基于多元变分模态分解与峭度的配电电缆故障定位方法

针对现有配电网电缆故障定位的准确率和可靠性均偏低的问题,提出一种基于多元变分模态分解（multivariate variational mode decomposition,MVMD）与峭度的故障定位方法。鉴于MVMD模态数K及惩罚因子α对算法与信号的匹配度有较大影响,改进了MVMD的参数;利用改进的MVMD算法分解故障电流暂态分量,获得多个本征模态函数分量后分别计算其峭度,取峭度最大值所对应的模态为特征模态,并标定行波波头;修正电磁暂态下的行波波速,用双端法行波测距实现故障的精准定位。仿真结果表明：故障点距离电缆中间位置越近,其定位精度越高;当故障点靠近电缆两端,则其定位误差相对较大,但均在0.3%内。该方法不受故障电阻的影响,且定位结果具备高精度与高可靠性。     

基于CEEMD-PSD算法的变电站控制电缆故障定位方法

频域反射法（frequency domain reflection,FDR）是电力电缆故障定位的有效办法,但尚未应用于控制电缆,且现有FDR法存在频域泄露严重、灵敏度低等问题,导致故障定位误差较大。该文提出了采用补充集合经验模态分解（complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD）与功率谱密度（power spectral density,PSD）联合算法,实现了变电站控制电缆精准定位。首先通过CEEMD对首端反射系数谱实部进行分解,然后对模态分量进行加努塔尔-布莱克曼混合卷积窗（nutall-blackman window）处理;最后对加窗后的模态分量进行PSD分析,获得故障电缆的定位曲线。该文搭建了控制电缆模型进行仿真研究,并选取总长为100 m,在50 m存在故障的ZR-KVVP2-22 4×4型控缆进行实验验证。仿真及实验结果表明：与传统FDR定位方法相比,该文所提方法可以有效抑制频谱泄露,提升故障识别的灵敏度。     

电缆故障定位方法及应用研究

为了找到一种简洁、经济、实用的电缆故障定位测试方法,本文介绍了目前常用的几种电缆故障定位方法并总结了各种方法的优缺点,在对以上方法的测试原理进行理论分析的基础上,结合驻波形成原理,经过数学推导和反复试验验证,提出了一种采用扫频仪进行电缆故障定位的方法,并对该方法的应用条件和试验步骤进行了详细说明.试验验证:该方法对一定距离的电缆故障能够进行定位,能准确地测出故障点位置,测量相对误差小于0.5％,是一种行之有效的方法.     

基于时频域反射法的高温超导电缆故障定位研究

针对我国超导电缆公里级示范工程的运维需求,采用基于伪Wigner-Ville分布的时频域反射法,测量不同温度和不同类型模拟缺陷下超导电缆的时频信号变化,分析不同温度下时频分析在超导电缆故障定位中应用的有效性,并通过改变入射波的中心频率和带宽,研究入射波形形态对故障定位的影响。模型样缆采用国产35kV冷绝缘三相统包高温超导电缆,缺陷模拟相设置了绝缘缺失、对地绝缘电阻逐渐减小、短路3种类型的故障,检测温度设置为室温、液氮和回温3种环境。结果表明:室温环境下,基于伪Wigner-Ville分布的时频域反射法对上述3种故障反射的反应灵敏度依次增加,定位误差小于3%,入射波的中心频率或带宽越高,引起的衰减越大,定位需要的时间补偿就越多;液氮环境下,针对绝缘缺失和短路的叠加故障,当温度下降至77K附近时,故障处归一化时频互相关峰值随温度的小幅度下降而逐渐减小,且波速明显升高;温度回升过程中,该方法的定位准确度不受温度变化和电缆状态的影响,误差仍小于3%。回温过程中随着温度的变化,超导电缆故障处和末端归一化时频互相关峰值大小发生明显的同步变化,该现象可评估现场超导电缆系统中液氮泄漏导致的温度上升问题。     

基于S变换与时频域反射的电缆缺陷定位方法

针对电力电缆的局部缺陷定位问题,提出一种基于S变换与时频域反射（time-frequency domain reflectometry,TFDR）的电缆缺陷定位方法。在分析传统电缆缺陷定位方法原理的基础上,利用S变换求取TFDR测试波形的时频分布,并计算时频分布的时频互相关函数,再通过时频互相关函数曲线的局部峰值对电缆局部缺陷的位置进行判断。结果表明：相比于传统的TFDR方法,本文方法的时频分布不存在交叉项干扰,从而消除了时频互相关函数曲线中干扰的局部峰值,且电缆缺陷定位结果的可靠性较高,局部缺陷的检测盲区较小。最后对10 kV交联聚乙烯（XLPE）电缆进行仿真和实测分析,结果显示本文方法可以有效定位电缆的局部缺陷,并且缺陷定位的绝对误差较小。     

基于反射系数傅里叶逆变换的电缆局部缺陷诊断方法研究

为了及时发现电缆中存在的潜伏性缺陷,研究一种基于反射系数傅里叶逆变换的电缆局部缺陷诊断方法.首先根据传输线理论建立电缆计算模型,然后采用快速傅里叶逆变换(IFFT)将电缆首端反射系数谱转换到空间域,最后利用缺陷定位诊断函数DF(x)实现电缆局部缺陷的定位和诊断.针对存在典型局部缺陷的10 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆...     

电缆局部缺陷的步进频连续波定位方法

电缆缺陷定位是电缆检修的重点,宽频阻抗谱法(broadband impedance spectroscopy,BIS)是一种常用的频域反射电缆缺陷定位方法,BIS面临的问题是,现场的噪声会干扰测量,且检测效率不高。因此提出了一种基于步进频连续波(stepped frequency continuous wave,SFCW)的新方法来提高电缆缺陷定位的检测效率和抗干扰能力。首先,依据SFCW电缆缺陷定位的原理结合电缆分布参数模型进行电缆缺陷定位仿真实验。然后,在实验室300、611 m长的射频同轴电缆和180 m长的10 kV XLPE电缆上进行缺陷定位测试,验证了所提方法的有效性。试验结果表明：SFCW能有效定位电缆的缺陷,定位误差小于0.6%,首末端定位盲区小于8 m,对于模拟缺陷的有效定位距离大于511 m;相较于BIS法,SFCW方法将抗噪能力提高了5.7～10.1 dB,SFCW方法定位一根电缆的测试时间已小于10 s,检测效率有了较大提升。     

基于频谱序列峭度分析的小电流接地故障区段定位研究

针对基于暂态重心频率的配电网故障区段定位方法在故障点下游存在重心频率选取困难的不足,提出对故障监测点零序电流分量的傅里叶频谱分析序列进一步采用峭度分析。对于故障点上游区段,零序电流暂态重心频率分量幅值远高于次谐振频率分量幅值,其频谱分析图近似单一冲击形状,从而峭度计算值较大。对于故障点下游区段,零序电流分散分布在各个谐振频率分量上,其频谱分析图成多冲击形状,从而峭度计算值较小。因此,利用相邻两监测点峭度计算值的最大差值即能判定故障区段。大量ATP/EMTP仿真证明所提方法在故障点下游暂态重心频率不明显时仍能有效判出故障区段,可以作为暂态重心频率判据的补充。     

地下电缆故障精准定位方法

针对地下电力电缆故障查找的难题,基于传统的电缆故障定位方法,结合实践提出了一种通用的三步定位法,通过确定故障类型、故障预定位、故障精准定位三步定位流程可直接精确定位至电缆故障点,实践证明该方法可有效提高电缆检修排障的效率,具有较强的通用性和实用性。     

基于泄漏电流的高压电缆线路故障测距方法

为实现高压电缆线路短路故障发生后准确故障定位,提出一种利用故障通道泄漏电流的离线故障测距方法。该方法在短路故障发生后于电缆终端加直流电压,泄漏电流主要通过故障击穿通道沿金属护层流入两端接地点,在线路两端接地点检测护层电压,通过单位长度金属护层阻抗与泄漏电流和护层电压的关系,可计算出故障点位置。仿真结果表明,该方法能够有效的定位故障点位置,其相对误差不超过8%,绝对误差不超过50 m。     

基于倒置电桥法的电力电缆故障定位

针对电力电缆故障定位问题,提出了基于倒置电桥测量电力电缆故障点的方法,根据传统电桥法在电桥平衡的条件下比较故障电缆接线端部到故障点之间的电阻与无故障电缆电阻而确定故障点的基本原理,通过电路变换,将故障处的电阻转移至电桥上,从而消除了故障电阻对测量精度的影响。并且提出了通过外加电路来消除影响测量精度的接地电流的方法。分析了在测量相与故障相电缆电阻等值和不等值2种不同工况下应用该方法进行测量的具体手段以及应用测量数据对故障点位置进行测算的方法。该方法具有测量范围广、精度高、设备简单、易于操作等特点。在PSCAD/EMTDC软件仿真中,应用该方法对不同故障电阻下的电力电缆故障点进行了估算,结果表明该故障定位方法准确、高效。     

一种基于Prony算法的直流配电网电缆故障定位方法

直流配电网电缆发生短路或接地故障时,直流断路器将故障区间隔离,此时为尽快排除故障恢复供电,需要快速确定故障点的位置。本文根据配电线路特征使用RL简化线路模型分析故障回路,提出在故障区间始端投入一个小型电容用于向故障回路放电,电容、线路和故障点过渡电阻形成一个串联的二阶电路,该二阶电路的特征频率和衰减系数反映了回路参数。利用Prony算法提取电容放电电流的特征频率和衰减系数,可以确定故障回路参数,得到故障距离。为避免线路电感分布不均影响定位精度,本文提出采用双端测量法消去线路电感,利用电阻参数计算故障距离。在Matlab/Simulink工具箱中搭建了仿真模型,仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于小波分析频差性的电力电缆故障测距

为了提高电力电缆在线单端故障测距方法运用到放射状中压配电系统的准确性,研究了电压行波在配电系统不同地点的反射和透射频差特性,运用小波变换结果模极大值确定电压行波到来时刻的同时,利用所选小波滤波器相频特性提炼电压行渡信号携带的原有频差特性信息.有效地判断出到达母线的第2个行波是故障点反射波还是对端母线反射波.基于某变电站出线构建EMTP仿真模型,仿真结果表明这种利用小波分析频差性的电力电缆在线单端故障测距方法能够较精确地寻找到故障点.     

基于功率平衡的电力电缆故障测距方法

提出了一种电力电缆故障测距方法 ,该方法采用电缆线路的分布参数线路模型 ,根据功率平衡原理推导出故障测距方程 ,并通过搜索迭代方法解之。该方法仅采用线路的单端数据 ,不受过渡电阻的影响 ,无需解复杂的长线方程 ,易于实现。仿真计算表明 ,该方法具有很高的准确性。     

基于时频域反射法的核电站仪控电缆缺陷检测

为确保核电站中仪控电缆的安全运行,时频域反射法(time-frequency domain reflectometry,TFDR)被广泛用于识别和定位仪控电缆中的缺陷。文中对比魏格纳-维利分布(Wigner-Ville distribution,WVD)、伪魏格纳-维利分布(pseudo Wigner-Ville distribution,PWVD)、平滑伪魏格纳-维利分布(smooth pseudo Wigner-Ville distribution,SPWVD)算法的优势,并提出时频域互相关曲线(time-frequency cross-correlation,TFCC)的能量区间放缩法。分别对50 m和148 m的多芯交联聚烯烃仪控电缆进行短路、断路、绝缘屏蔽层破损和局部热老化的缺陷模拟,并基于TFDR,采用3种时频分布算法进行实验处理。随后,基于局部热老化的检测,采用能量区间放缩法,对TFCC定位峰主瓣较宽的问题进行改善。实验结果表明:经过SPWVD处理后,TFCC的主瓣较宽;在正常电缆检测时,PWVD对交叉项有更好的抑制作用;但在单缺陷检测中,SPWVD具有更好的缺陷识别能力;通过采用能量区间放缩法,可分离相近的定位峰,加强对微弱反射信号的判别。     

基于脉冲差分的高压电缆故障定位方法及设备研究

针对目前高压电缆故障定位方法存在的不足,文章研究了基于脉冲差分的高压电缆故障定位方法及设备。文中依靠两路高压输出和差分信号耦合,结合软件优化算法实现了冲闪和直闪脉冲差分故障的定位,解决了目前高压电缆闪络或间歇性故障定位存在的问题。通过实验,验证了定位设备和定位方法的参考作用。该方法波形识别简单,具有更高的灵敏度和定位精度,有着很好的应用前景。     

基于光纤脉冲传输的海缆故障测距系统及方法

针对海底电缆运维技术,尤其是在线故障位置检测手段不足,如现有GPS对时在线测距装置电路复杂、成本高、可靠性差、定位精度低的问题,文中提出了一种基于光纤脉冲传输的海缆故障测距系统及方法。该系统利用海缆中的光纤传输脉冲信号,通过优化设计可编程计数单元延时方波脉冲和测距算法,消除测试盲区,实现海缆全长范围的在线故障位置检测功能。试验结果表明:该系统硬件简单、可靠性高、安装方便、定位精度高。     

一种基于Hilbert-Huang变换的电力电缆故障测距方法

为了提高电力电缆故障测距的灵敏性和准确性,提出一种基于Hilbert-Huang变换的电力电缆故障测距方法。针对电缆故障时暂态行波信号奇异性不明显问题,HHT能在不需要选择基函数的条件下对信号进行自适应时频分析,应用经验模态分解(EMD)方法对信号进行唯一分解。EMD能在保持信号良好的时域特性和频域特性的同时得到信号的时频和能量分布关系,有利于提取信号的奇异性,进而减小测量误差。通过不同方法对故障进行数值仿真测距,仿真结果表明HHT故障测距方法具有很好的优越性。