基于低压脉冲法的煤矿高压电力电缆故障定位研究

发布时间：2017-04-23 00:06

  本文关键词：基于低压脉冲法的煤矿高压电力电缆故障定位研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高压电力电缆对煤矿企业经济发展做出了巨大贡献,由于绝缘老化或者外力作用等原因会使其时常发生故障,对经济造成了一定的损失。为了尽快恢复电缆运行需要对故障点进行定位分析和排除。利用低压脉冲法对煤矿高压电力电缆故障定位,操作简单方便、具有实用性等优点,因此该方法对电缆故障进行精确定位具有较大研究价值和意义。文中首先阐述了电缆故障原因类型、定位技术发展状况以及低压脉冲法在定位中的应用现状。利用小波变换模极大值方法提取脉冲信号奇异点计算脉冲来回时间,对故障点进行定位。同时对低压脉冲法定位中脉冲信号噪声干扰问题进行分析,噪声干扰影响了脉冲信号系数模极值点的选取。针对这一难点,提出小波熵与空域相关滤波结合的降噪方法,选择最大小波熵区间优化噪声能量阈值,它能够更好的保留脉冲信号细节信息。该方法提高了电力电缆故障定位的准确性,同时具有较好的信噪比和均方误差。在此基础上对单一类型电缆故障、带有接头电缆故障和新旧混合电缆故障定位进行研究。首先对单一类型电缆故障进行了定位分析,同时对带有接头电缆故障时反射波形特点进行研究,根据特性阻抗规律确定故障点反射波形实现故障定位。针对新旧混合电缆因特性阻抗不连续导致波速不一致问题进行讨论,研究了脉冲信号在新旧电缆中的传播特性及规律,提出脉冲信号波速分段分析方法,进而运用小波变换模极值方法搜索信号的突变点对电缆故障进行定位,取得了良好的效果。最后结合本文研究内容,设计了一套基于LabVIEW的煤矿高压电力电缆故障定位系统。利用研华PCI-1714数据采集卡以及LabVIEW中的高级信号处理工具包对脉冲信号进行分析处理,实现高压电缆故障精确定位,达到了理论与实践相结合的目的。
【关键词】：故障定位 电力电缆 低压脉冲法 模极大值 小波熵
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD605;TM75
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景与意义10
• 1.2 高压电缆故障原因及类型10-13
• 1.2.1 电缆故障的原因11-12
• 1.2.2 电缆故障的类型12-13
• 1.3 高压电缆定位技术国内外研究现状13-15
• 1.4 课题研究工作和内容15-18
• 1.4.1 本文研究的主要工作15-16
• 1.4.2 本文研究的主要内容16-18
• 2 基于小波分析的低压脉冲法故障定位原理18-28
• 2.1 小波变换基本原理18-19
• 2.1.1 小波变换的概念18
• 2.1.2 小波变换模极大值分析18-19
• 2.2 高压电力电缆的电气特性19-25
• 2.2.1 电力电缆等效模型分析19-20
• 2.2.2 电力电缆的电气特性参数分析20-22
• 2.2.3 电缆的波阻抗22-25
• 2.3 低压脉冲法定位原理25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 电力电缆故障检测信号去噪分析28-40
• 3.1 基于空域相关滤波算法的小波去噪原理28-33
• 3.1.1 空域相关滤波算法29-31
• 3.1.2 空域相关滤波算法的阈值选取31-33
• 3.2 故障检测信号去噪算法的改进33-38
• 3.2.1 噪声能量阈值的确定33-34
• 3.2.2 电缆故障检测信号去噪步骤34-35
• 3.2.3 故障检测信号去噪仿真分析35-37
• 3.2.4 结果分析37-38
• 3.3 本章小结38-40
• 4 多种情况下电缆故障定位仿真分析40-52
• 4.1 单一电力电缆故障定位仿真40-43
• 4.1.1 单一电力电缆故障定位分析40-42
• 4.1.2 仿真结果分析42-43
• 4.2 带有接头电力电缆故障定位仿真43-46
• 4.2.1 带有接头电力电缆故障仿真43-45
• 4.2.2 仿真结果分析45-46
• 4.3 新旧混合电力电缆故障定位仿真46-51
• 4.3.1 混合电缆故障线路仿真46
• 4.3.2 混合电缆故障线路脉冲反射特性研究46-48
• 4.3.3 低压脉冲反射信号识别48-49
• 4.3.4 新旧电缆故障定位计算49-50
• 4.3.5 仿真结果分析50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 电缆故障定位系统设计52-66
• 5.1 故障定位系统总体方案设计52-55
• 5.1.1 LabVIEW平台简介52-54
• 5.1.2 故障定位系统架构设计54-55
• 5.2 数据采集卡的选择55-56
• 5.3 故障定位系统软件设计56-64
• 5.3.1 登陆界面设计57-59
• 5.3.2 故障信号采集设计59-63
• 5.3.3 故障定位结果分析63-64
• 5.4 本章小结64-66
• 6 结论与展望66-68
• 6.1 结论66-67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-72
• 作者简历72-74
• 学位论文数据集74

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本文编号：321503