專利名稱：異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及電力系統(tǒng)信號(hào)處理應(yīng)用技術(shù)，具體涉及一種異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法。
背景技術(shù)：
電力電纜故障定位是保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要措施。由于電力電纜線路的隱蔽性和檢測(cè)設(shè)備的局限性，故障點(diǎn)的快速、精確定位與查找技術(shù)還不完善。目前，國(guó)內(nèi)外運(yùn)用于電力電纜故障定位的方法主要有以下幾種行波法故障定位、 能量搜索算法故障定位、雙端行波定位方法和GPS故障行波定位方法等。其中，行波法故障定位需要對(duì)入射波與反射波進(jìn)行匹配，由于波形在電纜的傳輸過程中采集到的信號(hào)有入射波、反射波、入射波的反射波、反射波的反射波和其它干擾信號(hào)，因此由同一個(gè)局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的入射波和反射波很難匹配正確；而基于能量搜索算法的定位方法，定位誤差為厘米級(jí)，但當(dāng)局部放電信號(hào)傳播路徑中發(fā)生折、反射時(shí)，該定位方法的有效性較差；雙端行波定位方法是根據(jù)線路雙端檢測(cè)故障產(chǎn)生的初始行波，利用行波到達(dá)雙端的時(shí)間差和波速通過計(jì)算來得到故障距離，其存在的主要缺陷是必須解決時(shí)間同步的問題；GPS故障行波定位方法是一種較為理想的時(shí)間同步技術(shù)，利用GPS的同步時(shí)鐘輸出，能夠?qū)崿F(xiàn)兩端定位裝置精確到一微秒的時(shí)間同步，但由于兩端需要通訊聯(lián)系和GPS系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步，投資成本比較大，而且當(dāng)運(yùn)用于振蕩波信號(hào)采集裝置時(shí)，需在室內(nèi)進(jìn)行，室內(nèi)的GPS信號(hào)信號(hào)微弱甚至無法接收。以上這些方法均在不同程度上存在測(cè)量誤差、局限性大，入射波與反射波匹配困難，不能確定電力電纜局部放電的精確位置且成本高等缺陷，從而限制了其在電力電纜振蕩波局部放電檢測(cè)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法，通過在待檢測(cè)電纜的兩端安裝不同的局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置， 利用定位裝置檢測(cè)行波信號(hào)到達(dá)時(shí)間，然后由故障行波定位主站對(duì)所有時(shí)間信息進(jìn)行處理，并根據(jù)行波法對(duì)處理后的時(shí)間信息進(jìn)行計(jì)算得出局部放電位置。一種異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法，包括以下階段
(1)準(zhǔn)備階段將待測(cè)電纜兩端分別與振蕩波局部放電信號(hào)采集裝置連接，局部放電信號(hào)采集裝置記錄電纜產(chǎn)生的原始波形與反射波形，并將記錄的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)顯示；
(2)信號(hào)采集階段激發(fā)待測(cè)電纜的故障點(diǎn)產(chǎn)生局部放電信號(hào)，振蕩波局部放電信號(hào)采集裝置采集電纜的故障點(diǎn)產(chǎn)生的局部放電信號(hào)；
(3)局部放電信號(hào)定位階段對(duì)采集到的局部放電信號(hào)進(jìn)行濾波處理，調(diào)用局部放電定位算法，計(jì)算出局部放電信號(hào)產(chǎn)生的位置。本發(fā)明所述振蕩波局部放電信號(hào)采集裝置包括A端采集裝置和B端采集裝置；A端采集裝置通過開關(guān)控制，B端采集裝置通過電平方式觸發(fā)。本發(fā)明階段(2)中，激發(fā)故障點(diǎn)產(chǎn)生局部放電信號(hào)的過程為利用高壓程控直流電源，向振蕩波局部放電信號(hào)采集裝置施加實(shí)驗(yàn)電壓，對(duì)諧振回路充電，通過設(shè)備電感與待測(cè)電纜電容發(fā)生諧振，在待測(cè)電纜兩端產(chǎn)生阻尼振蕩電壓，故障點(diǎn)被激發(fā)產(chǎn)生局部放電信號(hào)，局部放電信號(hào)向電纜兩端傳輸。本發(fā)明所述A端采集裝置的信號(hào)采集過程為故障點(diǎn)產(chǎn)生的局部放電信號(hào)通過分壓裝置進(jìn)行分壓后分成兩路進(jìn)入A端采集裝置，其中一路經(jīng)過濾波直接進(jìn)入A端采集裝置， 另一路向電纜末端傳輸，在電纜末端處發(fā)生全反射，再次向A端采集裝置傳輸，經(jīng)過耦合器對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后進(jìn)入A端采集裝置。由于波形在電纜的傳輸過程中會(huì)發(fā)生衰減，散射、反射等，經(jīng)過一段距離的傳輸，經(jīng)衰減后，局部放電信號(hào)對(duì)應(yīng)的波形幅值減小，寬度變寬。最終得到的反射波的幅值比入射波的幅值小，頻率變低。本發(fā)明所述B端采集裝置的信號(hào)采集過程為故障點(diǎn)產(chǎn)生的局部放電信號(hào)向電纜 B端采集裝置傳輸，當(dāng)信號(hào)的幅值足夠大則觸發(fā)啟動(dòng)B端的采集裝置，進(jìn)行分壓、耦合處理， 并記錄波形對(duì)應(yīng)的傳輸距離。本發(fā)明所述A端采集裝置采集的信號(hào)分為兩路，其中一路是故障點(diǎn)產(chǎn)生的局部放電信號(hào)，另一路是包含有入射波與反射波的連續(xù)信號(hào)。本發(fā)明所述局部放電定位算法包括以下步驟
(1)初始化，對(duì)局部放電信號(hào)采集裝置采集的信號(hào)進(jìn)行濾波處理； 查找脈沖對(duì)，求單次局部放電信號(hào)的時(shí)間差Δ Ti 根據(jù)局部放電信號(hào)采集裝置記錄產(chǎn)生的A端和B端的原始波形與反射波形，查找與A端中的一對(duì)入射波和反射波波形匹配的 B端波形確定該組波形是由同一個(gè)局部放電位置產(chǎn)生的，作為一個(gè)脈沖對(duì)i ；確定A端采集裝置采集的波形文件中入射波與反射波對(duì)應(yīng)的時(shí)間tl和t2，確定B端采集裝置采集的波形文件中波形對(duì)應(yīng)的時(shí)間t3，根據(jù)tl、t2和t3確定第i個(gè)脈沖對(duì)的位移即單次局部放電信號(hào)的時(shí)間差Δ Ti,計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.一種異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法，其特征在于，包括以下階段(1)準(zhǔn)備階段將待測(cè)電纜兩端分別與振蕩波局部放電信號(hào)采集裝置連接，局部放電信號(hào)采集裝置記錄電纜產(chǎn)生的原始波形與反射波形，并將記錄的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)顯示；(2)信號(hào)采集階段激發(fā)待測(cè)電纜的故障點(diǎn)產(chǎn)生局部放電信號(hào)，振蕩波局部放電信號(hào)采集裝置采集電纜的故障點(diǎn)產(chǎn)生的局部放電信號(hào)；(3)局部放電信號(hào)定位階段對(duì)采集到的局部放電信號(hào)進(jìn)行濾波處理，調(diào)用局部放電定位算法，計(jì)算出局部放電信號(hào)產(chǎn)生的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法，其特征在于，所述振蕩波局部放電信號(hào)采集裝置包括A端采集裝置和B端采集裝置；所述A端采集裝置通過開關(guān)控制，所述B端采集裝置通過電平方式觸發(fā)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法，其特征在于，階段(2)中，所述激發(fā)故障點(diǎn)產(chǎn)生局部放電信號(hào)的過程為利用高壓程控直流電源，向振蕩波局部放電信號(hào)采集裝置施加實(shí)驗(yàn)電壓，對(duì)諧振回路充電，通過設(shè)備電感與待測(cè)電纜電容發(fā)生諧振，在待測(cè)電纜兩端產(chǎn)生阻尼振蕩電壓，故障點(diǎn)被激發(fā)產(chǎn)生局部放電信號(hào)， 局部放電信號(hào)向電纜兩端傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法，其特征在于，所述A端采集裝置的信號(hào)采集過程為故障點(diǎn)產(chǎn)生的局部放電信號(hào)通過分壓裝置進(jìn)行分壓后分成兩路進(jìn)入A端采集裝置，其中一路經(jīng)過濾波直接進(jìn)入A端采集裝置，另一路向電纜末端傳輸，在電纜末端處發(fā)生全反射，再次向A端采集裝置傳輸，經(jīng)過耦合器對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后進(jìn)入A端采集裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法，其特征在于，所述B端采集裝置的信號(hào)采集過程為故障點(diǎn)產(chǎn)生的局部放電信號(hào)向電纜B端采集裝置傳輸，當(dāng)信號(hào)的幅值足夠大則觸發(fā)啟動(dòng)B端的采集裝置，進(jìn)行分壓、耦合處理，并記錄波形對(duì)應(yīng)的傳輸距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法，其特征在于，所述A端采集裝置采集的信號(hào)分為兩路，其中一路是故障點(diǎn)產(chǎn)生的局部放電信號(hào)，另一路是包含有入射波與反射波的連續(xù)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求廣6之一所述的異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法， 其特征在于，所述局部放電定位算法包括以下步驟(1)初始化，對(duì)局部放電信號(hào)采集裝置采集的信號(hào)進(jìn)行濾波處理；(2)查找脈沖對(duì)，求單次局部放電信號(hào)的時(shí)間差ΔTi 根據(jù)局部放電信號(hào)采集裝置記錄產(chǎn)生的A端和B端的原始波形與反射波形，查找與A端中的一對(duì)入射波和反射波波形匹配的B端波形確定該組波形是由同一個(gè)局部放電位置產(chǎn)生的，作為一個(gè)脈沖對(duì)i ；確定A端采集裝置采集的波形文件中入射波與反射波對(duì)應(yīng)的時(shí)間tl和t2，確定B端采集裝置采集的波形文件中波形對(duì)應(yīng)的時(shí)間t3，根據(jù)tl、t2和t3確定第i個(gè)脈沖對(duì)的位移即單次局部放電信號(hào)的時(shí)間差Δ Ti,計(jì)算公式如下
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異步雙端電力電纜振蕩波局部放電識(shí)別與定位方法，具體步驟為在電纜的兩端分別安裝振蕩波局部放電信號(hào)采集裝置，通過數(shù)據(jù)采集獲得被檢測(cè)電纜兩端的電壓、局部放電量信號(hào)，記錄并對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行換算以獲得故障定位所需的波形文件，之后調(diào)用局部放電定位算法進(jìn)行故障定位，計(jì)算出故障點(diǎn)局部放電信號(hào)產(chǎn)生的準(zhǔn)確位置。本發(fā)明得到的定位分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，誤差率小，無需知道波速，從而減小因計(jì)算波速而產(chǎn)生的誤差，無需過多的人工干預(yù)，避免對(duì)每一次實(shí)驗(yàn)電壓下的不同脈沖對(duì)進(jìn)行匹配而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)量大、定位不準(zhǔn)確等問題，其快速準(zhǔn)確的故障定位過程有利于故障線路的及時(shí)修復(fù)，減少因停電造成的損失。
文檔編號(hào)G01R31/12GK102288883SQ20111025238
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者葉加驊, 田立斌 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)