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基于Bagging-异质k近邻的输电电缆故障诊断方法

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高压电器 2023年第5期59卷 104-112,121页

作者：张育粱夏向阳夏君山陈善求王瑞琪周欣长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410014 金杯电工股份有限公司长沙410007

针对110 kV交叉互联电缆输电线路故障分类不全、分类准确率低等问题。提出了一种基于Bagging-异质k近邻提升学习的交叉互联电缆故障分类方法,首先通过对各类故障得到的主芯及护层电流、电压等相关电气参数归一化处理,构建电气参数特征矩... 详细信息

针对110 kV交叉互联电缆输电线路故障分类不全、分类准确率低等问题。提出了一种基于Bagging-异质k近邻提升学习的交叉互联电缆故障分类方法,首先通过对各类故障得到的主芯及护层电流、电压等相关电气参数归一化处理,构建电气参数特征矩阵;然后基于k近邻(k-NN)算法采用不同k值及不同距离度量作为个体学习器并构建高差子学习器,通过引入Bagging算法提高异质学习器的整体学习效率,可以实现针对不同类型、不同区域交叉互联输电电缆故障的有效区分。该方法相比于传统SVM、k-近邻及逻辑回归等分类方法,降低了多分类误差率及空间复杂度并提高了模型泛化能力,具有较大的工程运用潜力。

关键词：高压电缆护层接地 Bagging 异质k-NN 故障诊断

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高压直流输电系统输电电缆的故障定位方法

湖南电力 2022年第6期42卷 123-128页

作者：陈文陈凯平夏向阳夏君山王瑞琪胡小忠金杯电工股份有限公司湖南长沙410007 长沙理工大学湖南长沙410014 中南大学后勤保障部能源管理中心湖南长沙410200

MMC-HVDC系统直流侧架空线路在单极故障发生时,单极线路各频段的电压占比因故障极线路的不同而出现不一样情况,所以提出基于模糊比值分析的MMC-HVDC系统单极接地故障定位方法。该方法通过S变换将故障时的各频段电压进行分离,凭借各频段... 详细信息

MMC-HVDC系统直流侧架空线路在单极故障发生时,单极线路各频段的电压占比因故障极线路的不同而出现不一样情况,所以提出基于模糊比值分析的MMC-HVDC系统单极接地故障定位方法。该方法通过S变换将故障时的各频段电压进行分离,凭借各频段电压占比不同,实现仅靠一侧装置对系统故障极快速定位,并用神经网络训练找出各个频段电压占比在整体测距中的权重,最终实现对故障位置的精确定位。最后利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建两端双极柔性直流输电模型,仿真结果验证了所提故障定位方法的准确性以及实用性。

关键词：柔性直流输电单极接地故障定位 S变换神经网络

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基于差值电流分析的高压电缆在线监测研究

高压电器 2019年第7期55卷 165-172页

作者：夏君山夏向阳赵威李明德黄海陈善求金杯电工股份有限公司长沙410007 长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 衡阳市产商品质量监督检验所湖南衡阳421000

针对当前高压电缆故障单一参数监测判断准确度低,多参数监测存在数据融合分析不足等问题,提出一种基于差值电流分析的高压电缆故障在线监测方法。该方法通过测量直接接地箱和交叉互联接地箱处接地线电流,对故障及正常情况下接地线三相... 详细信息

针对当前高压电缆故障单一参数监测判断准确度低,多参数监测存在数据融合分析不足等问题,提出一种基于差值电流分析的高压电缆故障在线监测方法。该方法通过测量直接接地箱和交叉互联接地箱处接地线电流,对故障及正常情况下接地线三相电流进行比值分析和不平衡度分析来识别故障,根据模糊控制原理建立了故障判别依据和相关数据库,以此进行故障诊断。分析了故障情况下接地箱电流变化情况并仿真模拟了不同位置的接地箱进水、同轴电缆破损、接头开路、接头短路等故障。最后以此设计出一套高压电缆线路故障在线监测系统。通过实例分析验证了该方法的可行性,能及时预警高压电缆线路故障,防止高压电缆线路发生安全事故。

关键词：高压电缆接地线电流比值分析不平衡度在线监测

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高压电缆运行轨迹在线监测研究

电力系统及其自动化学报 2019年第9期31卷 137-143页

作者：赵威夏向阳刘炎李明德王恺夏君山长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 衡阳市产商品质量监督检验所衡阳421001 金杯电工股份有限公司长沙410007

针对当前高压电缆单一参数监测准确度低、多参数监测对数据融合分析不足的问题,提出一种基于环流轨迹分析的高压电缆在线监测方法。该方法通过测量同一时间点首末端同轴电缆电流,绘制成二维轨迹图,然后对轨迹图进行解析特征参数,根据特... 详细信息

针对当前高压电缆单一参数监测准确度低、多参数监测对数据融合分析不足的问题,提出一种基于环流轨迹分析的高压电缆在线监测方法。该方法通过测量同一时间点首末端同轴电缆电流,绘制成二维轨迹图,然后对轨迹图进行解析特征参数,根据特征参数变化率建立数据库并以此进行故障诊断,确定以轨迹长轴、短轴、离心率和倾斜角变化等为标准以及模糊控制原理建立了故障判别依据,通过仿真模拟了不同位置的护层保护器击穿、同轴电缆破损等故障。最后以此设计出一套高压电缆线路故障在线监测系统,系统包括前端信号采集单元、主控单元以及后台数据分析处理单元。实验结果表明,运用该方法可及时预警高压电缆线路故障,防止高压电缆线路发生安全事故。

关键词：轨迹分析高压电缆特征参数模糊控制

基于修剪均值滤波算法的电缆局部放电定位方法

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电力科学与技术学报 2017年第3期32卷 86-91页

作者：张亮夏君山杜荣林王瑞琪国家电网河南省电力公司漯河供电公司河南漯河462300 金杯电工衡阳电缆有限公司湖南衡阳421000 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410004

电力电缆局部放电检测定位需要采集局部放电(PD)信号,当存在过量噪声时,PD信号会受到严重的干扰,影响PD定位的精度。基于多端定位算法,并结合小波去噪技术和修剪均值滤波技术,提出一种基于修剪均值定位算法的电缆局部放电定位方法。该... 详细信息

电力电缆局部放电检测定位需要采集局部放电(PD)信号,当存在过量噪声时,PD信号会受到严重的干扰,影响PD定位的精度。基于多端定位算法,并结合小波去噪技术和修剪均值滤波技术,提出一种基于修剪均值定位算法的电缆局部放电定位方法。该方法先采用多端定位算法循环100次求出新采集的PD信号位置,得到100种PD位置样本,再根据修剪均值技术的修剪过程、分类过程和均值过程滤除不准确的样本,得到最佳的PD位置。为了验证该算法的可行性,该文对多端定位算法和修剪均值定位算法在定位效果方面进行对比。仿真对比结果表明:均值滤波定位算法提高了电缆PD定位的准确度,优于多端定位算法。

关键词：局部放电地下中压电缆均值滤波故障定位

基于护层电流构建新型判据的高压输电电缆在线监测

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中国电力 2021年第9期54卷 45-54,118页

作者：周欣夏向阳夏君山陈善求张育粱杨隆凯罗彦鹏王瑞琪刘雄长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 金杯电工股份有限公司湖南长沙410007

为及时发现高压电缆交叉互联接地系统中的故障问题,基于电缆金属护层首末两端的接地电流,构造了一种新型判据来实现电缆故障的分类与定位。该方法通过测量电缆交叉互联主段首末两端直接接地箱中金属护层接地电流的幅值与相位,并以同一... 详细信息

为及时发现高压电缆交叉互联接地系统中的故障问题,基于电缆金属护层首末两端的接地电流,构造了一种新型判据来实现电缆故障的分类与定位。该方法通过测量电缆交叉互联主段首末两端直接接地箱中金属护层接地电流的幅值与相位,并以同一金属护层回路首末两端接地电流幅值与相位的比值、以不同金属护层回路首末两端接地电流相位差的绝对值构造新的特征量,根据多维特征融合建立故障判据对应的特征量矩阵,以此进行故障诊断。分析了电缆中间接头开路、交叉互联接地箱进水和中间接头短路等常见的电缆故障,并通过仿真验证了新型故障判据的可行性,为高压电缆线路故障的在线监测提供了新的方法。

关键词：高压电缆交叉互联金属护层接地电流故障分类

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高压电缆早期间歇性电弧接地故障识别方法

中国电力 2020年第12期53卷 167-176页

作者：周正雄夏向阳朱鹏李明德黄海陈善求夏君山王瑞琪长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 衡阳市产商品质量监督检验所湖南衡阳421000 金杯电工股份有限公司湖南长沙410114

电缆绝缘在不断地局部放电下加速老化,其绝缘缺陷点完全击穿之前会产生瞬时间歇性的接地电弧。针对此类电缆早期故障,提出一种基于时域序列下结合变点检测与改进自适应神经网络的识别方法。首先利用非参数化双边累积和算法(CUSUM)监测... 详细信息

电缆绝缘在不断地局部放电下加速老化,其绝缘缺陷点完全击穿之前会产生瞬时间歇性的接地电弧。针对此类电缆早期故障,提出一种基于时域序列下结合变点检测与改进自适应神经网络的识别方法。首先利用非参数化双边累积和算法(CUSUM)监测三相电流正负向偏移的累积和值来确定异常相,再以改进的自适应线性单元(ADAline)权重算式来表示暂态异常相的谐波含量,利用谐波含量曲线的幅值变化规律和其超过所设阈值的暂态时长可识别出电缆半周波、多周波早期故障。PSCAD/EMTDC仿真结果表明:对于恒阻故障或其他过流扰动,该策略和方法具有良好的区分度,最后以在运电缆现场监测数据验证了算法的故障识别率和抗干扰性。

关键词：高压电缆故障识别早期故障变点检测双边累积和

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高压电力电缆轨迹法在线监测方法

电力科学与技术学报 2019年第3期34卷 202-210页

作者：刘炎夏向阳李明德陈善求王恺夏君山长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 衡阳市产商品质量监督检验所湖南衡阳421000 金杯电工衡阳电缆有限公司湖南衡阳421000

实时掌握电力电缆运行状况能够及时发现高压电缆线路故障,为此该文提出一种基于金属护层参数轨迹法的交联聚乙烯电缆在线监测的方法。通过采集同一时间点的电力电缆护层接地环流和护层感应电压信号,将2个信号进行拟合绘出轨迹图,根据轨... 详细信息

实时掌握电力电缆运行状况能够及时发现高压电缆线路故障,为此该文提出一种基于金属护层参数轨迹法的交联聚乙烯电缆在线监测的方法。通过采集同一时间点的电力电缆护层接地环流和护层感应电压信号,将2个信号进行拟合绘出轨迹图,根据轨迹图特征参数的变化作为判据来判断电力电缆线路是否存在故障。最后,以此设计出一套高压电缆线路故障在线监测系统,它包括前端信号采集单元、主控单元以及后台数据分析处理单元。实验结果表明:运用该方法可及时预警高压电缆线路故障,防止高压电缆线路发生安全事故。

关键词：轨迹法在线监测 XLPE电缆状态评估交叉互联

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基于结构相似性算法的单芯电缆局放定位

电力科学与技术学报 2019年第2期34卷 161-168页

作者：黄润知夏向阳李明德陈善求夏君山王瑞琪郑泷康长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 国家输变电电器产品质量监督检验中心湖南衡阳421001 金杯电工衡阳电缆有限公司湖南衡阳421000

有效监测和定位局部放电对XLPE电缆的可靠运行有着十分重要的意义。对此提出一种基于结构相似性算法(SSIM)的局部放电源定位技术。通过分析单芯XLPE电缆的结构,结合局部放电脉冲信号在电缆中传播的基本规律,推导单个局部放电信号到达相... 详细信息

有效监测和定位局部放电对XLPE电缆的可靠运行有着十分重要的意义。对此提出一种基于结构相似性算法(SSIM)的局部放电源定位技术。通过分析单芯XLPE电缆的结构,结合局部放电脉冲信号在电缆中传播的基本规律,推导单个局部放电信号到达相邻两电缆接头或接头与终端之间的关系。依此应用SSIM算法比对从电缆接头或终端采集的脉冲电流信号的相似度,实现对局部放电源的精确定位。该文建立一套35kV试验研究平台,通过高压试验验证该方法的可行性,定位误差在1m范围内,且对靠近电缆接头或终端的局部放电源有较好的定位效果。

关键词： XLPE电力电缆局部放电结构相似性算法(SSIM) 在线监测局部放电定位