电缆故障测距理论的仿真研究

发布时间：2017-11-01 12:27

  本文关键词：电缆故障测距理论的仿真研究

  更多相关文章： 电力电缆 电缆故障测距 小波分析 行波法

【摘要】：随着经济的发展,城市空间不断扩大,城市对空间的需求不断增大；随着人们生活质量的提高,对城市市容市貌的要求也在不断提高。由于地下电缆既节省空间,又不影响市容,因此既占空间又影响市容美观的架空线将会被地下电缆逐渐的取代。经济的快速发展对供电可靠性的要求也越来越高,虽然电缆的供电可靠性高,但是为满足现代经济生活的要求,电缆的数量将会越来越多,电缆的运行时间也越来越长,就会导致电缆故障率越来越高。由于电缆特殊的架设方式,运用传统的故障查找方式无法快速而精确的定位电缆故障的位置,将会对经济造成损失,给人民生活带来不便。因此,为了满足现代经济生活对供电可靠性的要求,如何快速准确的找到电缆故障发生的位置成为电缆故障测距的关键。因此,对电缆故障测距理论的进一步研究具有重要的意义和实用的经济价值。电力电缆故障测距手段目前主要有阻抗法和行波法,由于阻抗法的局限性,大部分使用的电缆故障测距手段为行波法。因此,本文在简要介绍了阻抗法之后,着重介绍了行波在电缆中的传播规律,然后说明了几种常用的行波法的工作原理,并根据其波形进行分析比较这几种行波法的不同之处、适用范围以及优缺点。由于行波法会在测距过程中产生噪声,需要对所测波形进行降噪处理,而目前主要采用的降噪技术是小波变化。因此在文中,介绍了小波分析的基本原理、小波去噪的基本步骤和几种常用的阈值规则,并通过MATLAB仿真进行比较后,确定了小波故障特征提取的分解层数和阈值规则,并进行仿真验证。在理论分析之后,通过仿真做进一步的研究分析。本文针对行波法的仿真采用的软件是ATP-EMTP。仿真过程中,首先建立了与频率相关的电缆模型,通过对电缆的频率验证来验证该频变电缆模型的可行性。然后利用TACS语言搭建了用于高阻故障的三段式电弧模型,.通过仿真验证三段式电弧电阻可用于高阻故障的仿真。最后,在确定波速和脉宽的基础上,分别使用相应的行波法对电缆的开路故障、低阻接地故障、高阻接地故障进行仿真,并通过对仿真结果的分析,验证了行波法在电缆故障测距中的可行性和不足之处。
【关键词】：电力电缆 电缆故障测距 小波分析 行波法
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM75
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 绪论14-22
• 1.1 课题的研究意义14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 电缆故障的类型及原因16-19
• 1.3.1 电缆故障原因16-17
• 1.3.2 电缆故障类型17-19
• 1.4 电缆故障测距方法简介19-21
• 1.4.1 阻抗法19-20
• 1.4.2 行波法20-21
• 1.5 论文主要研究内容21-22
• 2 电缆故障测距行波法22-36
• 2.1 电缆模型及行波传播规律22-27
• 2.1.1 电缆模型及其特性参数22-24
• 2.1.2 行波在电缆中的传播规律24-27
• 2.2 电缆故障测距行波法27-35
• 2.2.1 低压脉冲反射法28-30
• 2.2.2 直流高压闪络法30-31
• 2.2.3 冲击高压闪络法31-34
• 2.2.4 二次脉冲法34-35
• 2.3 本章小结35-36
• 3 基于小波变换的电缆故障测距信号去噪36-48
• 3.1 小波分析原理36-39
• 3.1.1 小波分析概念36-37
• 3.1.2 多尺度分析37-38
• 3.1.3 Mallat快速算法38-39
• 3.2 小波消噪的基本原理39-40
• 3.2.1 小波消噪理论39
• 3.2.2 小波消噪的分类和基本步骤39-40
• 3.3 基本阈值消噪方法简介40-43
• 3.3.1 常见的阈值选择规则40-41
• 3.3.2 四种阈值选择规则下的仿真对比41-43
• 3.4 电缆故障信号特征提取43-47
• 3.4.1 基于阈值去噪原理43-44
• 3.4.2 3σ小波去噪44-46
• 3.4.3 3σ电缆故障特征信号提取仿真46-47
• 3.5 小结47-48
• 4 电力电缆故障测距的仿真分析48-70
• 4.1 仿真软件48-50
• 4.1.1 电磁暂态仿真软件简介48-49
• 4.1.2 ATP-EMTP功能简介49-50
• 4.2 脉冲选择50-51
• 4.3 电缆模型的选择与验证51-55
• 4.3.1 ATP中的电缆模型51-53
• 4.3.2 JMarti模型的参数验证53-54
• 4.3.3 JMarti模型的频率特性验证54-55
• 4.4 开路故障仿真55-58
• 4.5 低阻接地故障仿真58-61
• 4.6 高阻接地故障仿真61-67
• 4.6.1 电弧模型的选择与验证61-64
• 4.6.2 高阻接地故障仿真64-67
• 4.8 本章小结67-70
• 5 结论与展望70-72
• 5.1 结论70-71
• 5.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 作者简介及读研期间主要科研成果78

【参考文献】

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本文编号：1126848