矿用电缆故障点定位方法的研究

发布时间：2017-10-06 13:05

  本文关键词：矿用电缆故障点定位方法的研究

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【摘要】：科技的进步,促使了自动化设备的研制和生产,加上煤矿上的需求,在方便能源开采的同时致使供电系统也越来越复杂。基于矿井下复杂的生产以及工作环境,电缆发生故障的可能性是地面上的好几倍。当故障发生却没有及时处理时,就可能会因为矿井下潮湿的空气、高浓度的煤尘等情况而引起爆炸,而这可能对人员及生产设备造成不可预测的伤害。因此,能够及时、有效的确定故障原因并确定故障点,从而排除故障,对煤矿的安全生产意义重大。但目前电缆故障定位方法尚不完善,因此,对于矿井下电缆故障定位方法的研究具有重要的意义。本文主要研究了矿用电缆故障点的定位方法,首先分析了矿用电缆故障的背景、当今电缆定位技术存在的问题,得出研究矿用电缆故障定位的重要性；紧接着在故障定位研究现状及定位步骤的提示下分析了矿用电缆故障的原因和分类、粗测方法的原理、精确定位方法的原理；其次,分析了在发生故障时电缆会产生暂态故障行波,根据行波的各参数进行分析对于电缆故障分析有很重要意义。目前,基于小波分析在电缆故障定位中得到了较好的发展和应用,更在处理暂态信号中有其独特的优势,本文的研究中所采用的曲线拟合故障定位方法就是基于小波理论提出的。利用此方法不仅使拟合曲线的光滑性和单调性得到了保证,而且降低了噪声对故障判断的影响,从而能够更准确的获得故障点位置。另外,针对矿用电缆供电系统的特殊情况,矿井下的故障信息无法同步获取,本文提出了单端阻抗-行波组合定位方法,有效的将行波法精度高的优点和阻抗法可靠性的优点巧妙地结合在一起,实验证明该方法有效的提高了故障定位精度。
【关键词】：矿用电缆 故障定位 小波变换 PSCAD/MATLAB仿真
【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】：TD611
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 1 绪言12-18
• 1.1 论文研究的背景和意义12-13
• 1.2 国内外研究现状和存在的问题13-16
• 1.2.1 研究现状13-15
• 1.2.2 存在的问题15-16
• 1.3 本论文研究内容16-18
• 2 电力电缆故障分析和定位方法简介18-30
• 2.1 电缆故障的原因及分类18-20
• 2.1.1 电缆故障的原因18-19
• 2.1.2 电缆故障分类19-20
• 2.2 电缆故障点定位步骤20
• 2.3 预定位方法20-23
• 2.3.1 阻抗离线测距方法21-22
• 2.3.2 行波离线测距22-23
• 2.3.3 在线测距方法23
• 2.4 精确定位方法23-24
• 2.5 电力电缆行波特性研究24-29
• 2.5.1 长线的基本概念和等效电路24
• 2.5.2 电力电缆中的波过程24-27
• 2.5.3 故障时暂态行波的产生27-29
• 2.6 本章小结29-30
• 3 采用小波理论进行电缆故障定位的方法30-40
• 3.1 小波变换的基本概念30-31
• 3.2 多分辨率分析及Mallat算法31-34
• 3.2.1 多分辨率分析31-33
• 3.2.2 Mallat算法33-34
• 3.3 小波变换的奇异性检测34-36
• 3.3.1 模极大值与lipschitz指数34-36
• 3.3.2 奇异性检测36
• 3.4 小波阈值去噪36-39
• 3.5 本章小结39-40
• 4 电缆故障点定位方法的研究40-52
• 4.1 矿井下电缆故障在线监测系统40-42
• 4.1.1 在线监测原理40
• 4.1.2 在线监测系统40-41
• 4.1.3 在线监测流程图41-42
• 4.2 基于小波分析的曲线拟合定位方法研究42-45
• 4.3 阻抗行波组合算法研究45-49
• 4.4 实验设计49-51
• 4.5 本章小结51-52
• 5 矿用电缆故障信息及定位方法分析52-68
• 5.1 煤矿井下供电线路及仿真工具简介52-54
• 5.1.1 供电线路简介52
• 5.1.2 仿真工具的简介52-54
• 5.2 基于PSCAD仿真系统的建立54-56
• 5.3 矿井下接地故障仿真分析56-63
• 5.3.1 单相接地故障仿真分析57-60
• 5.3.2 两相及三相短路接地故障仿真分析60-63
• 5.4 定位方法仿真分析63-66
• 5.5 本章小结66-68
• 6 结论68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-76
• 作者简介及读研期间主要科研成果76

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