基于小波分析的电缆故障测距方法研究

发布时间：2017-10-05 21:12

  本文关键词：基于小波分析的电缆故障测距方法研究

  更多相关文章： 电缆 脉冲信号 小波 尺度分解 模极大值法

【摘要】：城市建设的推进和电缆成本的下降使电缆线路延伸到城市的各个角落。周围环境的影响、敷设电缆的增加以及电缆制造工艺的不精导致电缆的故障越来越频繁,给广大用户和用电企业带来一系列的困难。因此,快速准确的确定故障位置已经成为一个紧迫而又艰巨的任务。本文在传统的故障测距基础上,运用小波分析作为故障研究的理论基础,确立一种对故障信号进行处理而达到精确测距目的的测距方法。其中对故障测距方法的研究确定了以低压脉冲反射法作为测距的行波信号,根据故障的大概位置确定低压脉冲的脉冲宽度。对故障反射波信号进行小波变换,利用小波的性质对信号进行去除噪声、尺度分解、重构信号。针对小波的去噪,确定一种基于粒子群和小波变换的去噪方法,证明其去噪效果优于现存的小波去噪方法;利用小波多尺度分解对去除的信号进行db1尺度到db7尺度分解,除去分解后的高频信号,观察7种尺度下的低频信号,确定最优尺度分解;对于重构的故障信号本文运用一种模极大值和曲线拟合相结合的检测奇异点的方法,检测故障点位置。对各种测距方法的对比,选择了低压脉冲方法对故障点注入信号,用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,建立电缆仿真模型;将仿真模型转换成Matlab能够识别的文件,针对电力电缆故障测距模型,Matlab工具箱对故障信号进行分析研究。然后Matlab软件对ATP所搭建的模型进行分析研究,对电缆信号的研究确定其故障类型、故障距离,应该运用什么办法进行抢修故障等。上述仿真软件和小波分析理论的信号处理能力与传统方法的对比,证明本论文方法的优越性和可行性。
【关键词】：电缆 脉冲信号 小波 尺度分解 模极大值法
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM75
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 电缆故障测距国内外研究现状11-12
• 1.3 电缆故障的分类12-13
• 1.4 电缆故障的原因13-14
• 1.5 电缆故障传统的测距方法14-15
• 1.6 小波分析在电缆故障测距中的应用15
• 1.7 本文主要的研究内容15-16
• 2 电缆的电气特性分析16-30
• 2.1 电缆电气参数的分析和电缆线路等效电路16-19
• 2.1.1 电缆电阻16-17
• 2.1.2 电缆的电感17
• 2.1.3 电缆的电容17-18
• 2.1.4 电缆线路的等效电路18-19
• 2.2 电缆的波速度、波阻抗与其波动方程19-21
• 2.2.1 波速度19
• 2.2.2 波阻抗19-20
• 2.2.3 电缆故障行波的波动方程20-21
• 2.3 电缆故障行波的反射和投射现象21-25
• 2.3.1 电缆故障行波的反射系数21-23
• 2.3.2 电缆故障行波的透射系数23-24
• 2.3.3 行波的反射与透射分析24-25
• 2.4 低压脉冲法25-26
• 2.5 电力电缆的仿真模型的建立26-29
• 2.5.1 仿真软件ATP-EMTP简介26
• 2.5.2 电缆模型的截面参数和电缆故障建模26-29
• 2.6 本章小结29-30
• 3 小波分析理论与电缆故障信号去噪研究30-39
• 3.1 基本概念30-33
• 3.1.1 连续小波变换30-31
• 3.1.2 离散小波变换31-32
• 3.1.3 多分辨率分析32-33
• 3.1.4 Mallat算法33
• 3.2 小波变换阈值去噪方法33-38
• 3.2.1 小波阈值去噪法33-35
• 3.2.2 粒子群优化算法35-36
• 3.2.3 基于PSO的阈值去噪36-38
• 3.3 本章小结38-39
• 4 电缆故障信号测距方法研究39-55
• 4.1 常用的信号奇异点检测方法39-40
• 4.1.1 相关法39
• 4.1.2 斜率法39
• 4.1.3 模极大值法39
• 4.1.4 曲线拟合法39-40
• 4.2 信号奇异性的检测理论40-42
• 4.2.1 模极大值法奇异点检测40-42
• 4.2.2 模极大值法奇异性检测步骤42
• 4.3 曲线拟合法进行奇异性检测42-46
• 4.3.1 拟合函数的选择42-43
• 4.3.2 最小二乘法与多项式拟合43-44
• 4.3.3 拟合效果评判标准44-45
• 4.3.4 曲线拟合法检测反射波奇异点的具体步骤45-46
• 4.4 曲线拟合与模极大值法结合的奇异点检测46-47
• 4.4.1 方法的确定46
• 4.4.2 斜率的确定46-47
• 4.5 精确测距方法实现的流程47
• 4.6 算法的仿真验证47-54
• 4.6.1 求波速48-49
• 4.6.2 接地故障49-51
• 4.6.3 单相断路51-52
• 4.6.4 两相短路52-53
• 4.6.5 电力电缆故障数据分析53-54
• 4.7 小结54-55
• 5 结论55-56
• 参考文献56-58
• 致谢58

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 贾科;;铝合金电缆、铝电缆、铜电缆技术经济性比较[J];中国科技投资;2012年24期

2 季勇新;;电缆截面的合理选择[J];中氮肥;1988年04期

3 时圣丽;谈选择导线和电缆截面的几个因素[J];农村电气化;1998年09期

4 董建民;进线电缆截面选择时一个容易混淆的概念[J];电工技术杂志;2000年09期

5 宣玉龙 ,计荣华 ,陈亮 ,罗进圣;110kV电缆的设置与运行[J];高电压技术;2001年S1期

6 康志良;论合理选择电缆截面[J];有色矿冶;2002年04期

7 唐易生;磁悬浮交通用特种中压电缆的结构[J];电器工业;2004年07期

8 闫巧平;;浅谈电缆截面选择的原则[J];福建建材;2006年05期

9 柴进爱;梁永春;李彦明;;三相电缆并联导体间电流分布的研究[J];电力设备;2007年09期

10 夏季荣;;理想电缆截面的经济性选择分析[J];吉林建筑工程学院学报;2007年03期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 代康;吴东艳;漆钜虹;;光伏电缆技术简介[A];中国通信学会2010年光缆电缆学术年会论文集[C];2010年

2 魏华;陈淼;陈涛;;舰船核动力装置电缆老化管理研究[A];中国核科学技术进展报告（第二卷）——中国核学会2011年学术年会论文集第3册（核能动力分卷（下））[C];2011年

3 石勐;;按经济电流选择电缆截面[A];济大学术论丛土木工程2005专辑[C];2005年

4 何琳;李雪峰;白宇;;浅谈变电所内低压电缆选择存在的问题[A];吉林省土木建筑学会2012年学术年会论文[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前8条

1 张国光;电缆买好更要用好[N];中国安全生产报;2005年

2 本报记者 何勇;电缆造假链条解密[N];中国经营报;2012年

3 江西 陶波;怎样选择电缆截面积[N];电子报;2009年

4 谷建荣;500千伏世博变进线工程开工[N];国家电网报;2009年

5 ;城市电缆,地下能源大通道[N];国家电网报;2013年

6 讲解专家 彭文学 黎家昌 所在单位 中建二局深圳分公司安全管理部;施工临时用电规范改了[N];中国安全生产报;2005年

7 安徽 杨光;新型大功率LED路灯的优势及替代效益分析[N];电子报;2007年

8 霍州煤电集团公司白龙煤矿 聂增林;浅析煤矿井下供电设计中实际存在的几个问题[N];山西科技报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 温嘉斌;基于电涡流的电缆偏心在线测量研究[D];哈尔滨理工大学;2005年

2 度红望;柔性电缆物性建模与几何形态仿真[D];大连海事大学;2014年

3 谢玉娟;聚苯胺—银纳米电缆阵列生物传感器性能研究[D];天津大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 蓝波;电气化铁路新型电缆牵引供电技术方案研究[D];西南交通大学;2015年

2 胡伟;电缆线芯温度在线监测技术及其工程应用研究[D];华北电力大学;2015年

3 孙哲;船舶电缆虚拟敷设仿真平台的研究与实现[D];大连理工大学;2015年

4 董圣友;电力电缆热模型特征参数基于LMS的实验分析方法研究[D];西华大学;2015年

5 庞正;基于小波分析的电缆故障测距方法研究[D];辽宁工业大学;2016年

6 张华;海淀500kV电缆工程的技术研究与应用[D];华北电力大学;2014年

7 孟毓;采用水冷却系统提高隧道内电缆输送容量的研究[D];上海交通大学;2008年

8 王元柱;电涡流式电缆偏心检测技术的研究[D];哈尔滨理工大学;2005年

9 许宇翔;单芯高压电缆导体温度实时计算的理论分析和实验研究[D];华南理工大学;2011年

10 楚济祥;500千伏超高压电力电缆工程设计及施工关键技术研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

，

本文编号：978843