CN116148597A - 一种10kv电缆网状态感知预警方法及装置 - Google Patents

一种10kv电缆网状态感知预警方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116148597A
CN116148597A CN202310158155.7A CN202310158155A CN116148597A CN 116148597 A CN116148597 A CN 116148597A CN 202310158155 A CN202310158155 A CN 202310158155A CN 116148597 A CN116148597 A CN 116148597A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable
state
early warning
cable network
current
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.)
Pending
Application number
CN202310158155.7A
Other languages
English (en)
Inventor
张晓博
***
王群营
张亚平
陈宏伟
罗建华
杨永波
汪洪
井金全
高运泽
王永翔
党杰
伦迪
肖利利
王光临
周久勤
马建国
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.)
Luohe Power Supply Company State Grid Henan Electric Power Co
Original Assignee
Luohe Power Supply Company State Grid Henan Electric Power Co
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 Luohe Power Supply Company State Grid Henan Electric Power Co filed Critical Luohe Power Supply Company State Grid Henan Electric Power Co
Priority to CN202310158155.7A priority Critical patent/CN116148597A/zh
Publication of CN116148597A publication Critical patent/CN116148597A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • 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
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

本发明公开了一种10kv电缆网状态感知预警方法及装置，所述预警方法包括以下步骤：(1)通过在线监测模块对10kv电缆网状态进行在线监测，得到10kv电缆网的状态综合数据；(2)基于步骤(1)中所述10kv电缆网的状态综合数据，对电缆进行状态评价；(3)根据步骤(2)中的评价结果，采用谐波电流法对状态异常的10kv电缆网进行缺陷感知检测、识别；(4)基于步骤(3)中检测或识别的结果分析电缆的异常现象，发出预警信息。本发明的预警方法和装置能够准确、及时地对电缆故障进行分析、定位和报警，降低了电缆事故的发生率，保障了国网***的安全运行。

Description

一种10kv电缆网状态感知预警方法及装置
技术领域
本发明属于电力监测预警技术领域，具体涉及一种10kv电缆网状态感知预警方法及装置。
背景技术
10kv电缆是用于传输10kv的高压电力电缆，多应用于电力传输和分配，随着电网建设的不断发展，高电缆供电线路被越来越多的应用到城市电网建设当中。目前高压电缆出现接地故障后，整个***接地故障区段很难查找，确定故障电缆区段后，还需查找电缆故障点，传统的离线故障定位方法工作量大、安全性低，电测试会造成一定的经济损失，然而市面上各种的电缆故障定位预警仍存在各种各样的问题。
公开号为CN113866567A的中国专利公开了一种电缆故障预警快速定位***，其虽然实现了通过电信号与操作人员的远端控制器连接，控制多个伺服电机实现设备在高压电缆线上的跨障动作，在当前线缆时巡检完成时，设备控制器模块一侧的移动支撑组件作为支点，驱动另一侧的移动支撑组件进行跨线动作，然后完成跨越的移动支撑组件作为支点继续完成跨越动作，如此一来设备能够实现在高空自行转换检测线缆，从而减少检修工人的工作量，提高了检修的效率，但是并未解决现有电缆故障定位预警中存在的不能够收集电缆运行过程中的暂态行波和稳态分量，并且未对其进行分析处理，进而没有预测电缆运行状况，以及无法提供故障电缆报警和故障诊断信息，并不能够对永久故障进行预警。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种10kv电缆网状态感知预警方法及装置。该预警方法能够准确、及时地对电缆故障进行分析、定位和报警，降低了电缆事故的发生率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种10kv电缆网状态感知预警方法，包括以下步骤：
(1)通过在线监测模块对10kv电缆网状态进行在线监测，得到10kv电缆网的状态综合数据；
(2)基于步骤(1)中所述10kv电缆网的状态综合数据，对电缆进行状态评价；
(3)根据步骤(2)中的评价结果，采用谐波电流法对状态异常的10kv电缆网进行缺陷感知检测、识别；
(4)基于步骤(3)中检测或识别的结果分析电缆的异常现象，发出预警信息。
进一步的，所述步骤(1)中10kv电缆网的状态综合数据包括电缆的温度、接地环流、局部放电电流。
进一步的，所述步骤(1)中在线监测模块为在线监测接地电流暂态录波信号。
进一步的，所述步骤(3)中采用谐波电流法对状态异常的10kv电缆网进行缺陷感知检测、识别的方法具体如下：
1)对测量得到的电缆电流进行傅里叶分解，假定电流的基波频率为ω0，电缆电流测量值i可用以下傅氏级数表示：
Figure BDA0004093235630000031
式中，n为谐波次数，In为第n次谐波电流的幅值，ψn为第n次谐波电流的初相角，当n＝1时，表示基波分量；
2)对电缆总电流有效值Iall以及总谐波电流有效值Iharm进行求解，其计算公式分别如下：
Figure BDA0004093235630000032
Figure BDA0004093235630000033
3)求解各次谐波在总谐波中的占比H，其计算式如下：
Figure BDA0004093235630000034
4)求解总谐波分量与基波分量的比值N，其计算式如下：
Figure BDA0004093235630000035
其中，I1为基波电流的有效值；
5)基于步骤2)-5)中的公式，通过对电缆典型绝缘缺陷展开模拟实验，测量含有绝缘缺陷的电力电缆中流过的电流值，分析不同电缆绝缘缺陷状态下电流的各次谐波成分特性。
进一步的，所述步骤(4)中分析电缆的异常现象的方法如下：在线监测接地电流暂态录波信号，获取暂态信号的特征频带，通过特征频带的异动来感知电缆缺陷，用支持向量机对不同的谐波波形进行分类，对其他类型信息进行量化处理，通过模糊层次分析得到其对目标的相对重要性权重，判断是否超过监测信号阈值进行辅助判断，若超过监测信号阈值，则发出预警信号。
进一步的，一种10kv电缆网状态感知预警装置，包括：
在线检测模块，用于在线监测10kv电缆网的温度、接地环流、局部放电电流的状态数据；
电缆状态评估模块，用于对电缆的运行状态进行评估，得到对电缆状态的综合评价数据；
感知检测、识别模块，用于感知检测和识别电缆的缺陷和故障；
预警模块，用于基于所述电缆状态的综合评价数据或感知检测和识别到的缺陷和故障数据分析到电缆的异常现象时，发出预警信息。
进一步的，根据所述一种10kv电缆网状态感知预警装置，还包括：存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如权利要求上述10kv电缆网状态感知预警方法；处理器，用于执行所述存储器中的指令。
与现有技术相比，本发明具备的积极有益效果在于：
本发明通过对电缆典型绝缘缺陷展开模拟实验，测量含有绝缘缺陷的电力电缆中流过的电流值，分析不同电缆绝缘缺陷状态下电流的各次谐波成分特性，基于谐波电流对电缆缺陷进行检测、感知，再根据一系列相互影响、相互联系的评判指标对电缆实时的状态数据进行采集，并对其异常数据进行准确、及时的风险预警，大大降低了电缆事故的发生率，保障了国网***的安全运行。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例
一种10kv电缆网状态感知预警方法，包括以下步骤：
(1)通过在线监测模块对10kv电缆网状态进行在线监测，得到10kv电缆网的状态综合数据，其中，10kv电缆网的状态的综合数据包括电缆的温度、接地环流、局部放电电流；在线监测模块的主要作用是在线监测接地电流暂态录波信号；
(2)基于步骤(1)中所述10kv电缆网的状态综合数据，对电缆进行状态评价；
(3)根据步骤(2)中的评价结果，采用谐波电流法对状态异常的10kv电缆网进行缺陷感知检测、识别；
(4)基于步骤(3)中检测或识别的结果分析电缆的异常现象，发出预警信息。
上述步骤(3)中采用谐波电流法对状态异常的10kv电缆网进行缺陷感知检测、识别的方法具体如下：
1)对测量得到的电缆电流进行傅里叶分解，假定电流的基波频率为ω0，电缆电流测量值i可用以下傅氏级数表示：
Figure BDA0004093235630000061
式中，n为谐波次数，In为第n次谐波电流的幅值，ψn为第n次谐波电流的初相角，当n＝1时，表示基波分量；由式(1)可知，电力电缆中流过的电流大小由各次谐波电流的大小共同决定，因此，需要计算出电力电缆不同绝缘缺陷下各次谐波电流的占比；
2)对电缆总电流有效值Iall以及总谐波电流有效值Iharm进行求解，其计算公式分别如下：
Figure BDA0004093235630000062
Figure BDA0004093235630000063
3)求解各次谐波在总谐波中的占比H，其计算式如下：
Figure BDA0004093235630000064
4)求解总谐波分量与基波分量的比值N，其计算式如下：
Figure BDA0004093235630000065
其中，I1为基波电流的有效值；
5)基于步骤2)-5)中的公式，通过对电缆典型绝缘缺陷展开模拟实验，测量含有绝缘缺陷的电力电缆中流过的电流值，分析不同电缆绝缘缺陷状态下电流的各次谐波成分特性。
上述步骤(4)中分析电缆的异常现象的方法如下：在线监测接地电流暂态录波信号，获取暂态信号的特征频带，通过特征频带的异动来感知电缆缺陷，用支持向量机对不同的谐波波形进行分类，对其他类型信息进行量化处理，通过模糊层次分析得到其对目标的相对重要性权重，判断是否超过监测信号阈值进行辅助判断，若超过监测信号阈值，则发出预警信号。
一种10kv电缆网状态感知预警装置，包括：
在线检测模块，用于在线监测10kv电缆网的温度、接地环流、局部放电电流的状态数据；
电缆状态评估模块，用于对电缆的运行状态进行评估，得到对电缆状态的综合评价数据；
感知检测、识别模块，用于感知检测和识别电缆的缺陷和故障；
预警模块，用于基于所述电缆状态的综合评价数据或感知检测和识别到的缺陷和故障数据分析到电缆的异常现象时，发出预警信息。
上述10kv电缆网状态感知预警装置，还包括：存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如权利要求上述10kv电缆网状态感知预警方法；处理器，用于执行所述存储器中的指令。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种10kv电缆网状态感知预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过在线监测模块对10kv电缆网状态进行在线监测，得到10kv电缆网的状态综合数据；
(2)基于步骤(1)中所述10kv电缆网的状态综合数据，对电缆进行状态评价；
(3)根据步骤(2)中的评价结果，采用谐波电流法对状态异常的10kv电缆网进行缺陷感知检测、识别；
(4)基于步骤(3)中检测或识别的结果分析电缆的异常现象，发出预警信息。
2.根据权利要求1所述一种10kv电缆网状态感知预警方法，其特征在于，所述步骤(1)中10kv电缆网的状态综合数据包括电缆的温度、接地环流、局部放电电流。
3.根据权利要求1所述一种10kv电缆网状态感知预警方法，其特征在于，所述步骤(1)中在线监测模块为在线监测接地电流暂态录波信号。
4.根据权利要求1所述一种10kv电缆网状态感知预警方法，其特征在于，所述步骤(3)中采用谐波电流法对状态异常的10kv电缆网进行缺陷感知检测、识别的方法具体如下：
1)对测量得到的电缆电流进行傅里叶分解，假定电流的基波频率为ω0，电缆电流测量值i可用以下傅氏级数表示：
Figure FDA0004093235620000011
式中，n为谐波次数，In为第n次谐波电流的幅值，ψn为第n次谐波电流的初相角，当n＝1时，表示基波分量；
2)对电缆总电流有效值Iall以及总谐波电流有效值Iharm进行求解，其计算公式分别如下：
Figure FDA0004093235620000021
Figure FDA0004093235620000022
3)求解各次谐波在总谐波中的占比H，其计算式如下：
Figure FDA0004093235620000023
4)求解总谐波分量与基波分量的比值N，其计算式如下：
Figure FDA0004093235620000024
其中，I1为基波电流的有效值；
5)基于步骤2)-4)中的公式，通过对电缆典型绝缘缺陷展开模拟实验，测量含有绝缘缺陷的电力电缆中流过的电流值，分析不同电缆绝缘缺陷状态下电流的各次谐波成分特性。
5.根据权利要求1所述一种10kv电缆网状态感知预警方法，其特征在于，所述步骤(4)中分析电缆的异常现象的方法如下：在线监测接地电流暂态录波信号，获取暂态信号的特征频带，通过特征频带的异动来感知电缆缺陷，用支持向量机对不同的谐波波形进行分类，对其他类型信息进行量化处理，通过模糊层次分析得到其对目标的相对重要性权重，判断是否超过监测信号阈值进行辅助判断，若超过监测信号阈值，则发出预警信号。
6.一种10kv电缆网状态感知预警装置，其特征在于，包括：
在线检测模块，用于在线监测10kv电缆网的温度、接地环流、局部放电电流的状态数据；
电缆状态评估模块，用于对电缆的运行状态进行评估，得到对电缆状态的综合评价数据；
感知检测、识别模块，用于感知检测和识别电缆的缺陷和故障；
预警模块，用于基于所述电缆状态的综合评价数据或感知检测和识别到的缺陷和故障数据分析到电缆的异常现象时，发出预警信息。
7.根据权利要求6所述一种10kv电缆网状态感知预警装置，其特征在于，还包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如权利要求1-5任意一项所述10kv电缆网状态感知预警方法；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
CN202310158155.7A 2023-02-23 2023-02-23 一种10kv电缆网状态感知预警方法及装置 Pending CN116148597A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310158155.7A CN116148597A (zh) 2023-02-23 2023-02-23 一种10kv电缆网状态感知预警方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310158155.7A CN116148597A (zh) 2023-02-23 2023-02-23 一种10kv电缆网状态感知预警方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116148597A true CN116148597A (zh) 2023-05-23

Family

ID=86357982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310158155.7A Pending CN116148597A (zh) 2023-02-23 2023-02-23 一种10kv电缆网状态感知预警方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116148597A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113124929A (zh) 一种变电站多参数信号采集综合分析***和方法
CN117040138B (zh) 一种配电柜运行动态安全评估***
US20170003334A1 (en) Rapid online diagnosis method of open-circuit fault for high-power rectifier
CN102663530A (zh) 高压直流输电***安全预警与评估***
CN108344917A (zh) 基于轨迹法的110kV交联聚乙烯交叉互联电缆在线故障诊断方法
CN104502691A (zh) 一种配电变压器能效在线监测分析装置
CN105223293A (zh) 基于油色谱在线监测的变压器状态预警方法
CN109285331B (zh) 一种基于数据分析和温度预测的电力电缆温度预警***
CN116184265A (zh) 一种基于多分类svm的避雷器泄漏电流检测方法和***
CN113241853B (zh) 一种变电站电容电流智能诊断预警方法及***
CN113884837A (zh) 一种电缆局部放电在线监测分析***及分析方法
CN116840614A (zh) 基于谐波异动特征的电缆线路缺陷感知预警方法
CN116148597A (zh) 一种10kv电缆网状态感知预警方法及装置
CN117289188A (zh) 一种无人机航行电磁场模拟抗干扰性能测评方法
CN103744006A (zh) 高压电气设备内部松动产生的局部放电定位诊断方法
CN116247820A (zh) 一种自主运维管理***
CN115656738A (zh) 一种在线开关柜局放监测***及方法
CN204374298U (zh) 一种配电变压器能效在线监测分析装置
CN111986469A (zh) 一种现场终端故障智能化诊断的方法
CN110910001A (zh) 基于广域同步相量测量***的变压器参数辨识方法、***及介质
CN114779122B (zh) 带电作业中基于历史数据的斗臂车状态检测方法和装置
CN117930075A (zh) 一种配网混合架空线路故障侦测***
CN113311284B (zh) 一种基于故障特征曲线的高压电缆护层环流故障判别方法
CN116544877B (zh) 用于海上石油平台海缆电流实时监控的继电保护装置
CN116911678A (zh) 一种基于用采数据的电能质量预警方法及***

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