中压交联聚乙烯电缆局部放电在线检测与定位.doc

中压交联聚乙烯电缆局部放电在线检测与定位随着我国城网改造的不断推进与电力工业的飞速发展,交联聚乙烯电缆以其优越的机械性能和电气性能在电力系统中得到了广泛应用。在运行过程中,电缆发生绝缘故障的概率随着其工作时长的增加而增大,并且电缆绝缘故障的发生将会导致线路短路,甚至致使系统崩溃。因此,开展电缆绝缘在线检测研究对电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。本文针对电缆局部放电的在线检测与定位展开研究,对行波法进行改进,提出了两种时延估计算法。本文首先研究了局部放电信号在交联聚乙烯电缆上的传输规律,并基于PSCAD/EMTDC建立了电缆模型,对局放信号在电缆中的传输特性进行仿真。仿真结果与理论分析相吻合,从而验证了所建电缆模型的合理性和有效性,为后续电缆局放在线检测与定位仿真奠定了基础。研究了AIC(Akaike’sInformationCriterion)信息准则在脉冲初至时刻拾取中的应用,针对其不能实现在线拾取的缺陷提出了基于时窗能量比与AIC信息准则的两步时延估计算法,并将其应用于在线定位中。针对行波法定位过程中的波速不定性问题提出了多传感器行波定位方法。首先利用时窗能量比检测出局部放电发生的时窗,然后求取确定时窗的局部AIC特征曲线,并基于AIC准则精确拾取局部放电脉冲信号的初至时刻。最后,将时延估计结果应用于多传感器行波定位中,实现电缆局部放电的在线定位。仿真结果表明,该算法定位精度较高,在信噪比为-2dB的噪声环境下相对误差约为0.15%,具备工程实用价值。针对噪声对拾取精度的影响,引入时变峰度算法,用于实现局放脉冲初至时刻的在线拾取,并在此基础上提出了小波包-峰度算法,进一步提高算法的抗噪能力。首先利用时窗能量比检测局部放电事件,然后在确定的局部放电时窗内,利用小波包分离出局部放电脉冲所在的主要频带,并在此频带内求取时变峰度极大值,实现了局部放电脉冲初至时刻的高精度拾取。最后将拾取结果应用于多传感器行波定位中,实现电缆局部放电的在线定位。仿真实验证明,该算法虽然在一定程度上随信噪比的降低精度有所下降,但其抗噪声能力较强,在-14dB的噪声环境下定位误差小于2m,能够满足电网对局部放电故障在线定位的精度要求,有效提高供电可靠性。