煤矿高压电缆绝缘监测系统设计与应用研究

针对某煤矿井下高压供电电缆绝缘性能变化导致事故频发的问题,开展了高压电缆绝缘状态监测系统设计。结果表明,检测系统运行稳定,达到了高压电缆绝缘状态实时监测的效果,监测系统的使用,降低了井下供电系统因高压电缆绝缘故障导致的一系列问题,应用效果显著。     

矿用低压电缆三相对地绝缘状态在线监测技术的研究

针对矿井电网现状,分析了现有的井下电缆三相对地绝缘参数监测手段,对附加低频信号法进行了原理分析与MATLAB/SIMULINK仿真验证;该技术通过漏电保护系统装置测量的电量信号,引用所推导的参数计算公式,分析出矿井电网各个支路电缆的绝缘状态;检测出的电缆三相绝缘参数同时可作为单相接地故障选线判据,装置测量出的电量信号也可作为漏电保护中零序功率方向型选线法的判据,二者相互佐证,增加漏电保护装置故障选线的准确率。论述该方法在绝缘监测领域的优点,并对不同情况下的绝缘故障予以了讨论分析,阐述了该技术的可行性与可靠性。     

高压电缆绝缘状态在线监测及诊断系统的设计

为更好地保障矿井高压电缆的安全稳定运行,通过分析矿井高压电缆的老化机理,发现伴随着电缆绝缘的老化,电缆发出的局部放电脉冲信号也会发生变化,基于此提出了可通过监测电缆局部放电脉冲信号的变化来间接判断电缆绝缘的老化程度的构想。设计了电缆绝缘在线监测系统的结构,通过应用数据采集模块来采集电缆局部放电脉冲信号,再对采集到的局部脉冲信号进行降噪处理,这些经降噪处理后的局部脉冲信号经光纤通讯网络传输至上位机,上位机进行分析处理,进而实现对高压电缆实际绝缘状态的实时监测与科学诊断,经试验测试,该监测诊断系统监测结果准确、可靠,可为高压电缆绝缘状态的判断提供技术支持。     

井下高压电缆局部放电及其传播特性研究

研究了高压电缆的局部放电与传播性能。通过构建井下高压电缆绝缘监测装置,进而现场采集电缆的局部放电信号,并对其传播性能进行了仿真分析,验证了其衰减特性。根据信号的反射特性预判绝缘下降点位置,能够达到电缆绝缘状态和预警实时监测的目的,证明了该监测装置的适用性,为相关系统研究提供了理论依据。     

基于线性预测残差分析与压扩算法的高精度局部放电定位检测方法

局部放电（PD）是导致变压器、气体绝缘全封闭组合电器、高压电缆等变电装备绝缘故障的主要原因,也是反映变电装备绝缘状态以及研判绝缘老化程度的主要依据。针对现有的超声局放监测存在的传感器灵敏度低、故障定位精度不高等问题,利用多传感器信号融合,研究了一种线性预测残差分析和压扩算法相结合的高精度PD定位检测方法,对多个传感器检测到超声局放脉冲信息之间的到达时间差做出准确估计。在此基础上,研制了一种智能超声局放传感器系统,通过源端局放超声波信号的自适应滤波和放大,提高了传感器的现场抗干扰能力和检测灵敏度。实验结果表明所提出的PD源定位方法的定位精度在1.2 cm内,验证了所提出的智能超声局放传感器的高定位精度。     

矿区通信基站直流漏电保护的研究

为了解决露天煤矿矿区智慧消防系统通信基站的高压直流（HVDC）供电系统当任意支路绝缘下降时,形成对人身触电危险性的问题,提出了基于信号注入法的高压直流供电系统电缆在线绝缘保护;论述了HVDC供电电缆绝缘在线检测技术原理及方法,设计了高压直流供电系统漏电故障检测系统,通过8条不同长度线路,依次进行了不同程度绝缘下降进行高压直流供电系统电缆漏电模拟实验。研究结果表明：当高压直流供电系统8条不同长度供电电缆发生不同程度的漏电时,在线绝缘检测系统能够准确选出发生漏电故障的线路,并测量出绝缘下降的程度,其误差在±5%的范围内;该漏电保护装置为人身触电安全提供了保障。     

煤矿井下电缆接头电弧故障监测系统设计与应用

针对煤矿井下电缆接头经常出现电弧故障的问题,开展了煤矿井下电缆接头电弧故障监测系统的设计工作,提出了监控系统具体的功能要求,完成了监测系统总体方案、软件程序和监测主界面的设计。应用结果表明,该监测系统工作稳定可靠,大大降低了企业因电缆接头电弧故障修复导致的停产停工时间。     

电力电缆及附件故障的行波反射检测方法

根据行波反射法原理提出了恶劣环境中的电缆及附件故障检测的新方法,并进行了电缆接头故障和电缆接头绝缘老化的模拟实验,验证了该方法的有效性和可靠性,证明了其工程应用上的可行性和创新性,使煤矿、水利等行业在生产运行中有效避免电缆事故带来的损害,提高了生产效率。     

井下10kV动力电缆绝缘在线监测系统研究

针对煤矿井下特殊的工况环境,造成煤矿井下高压电缆绝缘层容易老化,导致供电线缆绝缘失效,影响井下正常生产,本文对井下常用10kV动力电缆绝缘状况进行实时在线监测,通过交流叠加法对电缆绝缘状态进行判断,并完成相应软、硬件的开发。通过对电缆绝缘在线监测系统的现场模拟试验,证明该系统具有较高的准确性和灵敏度,为煤矿井下其他电缆绝缘监测提供了一定的参考价值。     

矿井主通风机高压电动机绝缘状态监测系统研发

针对目前矿井主通风机电动机绝缘状态在线监测可靠性和稳定性差的问题,在分析监测技术现状的基础上,设计了矿井主通风机高压电动机绝缘状态监测系统硬件电路,开发了以C8051F020单片机为核心的绝缘状态监测系统应用软件。该监测系统可实现对高压电动机绝缘电阻、温度、局部放电、工频电压等信号的有效采集、存储和处理,并将采集到的信号传至上位机进行分析处理。对设计的矿井主通风机高压电动机绝缘状态监测系统进行实验室调试,并在寺河矿二号井进行工业现场试验,结果表明:系统功能完善,运行稳定,数据检测实时、准确,能够满足矿井主通风机高压电动机绝缘状态在线监测的要求。     

矿用高压电缆绝缘在线监测系统的研究

矿用高压电缆的绝缘状况对煤矿电网的正常运行意义重大,而局部放电（PD）信号的提取与分析是矿用高压电缆绝缘状况监测的关键所在。设计并开发了一种矿用高压电缆的在线绝缘监测系统,介绍了其工作原理和结构组成,采用了融合形态学滤波与基于Sqtwolog函数的小波阀值的PD降噪方法,通过分析矿用电缆的局部放电情况来评估电缆的绝缘状况。经实验室模拟放电试验和对平煤股份十矿配电中心的MYJV型6 kV交联聚乙烯铜芯电缆进行在线监测,结果证明监测系统可以有效去除噪声干扰,并能准确地反映矿用电缆的绝缘状况。     

低频叠加法电源参数的优化及影响

针对XLPE电缆绝缘监测中低频叠加法电源参数对检测精度的影响问题,研究了XLPE电缆绝缘故障检测精度、选择性与低频叠加电源参数之间的关系,综合考虑低频叠加法电源幅值和频率2个因素进行实验分析。结果表明,在一定频率下,随着叠加电源幅值的降低,阻性电流成分增大,绝缘检测精度相应提高;在一定电压下,随着叠加电源频率的降低,电缆绝缘检测精度逐渐升高,低频叠加法对电缆故障的选择性越好。     

低频叠加法电源参数的优化及影响

针对XLPE电缆绝缘监测中低频叠加法电源参数对检测精度的影响问题,研究了XLPE电缆绝缘故障检测精度、选择性与低频叠加电源参数之间的关系,综合考虑低频叠加法电源幅值和频率2个因素进行实验分析。结果表明,在一定频率下,随着叠加电源幅值的降低,阻性电流成分增大,绝缘检测精度相应提高;在一定电压下,随着叠加电源频率的降低,电缆绝缘检测精度逐渐升高,低频叠加法对电缆故障的选择性越好。     

基于模糊诊断的动力电缆温度在线监测系统

动力电缆温度在线监测系统对电缆连接头的温度进行实时监测,应用模糊理论对电缆过热故障特性的原因进行诊断,发现电缆运行异常时,系统及时报警并通知运行人员进行处理。该系统能很好的对电缆接头实行监控,操作具有很高的实效性,可防止火灾的发生。     

一种矿井高压电缆绝缘监测新方法

为保证矿井电网的安全运行、减少电缆接地事故,解决煤矿电力电缆的绝缘实时监测问题,提出一种电缆绝缘"准在线"监测的新方法,分别分析了带负载运行与空载运行时互感器的量程及精度对算法的影响,并用MATLAB进行了仿真验证。研究结果表明:结合电网实际情况,在电缆的检修期间使用广域同步测量系统(WAMS)作为技术手段,通过程序人为地控制检修的高压电缆短期空载运行并采集其电流、电压,计算电缆对地绝缘电阻值,可做到对电缆绝缘状态的"准实时"监测。该方法在一定范围内可以准确地测量电缆的绝缘电导(电阻)值与tanδ值,采用该方法进行电缆绝缘状况监测是可行的。     

基于AM3358的煤矿电力电缆状态在线测量系统设计

针对煤矿电力电缆绝缘状态测量信号不稳定和绝缘参数准确度低等问题,设计了一款以AM3358处理器为核心的绝缘状态参数远程测量终端RTU,并给出了关于系统的软硬件设计。采用广域测量方案,通过EtherCAT同步电缆两端RTU的控制时序,进而实时采样电缆两端的电压、电流和温度等参数。借助矢量运算,准确计算电缆的绝缘电阻和对地电容,在线评估实际工况下电力电缆的绝缘性能,对大幅提高矿井供电系统的安全可靠性有重要意义。     

云冈矿3M电缆中间接头的应用

本文针对电缆中间断裂或爆损等故障导致电缆不能正常供电,提出了采用新一代电缆中间接头抢修方案,介绍了该电缆接头绝缘防水装置的结构和制作工艺流程,现场实践应用效果良好,为矿井安全供电提供了可靠性。     

基于低频叠加法的矿用低压电缆在线监测研究

低频叠加法可实现对矿用低压电缆绝缘的在线监测,能够反映各种不对称故障,具有良好的故障选择性。利用电容电流补偿法对低频电流进行处理,可得到电缆的阻性电流,获取电缆绝缘电阻参数,实现对电缆绝缘水平的实时监测。     

谐波继电保护

<正> 通常继电保护是依靠检测故障电路的电流或电压基波成分来实现。在煤矿供电系统中,对接地故障的监测习惯采用芯线平衡互感器(CBT)。在没有接地故障时,它的副边输出可以忽略不计,而只有在接地故障期间,互感器副边产生的电压信号足够使后面的电路推动接地故障继电器,使开关跳闸。可是,这种保护对较小电流的接地故障或由于绝缘降低产生的微小电流接地故障拒动。这种依据故障电流基波成分的幅值比较的保护方法是不可能胜任大电阻接地故障检查或电缆网络的绝缘监测。本文讲述一种最新的谐波继电保护系统,它用于煤矿供电系统保护,根据监测绝缘降低、接地故障和击穿等期间,CBT副边信号的谐波成分来动作。当网络绝缘降低时,由于间隙中电能释放(放电和微小火花)而产     

露天矿用电缆卷放车智能保护系统设计

针对电缆卷放车运行中可能存在的电流型、电压型故障,设计了以STM32F103RCT6单片机控制单元为核心,集采集,判断,保护与查看功能于一体的电缆卷放车智能保护系统,实现了对电缆卷放车的可靠保护。由于传统的过电流保护方法在电缆卷放车出现电流故障时不能进行全面有效的保护,因此引入对称分量法作为保护的基本理论以检测电缆卷放车运行中的电流故障,通过测量电缆卷放车运行时的电流幅值、电流的零序、负序分量以及电压幅值,对电缆卷放车进行短路故障保护、断相故障保护、三相不平衡故障保护、单相接地故障保护、两相接地故障保护、欠电压故障保护以及过电压故障保护。为了将采集到电压、电流信号转变为单片机可以处理的单极性小信号,设计了信号调理电路,同时设计了保护系统的软件,包括数据采集处理、数据分析计算与检测判断、保护动作执行以及人机交互部分,实现了对电缆卷放车运行状态的判断和故障报警功能。试验结果表明,该保护装置符合保护要求。