基于CEEMDAN与小波分析的电缆故障定位技术研究

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随着国家城镇化的发展,电力电缆由于能明显的减少输电电缆的占地面积、不易受到天气气候的影响和输送电能可靠性较强等优点而被广泛应用于电能的配送系统中。但是电力电缆随着使用时长的增加和外界环境的影响,会不可避免的出现各种故障,并且因为电缆是埋于地下来进行输电的,这就导致电缆发生故障时很难被及时发现并排除故障,从而会影响居民的日常生活以及企业单位的生产,所以对电缆故障快速并精确的定位就显得尤为重要。行波测距方法是目前对电缆故障点进行定位的主要方法,但是由于外界环境的影响,所采集到的故障信号中往往会含有噪声信号,导致定位不够精确。因此本文提出一种基于CEEMDAN与小波变换相结合的方法来对故障信号进行分析处理,从而提高电缆故障定位的精确度。(1)本文首先介绍了电缆故障测距的背景和国内外研究现状,然后对电缆发生故障的原因、发生的故障类型以及电缆故障测距的方法进行阐述和分析。并着重介绍了行波测距方法的基本理论和概念。(2)为解决电缆故障定位时采集的故障信号中包含噪声,故障暂态行波波头辨识不准等问题,提出了基于CEEMDAN与小波变换相结合的方法来对采集到的故障暂态行波信号进行分析处理。由于EMD方法存在模态混叠的现象,所以选取CEEMDAN代替EMD。先对故障信号进行CEEMDAN分解,再用小波变换把噪声分量中的有用信号筛选出来,与有用信号主导分量进行重构,从而减少重构信号与原始故障信号之间的偏差,提高滤波效果。最后确定两次故障行波折反射的时间差,利用行波测距方法确定故障点的位置,提高故障定位精确度。(3)利用MATLAB搭建电缆故障仿真模型。首先分析了电缆发生不同故障时的故障电压信号特征,然后分别利用小波变换和改进算法对故障暂态电压行波信号进行分析处理,将改进算法的定位结果与小波变换定位结果进行比较,仿真结果表明改进算法对比于小波变换提高了电缆故障定位的精确度。最后根据仿真模型设计了电缆故障信号检测系统。图[62]表[4]参[88]
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