矿井高压电缆故障定位方法的研究
发布时间：2021-06-25 07:22
煤矿供电系统的持续稳定运行是保障井下人员安全及矿井生产的重要前提之一,由于井下复杂的工作环境及人为因素等造成的电力电缆发生接地或短路故障严重威胁供电系统的可靠性。一旦线路发生短路或接地故障后,迅速切除故障线路,并及时找到故障点,才能尽快恢复供电,令因停电造成的损失降到最低。煤矿井下高压配电网呈树状多分支结构,线路长度相差很多,短的只有数十米,长的能到几千米。又由于系统中性点采用小电流接地方式,单相接地后故障信号微弱,故障电缆拆除不方便（离线测试类方法不适用）,煤矿井下特殊应用环境不允许故障后再注入信号进行测试,这都给故障定位带来了巨大的困难。本文根据实际现场应用条件,在原有的继电保护基础上适当升级改造后,提出新的故障定位方法,初步实现故障在线定位。对系统进行仿真首先面临的是线路模型的选择问题。关于线路仿真建模时常用的有三种,即集中参数模型、分布参数模型和频变参数模型。不同的电缆模型侧重点不同,应用场合不同。选择合适的线路模型才能获得更为理想、贴近实际的结果。与其他电力设备不同,电力传输线路的阻抗特性近似均匀的分布于线路各处,具有分布参数的特点。文中在详细对比各模型的建模机理后,指出对电...
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
电缆故障测试仪成套设备Fig.1.1Cablefaulttester下面将根据故障后，对已有的、直接采集的信号进行利用还是故障后，主动加入某些措施再对电压、电流信号进行分析利用，进行分类讨论
献[94]提出综合阻抗法与行波法结合的综合测距方法，但是没有考虑，而且文中行波法采用 1GHz 的示波器采样，这在实际应用中很难95]针对三相不平衡配电网络提出一种新的基于阻抗的定位方法，文所有不同故障形式都包含的方程来求解故障位置。）双端阻抗法端阻抗定位法处理来自线路两端的电压、电流信号，所需处理的信法更先进，因此双端阻抗定位法要比单端的定位方法更具有优越性具有同步采样能力，双端阻抗定位法能够发挥更大的优势。不同的斗或全球定位系统（Global Positioning System，GPS）等定位系统下，同步采集幅值、相位等信息。使得各终端数据有了时间标签，目前的 GPS 授时精度可到达 5us，等效为频率 50Hz 的周期信号中可以到达( 1 /40000) 360 0.009 ，相对整个360°来说是非常使 8 小时没有无授时命令，本地晶振的误差也不超过 20ms[53]。同步障定位法原理图如图 1.3 所示。
除了 R-L 模型，常用的集中参数模型还有 π 模型和 T 模型。相对于 R-L 模型，后两者充分考虑线路分布电容对整条线路的影响，具有更贴近实际电缆电数的特点。一般后两者适用于中等长度线路的稳态仿真中，即架空线线路长 100~300 千米，电缆线路小于 100km[136]。以 π 模型为例，在需要精确求解的各参数时，π 模型电路参数可以用式 2.1 及 2.2 表示。0 0sinh( )( )lZ l R j Ll （2.1）0 0tanh( 2)( )2 2 2Y l lG j Cl （2.2）式中 0 0 0 0 R j L ( G j C)，一般忽略电导0G ，近似等效为式 2.3 和 2.4。 0 0Z R jX R j L l（2.3）012 2 2Y B j j C l（2.4）此时 π 模型和 T 模型的等值电路图如图 2.4 中所示。1I 2I 1I 2I
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ATP-EMTP的计及高架桥高速铁路过分相电磁暂态研究[J]. 宋小翠,刘志刚,王英. 电力系统保护与控制. 2016(13)
[2]基于奇异值分解的双-单端煤矿井下电缆故障定位[J]. 王彦文,李俊峰,白树君,赵永梅. 科学技术与工程. 2016(15)
[3]基于自然频率的高压电缆单端行波测距方法[J]. 陈琛,黄欣,陈平,马庆玉,郝洪民,徐林. 国网技术学院学报. 2016(01)
[4]2005-2014年我国煤矿瓦斯事故统计分析[J]. 陈晓坤,蔡灿凡,肖旸. 煤矿安全. 2016(02)
[5]基于直流注入法的新型小电流接地故障隔离和定位解决方案研究[J]. 刘红伟,郭上华. 电气技术. 2016(01)
[6]浅析煤矿电气设备的检查维护和安全评价[J]. 戴领. 中国高新技术企业. 2016(03)
[7]基于神经网络和SVD的混联配电网单相接地故障定位研究[J]. 陈志伟,舒勤. 数字技术与应用. 2015(11)
[8]基于纵向阻抗的双端量故障测距新算法[J]. 夏经德,张向聪,黄新波,康小宁,邵文权,刘毅力. 电力自动化设备. 2015(10)
[9]单-多端行波组合的架空线配电网单相接地故障定位方法[J]. 曹晶,曾祥君,杨毅,刘慧琼. 电测与仪表. 2015(16)
[10]局部均值分解与支持向量机相融合的配电网故障定位[J]. 汪怀蓉,罗兴春. 电气应用. 2015(12)
博士论文
[1]配电网电缆线路故障检测与故障源定位方法研究[D]. 刘洋.沈阳工业大学 2015
[2]基于低碳经济的我国电力行业可持续发展研究[D]. 盖兆军.吉林大学 2015
[3]基于资源与环境约束的中国能源供需格局发展研究[D]. 刘金朋.华北电力大学 2013
[4]电缆故障诊断理论与关键技术研究[D]. 刘辉.华中科技大学 2012
[5]基于WAMS的矿井电网参数关联保护系统的研究[D]. 龙飞.中国矿业大学（北京） 2011
硕士论文
[1]基于云粒子群算法的含DG配电网故障定位[D]. 黄知伟.湖北工业大学 2016
[2]基于极限学习机与概率神经网络的接地网故障诊断[D]. 何书迪.湖南大学 2014
[3]基于GIS的中低压配网故障定位系统的研究[D]. 田红兵.兰州理工大学 2014
[4]基于脉冲注入法的电缆故障定位[D]. 李金洁.华北电力大学 2014
[5]基于小波神经网络的配电网单相接地故障定位研究[D]. 黄琼.南昌大学 2013
[6]电力电缆电气参数及电气特性研究[D]. 钱洁.浙江大学 2013
[7]基于ATP-EMTP的电缆故障测距技术研究[D]. 王万纯.南京理工大学 2013
[8]乌海电网单相间歇性电弧接地过电压分析与防范[D]. 贾飞.华北电力大学 2012
[9]智能变电站故障信息综合分析决策系统的研究与应用[D]. 王保民.华北电力大学 2012
[10]基于线路分布参数模型的配网电缆单相接地故障测距研究[D]. 王鹏.重庆大学 2012
本文编号：3248779
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
电缆故障测试仪成套设备Fig.1.1Cablefaulttester下面将根据故障后，对已有的、直接采集的信号进行利用还是故障后，主动加入某些措施再对电压、电流信号进行分析利用，进行分类讨论
献[94]提出综合阻抗法与行波法结合的综合测距方法，但是没有考虑，而且文中行波法采用 1GHz 的示波器采样，这在实际应用中很难95]针对三相不平衡配电网络提出一种新的基于阻抗的定位方法，文所有不同故障形式都包含的方程来求解故障位置。）双端阻抗法端阻抗定位法处理来自线路两端的电压、电流信号，所需处理的信法更先进，因此双端阻抗定位法要比单端的定位方法更具有优越性具有同步采样能力，双端阻抗定位法能够发挥更大的优势。不同的斗或全球定位系统（Global Positioning System，GPS）等定位系统下，同步采集幅值、相位等信息。使得各终端数据有了时间标签，目前的 GPS 授时精度可到达 5us，等效为频率 50Hz 的周期信号中可以到达( 1 /40000) 360 0.009 ，相对整个360°来说是非常使 8 小时没有无授时命令，本地晶振的误差也不超过 20ms[53]。同步障定位法原理图如图 1.3 所示。
除了 R-L 模型，常用的集中参数模型还有 π 模型和 T 模型。相对于 R-L 模型，后两者充分考虑线路分布电容对整条线路的影响，具有更贴近实际电缆电数的特点。一般后两者适用于中等长度线路的稳态仿真中，即架空线线路长 100~300 千米，电缆线路小于 100km[136]。以 π 模型为例，在需要精确求解的各参数时，π 模型电路参数可以用式 2.1 及 2.2 表示。0 0sinh( )( )lZ l R j Ll （2.1）0 0tanh( 2)( )2 2 2Y l lG j Cl （2.2）式中 0 0 0 0 R j L ( G j C)，一般忽略电导0G ，近似等效为式 2.3 和 2.4。 0 0Z R jX R j L l（2.3）012 2 2Y B j j C l（2.4）此时 π 模型和 T 模型的等值电路图如图 2.4 中所示。1I 2I 1I 2I
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ATP-EMTP的计及高架桥高速铁路过分相电磁暂态研究[J]. 宋小翠,刘志刚,王英. 电力系统保护与控制. 2016(13)
[2]基于奇异值分解的双-单端煤矿井下电缆故障定位[J]. 王彦文,李俊峰,白树君,赵永梅. 科学技术与工程. 2016(15)
[3]基于自然频率的高压电缆单端行波测距方法[J]. 陈琛,黄欣,陈平,马庆玉,郝洪民,徐林. 国网技术学院学报. 2016(01)
[4]2005-2014年我国煤矿瓦斯事故统计分析[J]. 陈晓坤,蔡灿凡,肖旸. 煤矿安全. 2016(02)
[5]基于直流注入法的新型小电流接地故障隔离和定位解决方案研究[J]. 刘红伟,郭上华. 电气技术. 2016(01)
[6]浅析煤矿电气设备的检查维护和安全评价[J]. 戴领. 中国高新技术企业. 2016(03)
[7]基于神经网络和SVD的混联配电网单相接地故障定位研究[J]. 陈志伟,舒勤. 数字技术与应用. 2015(11)
[8]基于纵向阻抗的双端量故障测距新算法[J]. 夏经德,张向聪,黄新波,康小宁,邵文权,刘毅力. 电力自动化设备. 2015(10)
[9]单-多端行波组合的架空线配电网单相接地故障定位方法[J]. 曹晶,曾祥君,杨毅,刘慧琼. 电测与仪表. 2015(16)
[10]局部均值分解与支持向量机相融合的配电网故障定位[J]. 汪怀蓉,罗兴春. 电气应用. 2015(12)
博士论文
[1]配电网电缆线路故障检测与故障源定位方法研究[D]. 刘洋.沈阳工业大学 2015
[2]基于低碳经济的我国电力行业可持续发展研究[D]. 盖兆军.吉林大学 2015
[3]基于资源与环境约束的中国能源供需格局发展研究[D]. 刘金朋.华北电力大学 2013
[4]电缆故障诊断理论与关键技术研究[D]. 刘辉.华中科技大学 2012
[5]基于WAMS的矿井电网参数关联保护系统的研究[D]. 龙飞.中国矿业大学（北京） 2011
硕士论文
[1]基于云粒子群算法的含DG配电网故障定位[D]. 黄知伟.湖北工业大学 2016
[2]基于极限学习机与概率神经网络的接地网故障诊断[D]. 何书迪.湖南大学 2014
[3]基于GIS的中低压配网故障定位系统的研究[D]. 田红兵.兰州理工大学 2014
[4]基于脉冲注入法的电缆故障定位[D]. 李金洁.华北电力大学 2014
[5]基于小波神经网络的配电网单相接地故障定位研究[D]. 黄琼.南昌大学 2013
[6]电力电缆电气参数及电气特性研究[D]. 钱洁.浙江大学 2013
[7]基于ATP-EMTP的电缆故障测距技术研究[D]. 王万纯.南京理工大学 2013
[8]乌海电网单相间歇性电弧接地过电压分析与防范[D]. 贾飞.华北电力大学 2012
[9]智能变电站故障信息综合分析决策系统的研究与应用[D]. 王保民.华北电力大学 2012
[10]基于线路分布参数模型的配网电缆单相接地故障测距研究[D]. 王鹏.重庆大学 2012
本文编号：3248779
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