本文關(guān)鍵詞：基于混沌特征量的電纜局放定位與絕緣老化診斷研究

  更多相關(guān)文章： XLPE電纜 局部放電 小波去噪 混沌特征參量 電纜老化診斷 局放定位

【摘要】：隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,電力電纜線路規(guī)模也隨之變大。其中,交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜是目前使用最多,應(yīng)用最為廣泛的一種。由于與環(huán)境、外力作用及自身質(zhì)量等因素影響,XLPE電纜絕緣故障在運(yùn)行過(guò)程中時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行;因此,如何有效檢測(cè)電纜絕緣缺陷,正確預(yù)警電纜絕緣故障,對(duì)電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。局部放電及水樹(shù)是XLPE電纜絕緣劣化的重要原因,監(jiān)測(cè)并定位電纜局部放電是電纜狀態(tài)運(yùn)維的重要手段,也是研究熱點(diǎn)之一。由于局部放電脈沖信號(hào)沿電纜傳輸時(shí),不僅自身會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的衰減畸變,而且還會(huì)受到周?chē)盘?hào)的干擾,在線檢測(cè)困難。已有研究表明,電纜中的局放信號(hào)是一種具有混沌性質(zhì)的信號(hào),而混沌信號(hào)具有較強(qiáng)的抗干擾能力,局放時(shí)間序列的混沌特征參量不易受到電磁干擾的影響。本文在現(xiàn)有電纜局部放電機(jī)理及絕緣老化診斷研究的基礎(chǔ)上,以混沌時(shí)間序列分析方法為基礎(chǔ),對(duì)XLPE電纜的局放定位與絕緣老化診斷方法進(jìn)行了深入研究。主要工作有:(1)研究了局部放電信號(hào)混沌特征參量的計(jì)算方法,通過(guò)對(duì)三種時(shí)間延遲與嵌入維計(jì)算方法的對(duì)比分析,及Matlab仿真計(jì)算,發(fā)現(xiàn)C-C算法更適合局放信號(hào)進(jìn)行時(shí)間延遲與嵌入維的計(jì)算。(2)采用小波去噪方法來(lái)對(duì)實(shí)際局放信號(hào)中的噪聲信號(hào)進(jìn)行去噪處理,并對(duì)去噪前后局放信號(hào)的混沌特征參量進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)去噪前后局放混沌特征參量有了比較明顯的改變。計(jì)算結(jié)果表明:噪聲信號(hào)對(duì)局放混沌特征參量計(jì)算有較大的影響,為了準(zhǔn)確的得到真實(shí)局放信號(hào)的混沌特征量,對(duì)初始含噪局放信號(hào)進(jìn)行小波去噪處理是十分有必要的。(3)搭建了XLPE電纜局放傳輸?shù)腗atlab-Simulink仿真模型,該模型綜合考慮了導(dǎo)體集膚效應(yīng)和半導(dǎo)電層等因素的影響。仿真研究了局放信號(hào)沿XLPE電纜傳播的衰變規(guī)律,發(fā)現(xiàn)隨著傳輸距離的增加,局放信號(hào)波形逐漸畸變展寬,高頻分量衰減嚴(yán)重,證明了XLPE電纜是具有低通濾波性的。仿真研究了局放混沌特征參量沿XLPE電纜的傳播規(guī)律,認(rèn)為隨著傳輸距離的增加,最大Lyapunov指數(shù)λ會(huì)慢慢趨于穩(wěn)定,基本保持不變。因此,本文采用最大Lyapunov指數(shù)λ來(lái)作為反映電纜絕緣老化狀態(tài)的特征量。隨著傳輸距離的增加,關(guān)聯(lián)維數(shù)按照對(duì)數(shù)函數(shù)趨勢(shì)減小,利用關(guān)聯(lián)維數(shù)這種特殊的函數(shù)變化關(guān)系,提出了一種基于混沌特征量的局放定位新方法。并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證,表明了這種新的局放定位方法是一種有效可行的方法。
【關(guān)鍵詞】：XLPE電纜 局部放電 小波去噪 混沌特征參量 電纜老化診斷 局放定位
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM75
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究的背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 水樹(shù)和電樹(shù)引發(fā)機(jī)理及影響因素12-14
• 1.2.2 電纜局放定位技術(shù)14-15
• 1.2.3 電纜絕緣老化診斷15-16
• 1.3 本文主要工作16-17
• 第二章 局部放電時(shí)間序列混沌特性分析17-29
• 2.1 混沌理論及基本特征17-19
• 2.2 局部放電信號(hào)混沌特征參量的計(jì)算方法19-26
• 2.2.1 時(shí)間延遲與嵌入維數(shù)19-23
• 2.2.2 Lyapunov指數(shù)λ23-24
• 2.2.3 Kolmogorov熵24-25
• 2.2.4 關(guān)聯(lián)維數(shù)25-26
• 2.3 局部放電信號(hào)混沌特征分析26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第三章 基于小波分析的電纜局放信號(hào)去噪29-41
• 3.1 噪聲對(duì)混沌特征量計(jì)算的影響29-30
• 3.2 小波去噪原理及步驟30-36
• 3.2.1 小波理論基礎(chǔ)30-33
• 3.2.2 小波信號(hào)去噪問(wèn)題33-35
• 3.2.3 基于閾值的小波去噪方法35-36
• 3.3 電纜局放特征信號(hào)的提取36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 交聯(lián)聚乙烯電纜局放仿真模型41-55
• 4.1 局放脈沖信號(hào)沿電纜的傳播特性研究41-46
• 4.1.1 電纜中脈沖傳輸參數(shù)41-44
• 4.1.2 局放信號(hào)沿電纜的衰耗44-45
• 4.1.3 線路衰耗對(duì)局放信號(hào)沿電纜傳輸?shù)挠绊?/span>45-46
• 4.2 考慮頻變特性的XLPE電纜模型研究46-53
• 4.2.1 頻域模型46-48
• 4.2.2 擬合模型48-50
• 4.2.3 XLPE電纜仿真模型參數(shù)設(shè)置50-53
• 4.3 本章小結(jié)53-55
• 第五章 XLPE電纜局放定位與絕緣老化診斷仿真分析55-69
• 5.1 電纜絕緣老化局放特征量分析56
• 5.2 Matlab仿真分析56-68
• 5.2.1 XLPE電纜局放脈沖信號(hào)56-57
• 5.2.2 Matlab-Simulink仿真模型57-58
• 5.2.3 局放特征量在電纜中的傳變規(guī)律58-65
• 5.2.4 基于混沌特征量的電纜局放定位方法65-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-77
• 附錄 （攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄）77

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本文編號(hào)：952229