的状态监测和绝缘检测方法的研究现状。介绍了针对电缆服役早期由于制造及安装原因引起的缺陷(气泡、划痕)从而导致电缆故障的局部放电检测方法,包括局部放电测试所用各种传感器的原理、特点,并指出放电图谱与缺陷类型的关系是局部放电方法后续研究的重点。总结了适用于电缆运行期间的护套电流及温度的在线状态监测研究现状。综述了适合电缆运行中后期整体老化的基于陷阱参数的绝缘检测方法,包括Qt、空间电荷、极化/去极化电流法,同时指出了基于陷阱特性评估绝缘性能方法存在的不足,认为后续的研究需要进一步制定陷阱参数测试相关标准,积累数据,建立普适的陷阱参数与聚合物老化程度之间的关联,并给出每种方法评估绝缘状态的判据。     

基于瞬时故障暂态量的配电网故障预警模型

配电网绝缘老化是一个逐渐演变的过程,配电网在发生永久故障前,时常产生大量的瞬时故障,而瞬时故障的发生又伴随着暂态量的出现。在故障发生前对故障进行预警对配电网的供电可靠性至关重要,据此提出一种配电网故障预警模型。该模型通过对母线零序电压的实时监测,在电压超过门槛值时,通过选线系统采用小波包算法进行相位分析选出绝缘老化馈线后,将数据送入预警系统进行分析计算,在馈线老化值超过预警值时发出告警信号,提示运行人员进行巡线检修。对实际工程数据进行验算表明,该模型能实时、有效地监测配电网馈线绝缘状态,达到预警的目的。     

基于图像特征和深度森林的乙丙橡胶电缆绝缘

为了更准确地对乙丙橡胶电缆绝缘老化状态进行识别,提出了一种基于局部放电图像特征和深度森林的识别方法。文中制备了不同老化状态的乙丙橡胶试样,搭建了局部放电试验平台,通过试验获得了不同老化状态的乙丙橡胶试样局部放电谱图,并从局部放电谱图中提取了19个特征参量,结合深度森林网络对不同老化程度的试样进行识别。结果表明：通过结合局部放电谱图特征和深度森林网络能够准确的识别电缆老化状态,且识别率优于其他传统分类算法。将局部放电图像特征与深度森林结合应用于电缆的绝缘老化诊断具有较好地工程应用前景。     

基于共模功率的交直流混合配电网单极接地故障识别方法

交直流混合配电网中高占比的电力电子设备对系统故障的识别提出了挑战，如何准确识别短路故障并采取对应的系统保护策略成为一大难题。为实现交直流混合配电网的安全稳定运行，提出一种基于共模功率的故障识别方法，通过判断基于共模功率的单侧故障信号和共模电压的极性，识别出直流线路区内外的单极接地故障，并制订单极接地故障保护策略。基于RTLAB平台搭建了交直流混合配电网硬件在环测试平台，并在系统不同位置开展单极接地故障试验。仿真结果验证了所提方法能有效识别出直流线路区内外的单极接地故障，且有较强的抗过渡电阻能力。     

基于电桥法电缆绝缘故障自动测距的研究

针对行波法在电力电缆绝缘故障定位中存在反射波头难以识别、对电缆长度有特定限制、对专业经验要求较高等问题,本文设计了一种数字式电缆绝缘故障自动定位仪。该仪器基于电桥法原理设计,集电缆长度测量电桥及电缆绝缘故障定位电桥于一体,无需电缆的长度数据。通过恒流检测电路自动提高高压电源的输出电压;采用高精度数字电位器以及单片机控制人机接口、光电隔离和电桥平衡等部分,确保系统具有高精度、稳定性和快速性;高低压之间采用光电隔离,不仅实现了电气上的完全隔离,也提高了系统的抗干扰性。