基于阻抗谱的电缆故障分类识别与定位

作     者：胡邵文 

作者单位：西安理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚李孝;张小庆

授予年度：2024年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：宽频阻抗谱 电缆特征参数 故障分类识别 电缆故障 

摘      要：电力电缆在电力系统的建设和运行中起着极其重要的作用。运行中的电缆一旦发生故障,将对整个电力系统带来严重影响,从而对国民经济和社会发展造成损失。因此,对电缆故障进行有效的分类识别和精确定位至关重要。阻抗谱法已经在电化学领域、材料领域、故障分析得到了广泛的应用。输入阻抗谱法通过求取阻抗幅值和阻抗相位,利用欧拉公式结合离散傅里叶变换,从而判别电缆的运行状态。本文利用输入阻抗谱法对XLPE电缆开展研究,主要研究内容如下: 1.研究了交联聚乙烯电缆的基本结构与故障原因,基于传输线理论并通过分析计算电缆的分布参数为后文的电缆故障仿真建立理论支撑。 2.分析并论证了电缆宽频阻抗谱与特征参数之间的相关性,并对基于输入阻抗谱的电缆故障分类识别与定位进行了详细的推导。介绍了小波变换和基于小波变换的几种信号去噪方法。 3.在PSCAD中搭建仿真模型,将仿真得到的数据代入MATLAB中利用输入阻抗谱法进行频谱分析。加入高斯白噪声,再经过小波信号去噪后。仿真结果表明基于输入阻抗谱法均适用于电缆开路和高阻接地故障的定位,定位误差在0.01%～0.2%左右。 经过一系列分析推导与仿真研究,本文研究结果表明基于阻抗谱法的电缆故障定位具有较高灵敏度,对于电力系统的正常稳定运行具有重要意义。