CN108983032B - 一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法 - Google Patents

一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108983032B
CN108983032B CN201811083738.3A CN201811083738A CN108983032B CN 108983032 B CN108983032 B CN 108983032B CN 201811083738 A CN201811083738 A CN 201811083738A CN 108983032 B CN108983032 B CN 108983032B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable
circuit fault
open
waveform
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201811083738.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108983032A (zh
Inventor
梁贵书
张艺驰
刘欣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN201811083738.3A priority Critical patent/CN108983032B/zh
Publication of CN108983032A publication Critical patent/CN108983032A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108983032B publication Critical patent/CN108983032B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/083—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in cables, e.g. underground

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Locating Faults (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法，所述开路故障定位方法包括以下步骤：步骤1：通过低压脉冲法采集测试波形；步骤2：将采集的测试波形在0‑T时间内进行反转；步骤3：假设电缆开路故障位置，设置若干个仿真电缆总长，搭建电缆模型并在分别在若干个仿真电缆总长的电缆两端注入步骤2的反转波形；步骤4：测试仿真电缆长度下的1/4电缆处的对地电流，其中对地电流峰值最大的情况即为实际开路故障处；本方法基于低压脉冲反射法的测试波形，结合时间反转技术。

Description

一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法
技术领域
本发明涉及电力电缆故障定位技术领域，特别是涉及基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法。
背景技术
电缆相间或相对地绝缘电阻在要求的规范值范围内，但工作电压不能传输到终端，或者虽然终端有电压，但是负载能力很差，其中开路故障的典型例子就是断线故障。
在现有技术的实际应用中，遇到开路问题后常使用低压脉冲反射法测距：即向故障电缆中注入一个低压脉冲，当其遇到不匹配点时会发生反射，这样在电缆测试端会收到直射和反射信号，并记录下来。若电缆波速为v，直反射信号的时间差为Δt，则故障距离
Figure BDA0001801916700000011
而对于测试脉冲的处理，现有方法如峰值法、小波分析法、相关分析法等。峰值法需要依赖电缆运行人员依据经验是用光标定位折返射峰值，依赖于以往经验，具有较大的误差存在；而后两种方法需要较为复杂的程序编写。
时间反转技术的“聚焦特性”现已应用于医疗、声源定位、电气工程应用等各个方面，具有定位精度高、操作简单等优点。
因此希望有一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法以解决现有技术中的问题。
发明内容
本发明公开了一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法，本方法基于低压脉冲反射法的测试波形，结合时间反转技术。
本发明公开的基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法，所述开路故障定位方法包括以下步骤：
步骤1：通过低压脉冲法采集测试波形；
步骤2：将采集的测试波形在0-T时间内进行反转；
步骤3：假设电缆开路故障位置，设置若干个仿真电缆总长，搭建电缆模型分别在若干个仿真电缆总长的电缆两端注入步骤2的反转波形；
步骤4：测试仿真电缆长度下1/4电缆处的对地电流，其中对地电流峰值最大的情况即为实际开路故障处。
优选地,所述步骤1使用低压脉冲发生器、数据采集器采集所述测试波形。
优选地,所述步骤2采集的测试波形为直射波形和反射波形，截取时间T内的直射波形和反射波形，并将其进行时间反转。
优选地，所述步骤2还包括处理时间反转后的波形，将直射波形0～T/2时间段的数据置零，将反射波形T/2～T时间段的数据置零。
优选地，所述步骤3假设开路故障在L′处，则定有L′<L总长，依据定位精度，将L′等长分为若干假设长度，即L′＝L′1,L′2,L′3,L′4.......L总长,每次设置的电缆总长为4L′1,4L′2,4L′3,4L′4.......4L总长，并在电缆两端注入所述步骤2处理后的反转直射波形和反射波形。
本发明公开了一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法，本方法基于低压脉冲反射法的测试波形，结合时间反转方法实现了开路故障的准确定位。只需通过观察各假设情况下PSCAD仿真结果1/4电缆处的对地电流峰值即可实现定位，方法简单明确，该方法具有以下有益效果：
1.本方法利用时间反转法处理低压脉冲测试波形进行定位，在波形处理方法上具有创新性；
2.在仿真软件中搭建与真实电缆一致的模型进行反注入实现“聚焦”，结果明显易见，定位精确性有所提升。
附图说明
图1是基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法的流程图。
图2是低压脉冲测试示意图。
图3是测试脉冲与时间反转波形图。
图4是图3经过处理后的时间反转波形图。
图5是PSCAD搭建电缆模型图。
图6是反注入示意图。
图7是1/4电缆处的对地电流波形图。
图8是各假设长度下1/4电缆处对地电流标幺值。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面根据说明书附图1-8对本申请的实施例进行详细描述。
如图1和2所述，一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法包括以下步骤：
步骤1：通过低压脉冲法采集测试波形；
步骤2：将采集的测试波形在0-T时间内进行反转；
步骤3：假设电缆开路故障位置，设置若干个仿真电缆总长，搭建电缆模型并在分别在若干个仿真电缆总长的电缆两端注入步骤2的反转波形；
步骤4：测试仿真电缆长度下的1/4电缆处的对地电流，其中对地电流峰值最大的情况即为实际开路故障处。
所述步骤1使用低压脉冲发生器、数据采集器(示波器)采集直射波形和反射波形。
如附图3所示，截取时间T内的波形数据，其中包含直、反射波形并将其进行时间反转。
附图4所示将图3中的直射波形和反射波形进行时间反转后的波形：将直射波形①号波0～T/2时间段的数据置零，将反射波形②号波T/2～T时间段的数据置零。分别得到的波形如。
假设开路故障在L′处，则定有L′<L总长，依据定位精度，将L′等长分为若干假设长度，即L′＝L′1,L′2,L′3,L′4.......L总长,每次设置的电缆总长为4L′1,4L′2,4L′3,4L′4.......4L总长，并在电缆两端注入所述步骤2处理后的反转直射波形和反射波形。
如图5所示，在PSCAD仿真软件中搭建与实测电缆结构对应的仿真模型，对于每次设置的电缆总长做一次仿真测试：每次设置的电缆总长为4L′1,4L′2,4L′3,4L′4.......4L总长。
如图6所示，在电缆两端注入经过处理的反转直射波形①号波和反转反射波形②号波，观察在1/4电缆处的对地电流峰值。记录每种假设情况下1/4电缆处的对地电流峰值，峰值最大的情况即为实际开路故障处。
在实际电缆定位中，电缆总长为500m，实际开路点在200m处。
将步骤4得到的波形①和②经PSCAD仿真软件反注入，0-500m按间隔50m做出9个假设点，即L′＝50,100,150,200...450m，3L′＝150,300,450,600...1350m，测试在每种假设情况下的1/4电缆处的对地电流峰。
由附图7所示，在200m的假设情况下对地电流达到最大，即为故障点所在位置。每种假设情况下的对地电流标幺值(以最大值为基准)如附图8所示。验证了本方法的正确性。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法，其特征在于，所述开路故障定位方法包括以下步骤：
步骤1：通过低压脉冲法采集测试波形；
步骤2：将采集的测试波形在0-T时间内进行反转；
步骤3：假设电缆开路故障位置，设置若干个仿真电缆总长，搭建电缆模型分别在若干个仿真电缆总长的电缆两端注入步骤2的反转波形；
步骤4：测试仿真电缆长度下1/4电缆处的对地电流，其中对地电流峰值最大的情况即为实际开路故障处；
所述测试波形为直射波形和反射波形；
所述步骤2中截取时间T内的直射波形和反射波形，并将其进行时间反转；
所述步骤2还包括处理时间反转后的波形，将直射波形0～T/2时间段的数据置零，将反射波形T/2～T时间段的数据置零；
所述步骤3假设开路故障在L′处，则定有L′＜L总长，依据定位精度，将L′等长分为若干假设长度，即L′＝L′1,L′2,L′3,L′4.......L总长,每次设置的电缆总长为4L′1,4L′2,4L′3,4L′4.......4L总长，并在电缆两端注入所述步骤2处理后的反转直射波形和反转反射波形。
2.根据权利要求1所述的基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法，其特征在于：所述步骤1使用低压脉冲发生器、数据采集器采集所述测试波形。
CN201811083738.3A 2018-09-17 2018-09-17 一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法 Expired - Fee Related CN108983032B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811083738.3A CN108983032B (zh) 2018-09-17 2018-09-17 一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811083738.3A CN108983032B (zh) 2018-09-17 2018-09-17 一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108983032A CN108983032A (zh) 2018-12-11
CN108983032B true CN108983032B (zh) 2021-02-12

Family

ID=64545475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811083738.3A Expired - Fee Related CN108983032B (zh) 2018-09-17 2018-09-17 一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108983032B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109725235A (zh) * 2019-02-13 2019-05-07 国家电网有限公司 一种柔性直流电网金属回线故障检测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103954886A (zh) * 2014-04-24 2014-07-30 华南理工大学 一种时域反射法电缆故障定位仿真方法
CN107390100A (zh) * 2017-08-03 2017-11-24 四川大学 一种基于时间反演的电力电缆局部放电定位方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101373197B (zh) * 2008-10-20 2010-12-15 华北电力大学（保定） 一种过电压在线监测方法及其装置
KR101532634B1 (ko) * 2008-12-31 2015-07-01 삼성전자주식회사 풀-칩의 결함 메탈라인 검출 방법 및 시스템
CN103149513B (zh) * 2013-02-26 2015-06-24 中国科学院电工研究所 一种变压器局部放电超声源重建的定位方法及装置
US9465067B2 (en) * 2013-04-08 2016-10-11 ECOLE POLYTECHNIQUE FéDéRALE DE LAUSANNE Efficient method based on the electromagnetic time reversal to locate faults in power network
CN106018551A (zh) * 2016-05-03 2016-10-12 中国计量大学 一种基于多通道时间反转法的铝管缺陷检测定位方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103954886A (zh) * 2014-04-24 2014-07-30 华南理工大学 一种时域反射法电缆故障定位仿真方法
CN107390100A (zh) * 2017-08-03 2017-11-24 四川大学 一种基于时间反演的电力电缆局部放电定位方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于时间反演技术的电力电缆单相接地故障测距方法;李鸿 等;《电力建设》;20150331;第36卷(第3期);第77-81页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108983032A (zh) 2018-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108279364B (zh) 基于卷积神经网络的配电网单相接地故障选线方法
CN107942198A (zh) 一种基于阻抗频谱分析的电缆局部缺陷评估的装置和方法
CN108508320A (zh) 基于谐波能量和波形畸变特征的弧光接地故障辨识方法
Peng et al. Single-phase-to-earth faulty feeder detection in power distribution network based on amplitude ratio of zero-mode transients
CN106646034A (zh) 一种避雷器结构健康在线监测分析***
CN111157845B (zh) 一种适用于配电网的基于时域反演技术的故障定位方法
Aboshady et al. A double end fault location technique for distribution systems based on fault-generated transients
CN108983032B (zh) 一种基于时间反转的电力电缆开路故障定位方法
Razzaghi et al. Electromagnetic time reversal applied to fault location in power networks
CN112485601B (zh) 基于双端线路电气量信息的故障分析方法和***
Moldovan et al. Methods of faults detection and location in electrical systems
CN112526290A (zh) 一种基于广域行波侧后模拟的复杂电网接地故障定位方法
CN117289081A (zh) 一种谐振接地***高阻故障区段定位方法及***
CN112255493A (zh) 一种多判据综合投票配电网故障选线方法
Elkalashy et al. Earth fault distance estimation using travelling waves provided with triacs‐based reclosing in distribution networks
CN116148599A (zh) 基于峭度和偏度系数的高阻接地故障诊断保护方法及装置
CN110954844A (zh) 一种配电网单相接地故障测量方法
CN106841903A (zh) 35kV架空输电杆塔接地冲击响应测试和评估方法及***
Hongchun et al. A fault location method of traveling wave for distribution network with only two-phase current transformer using artificial neutral network
Che et al. Testing system of voltage traveling wave fault location technique
CN114113894A (zh) 一种基于固有频率特征的重复性故障识别方法
Shafiei Chafi et al. Wide area impedance‐based fault location using synchronized/unsynchronized current measurements
Wontroba et al. Modeling and Real-Time Simulation of High Impedance Faults for Protection Relay Testing and Methods Validation
CN114689997B (zh) 一种配网电缆故障识别与定位方法
CN104977492A (zh) 一种10kV配电杆塔接地状态评估***及评估方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210212

Termination date: 20210917