新型高压电缆状态监测系统研究

新型的高压电缆状态监测系统是以状态监测和故障排查为主要目的。整个监测系统主要由监控系统、预警系统和报警系统组成。系统将物联网、三维可视化和其他技术有效地结合在一起,并能够让电力电缆实现智能化运维。本文主要对新型高压电缆状态的监测系统进行研究。     

矿用高压电缆绝缘在线监测方法

为了实时监测矿用高压电缆的绝缘状态,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的矿用高压电缆绝缘在线监测方法。该方法利用WAMS实时同步获取电缆线路首末两端的电压和电流,通过建立电缆线路对地等效电路模型推导出电缆的绝缘电阻、等值电容,从而动态监测电缆的绝缘状态。仿真结果表明,该方法测量精度满足矿用高压电缆绝缘在线监测要求,且随着电缆绝缘劣化程度增加,该方法测量误差逐渐减小。     

一种基于相关性分析和模糊规则的高压电缆状态评价方法

以提升电缆专业相关数据的利用率和研判水平为目的,研究电缆监控数据、负荷数据、本质属性数据、介损试验数据、OWTS试验数据5种数据之间的关联程度,降低电缆专业状态评价工作对人工经验的依赖性。本文提出了一种结合相关性分析和模糊规则的高压电缆状态评价方法。分别采用Pearson相关性分析、Spearman相关性分析、Kendall相关性分析三种方式,将接地电流、光纤测温、电缆接头数量、OWTS试验数据、介损试验数据等13类电缆相关数据在5组常规归类的基础上挖掘出4组相关性归类分组,分析各类数据间的潜在关联性。通过制订双输入单输出、三输入单输出两种模糊规则,对22条线路按9组归类进行状态评价,得到各线路状态评价得分,解决电缆运行状态评价过度依赖人工经验的问题。     

基于特高频和CNN-LSTM-Attention算法的高压电缆故障诊断方法

随着高压电缆的加速发展和老化,由局部放电(partial discharge, PD)引起的故障问题亟须解决。为此,提出了一种基于特高频(UHF)局放技术与CNN-LSTM-Attention算法的高压电缆故障在线智能诊断方法。首先,对高压电缆的PD产生机理,以及UHF局放技术的实现过程进行描述。其次,利用巴特沃斯(Butterworth)对PD信号进行高通滤波,采用小波变换对信号进行去噪,IPLR算法对PD信号进行降维处理,进而实现特征量的准确提取。最后,建立由CNN-LSTM-Attention算法构成的智能诊断模型。模型中卷积层(CNN)提取轮廓特征,长短期记忆层(LSTM)提取信号时序特征,注意力层(Attention)学习信号重要时序部分。通过实际数据仿真表明：相比传统神经网络方法,CNN-LSTM-Attention神经网络检测方法能够准确识别高采样率的异常放电信号特征,且故障识别准确率明显提高。     

煤矿高压电缆绝缘在线监测研究

分析了煤矿高压电缆出现水树枝老化、电树枝老化和整体均匀劣化下的电气特性,采用小波消噪技术和基于正交分解的信号分离技术进行接地线电流噪声处理,通过接地线电流的变化趋势和设定阈值来判断电缆是否发生绝缘劣化。Matlab仿真结果表明,研究各条线路的绝缘参数变化与相应接地线电流不同分量的关系,可实现对煤矿高压电缆绝缘在线监测特征信号的提取。     

基于QT的Http协议在高压电缆在线监测中的应用

随着国民经济和社会发展,高压电缆在输电设备中的保有量和所占比重不断增大。高压电缆作为城市输电线路的重要组成部分,其运行状态的在线监测变得尤为重要。结合山东省高压电缆精益化管理平台在线监测的研发和工程实施,提出了基于QT的Http协议在高压电缆在线监测中实际应用。Http是一个客户端终端(用户)和服务器端(网站)请求和应答的标准(TCP)。QT是面向对象的框架,使用特殊的代码生成扩展以及一些宏,QT很容易扩展,并且允许真正地组件编程。利用QT和C++实现利用Http协议客户端数据的发送和服务端数据的接收,实现高压电缆在线监测数据的安全传输,完成全省各地市高压电缆监测数据的汇集上送至省平台。     

矿用高压电缆在线监测系统CAN总线控制器的设计

针对矿用高压电缆在线监测系统缺乏高效监测平台和可靠通信方式的现状,提出了一种矿用高压电缆在线监测系统CAN总线控制器的设计方案,详细介绍了该控制器的硬件电路设计、程序状态机的实现、波特率的设定及SPI通信的实现。该控制器以FPGA芯片EP2C20F484C8为监测核心,以MCP2510作为总线控制器,采用Verilog HDL语言编写应用程序。实验结果证明了该控制器的实时性和可靠性。     

基于多源数据融合技术的高压电缆户外终端状态监测系统研究

针对高压电缆户外终端运行时状态受众多因素影响的特点,基于对监测系统多源数据的提取与处理,建立了高压电缆户外终端状态监测系统.首先采用独立的信息采集系统,通过不同的通信手段将数据收集后进行清洗与挖掘,并对其相关性进行分析,最后应用该系统对某220kV高压电缆户外终端进行为期五年以上的状态监测工作,验证了该系统的有效性,为...     

矿用三元乙丙橡胶高压电缆绝缘老化机理及状态评估技术研究进展

绝缘被认为是电气设备中最薄弱的环节。煤矿特殊工况和电、热、机械应力等老化因子的共同作用,使矿用高压电缆的三元乙丙橡胶（EPDM）绝缘老化机理判定与状态评估存在很大的难度。针对煤矿用高压移动软电缆的EPDM绝缘,介绍了EPDM的基本性能和经受的老化因子类型。基于多老化因子作用下EPDM的理化性能、机械性能、电性能,分析了EPDM老化机理。综述了绝缘电阻、局部放电、介质损耗因数和温度等矿用高压电缆绝缘在线监测方法的基本原理和存在的问题。总结了矿用高压电缆绝缘状态评估方法研究现状,介绍了基于改进雷达图的多参量和基于介质损耗的单参量矿用高压电缆绝缘状态评估方法。为应对煤矿智能化发展,一方面矿用电气设备智能化需要在智能感知、智能控制方面开展研究,弥补状态感知环节和状态评估特征量缺失的问题;另一方面需要研究轻量化模型或算法,降低设备旁智能终端的计算复杂性、参数量和分析耗时,提高状态评估技术的可实施性,为实现智能分析和智能决策奠定基础。     

基于小波神经网络监测刀具状态的研究

针对切削过程中振动信号和AE信号的特点，提出一种基于小波分析和BP神经网络的刀具磨损监测系统。该系统能融合振动和AE信号的特征，描述信号特征与刀具状态的非线性关系，以此识别刀具状态。试验表明基于小波神经网络的刀具磨损状态监剩系统是有效的。     

井下电缆在线故障选线及定位方法研究

针对煤矿井下供电系统发生单相接地故障时故障点位置难以确定、现有离线测距方法测距精度低的问题,分析了井下电缆供电系统单相接地故障特征,提出了一种煤矿井下电缆在线故障选线及定位方法。该方法利用供电系统单相接地故障时暂态零序无功功率在选线频带内的极性选出故障线路,利用有些频带的暂态高频信号与故障距离成一定映射关系的特点,将不同条件下发生故障时得到的系统母线零序电压和线路零序电流作为输入样本对小波神经网络进行故障测距训练,从而实现故障定位。Simulink仿真结果验证了该方法的有效性和精确性。     

监测高压电缆状态用不接触式电压电流传感器

介绍了用于监测井下高压电缆工况的不接触式三态电压传感器、不接触式三态电流传感器的原理，以及应用这二种传感器来判别电缆工况的状态编码方法     

基于小波分析和神经网络的井下电缆故障测距方法

针对现有的井下电缆故障测距方法存在可靠性差、精度低的问题,介绍了一种基于小波分析理论和神经网络的井下电缆故障测距方法,并比较了BP神经网络和RBF神经网络用于该方法的测距性能。该故障测距方法采用3次B样条半正交小波对暂态零序电流信号进行小波变换,得到特定频带内的暂态零序电流模极大值,并将该模极大值作为神经网络的输入信号,根据模极大值与故障点位置的映射关系实现故障定位。仿真结果表明,该故障测距方法能够较好地进行井下电缆故障测距,且RBF神经网络的测距误差及训练速度均优于BP神经网络。     

基于小波分析的电缆故障特征提取方法研究

针对电缆状态检测过程中暂态信号靠传统检测方法难于处理的问题,提出运用小波工具箱函数,根据电缆故障暂态电压的奇异性及包含的故障状态信息,来确定故障信号产生奇变点的位置。通过低频交流电压叠加试验,应用小波函数分析绝缘树枝劣化中产生的电压信号。试验结果表明,此方法能准确确定故障信号出现的最早时刻,判定电缆绝缘的劣化程度。和传统方法相比:利用了小波的带通滤波性质,减少了信号损失,简化了检测系统硬件电路。此方法实现容易,信号分析效果好。     

基于小波分析的电缆故障特征提取方法研究

针对电缆状态检测过程中暂态信号靠传统检测方法难于处理的问题，提出运用小波工具箱函数，根据电缆故障暂态电压的奇异性及包含的故障状态信息，来确定故障信号产生奇变点的位置。通过低频交流电压叠加试验，应用小波函数分析绝缘树枝劣化中产生的电压信号。试验结果表明，此方法能准确确定故障信号出现的最早时刻，判定电缆绝缘的劣化程度。和传统方法相比：利用了小波的带通滤波性质，减少了信号损失，简化了检测系统硬件电路。此方法实现容易，信号分析效果好。     

刀具状态在线监测与智能识别方法研究

切削加工中刀具状态是影响加工质量的关键因素,刀具的磨损直接影响工件的加工精度和表面粗糙度.选择加速度传感器监测切削加工中的振动信号,针对刀具状态变化时振动能量分布随之变化的特点,提取不同频段振动能量作为特征量,利用RBF神经网络进行聚类辨识.实验结果表明,该方法具有良好的识别效果和工程应用价值.     

基于EEMD的电缆故障测距方法仿真研究

正确辨识和检测故障行波信号是实现电缆故障行波定位的关键.为了解决传统EMD方法频带混叠问题,提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)的电缆双端行波测距方法,通过EEMD提取双端故障行波线模分量的固有模态函数,利用基于瞬时频率突变和模极大值的奇异性检测原理进行行波波头的准确标定,实现故障点定位.利用PSCAD/EMTDC(电力系统CAD/电力系统仿真分析软件)软件搭建基于频变特性电缆线路的10 kV配网模型.大量的仿真结果验证了该方法可行,测距精度高.     

基于时域反射原理的矿井电缆故障

提出了一种精度高、使用范围广、易于微机实现的电缆故障定位方法，并给出了电缆在短路和断线故障时理论数学模型，探讨了如何利用该模型来实现电缆的故障定位。