中压电力电缆早期故障暂态电力扰动检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供的一种中压电力电缆早期故障暂态电力扰动检测方法，包括以下步骤：S1.采集母线电压信号或者馈线电流信号作为检测信号；S2.确定计算窗：以检测信号过零点后的第一个采样时刻记为t，并将从t时刻起每三个连续工频周期的检测信号作为一个计算窗；S3.确定计算窗内每个工频周期的前半周与后半周的波形相似度，并记为Bs

【技术实现步骤摘要】
中压电力电缆早期故障暂态电力扰动检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种电力检测方法及其系统，尤其涉及一种中压电力电缆早期故障暂态电力扰动检测方法及系统。

技术介绍

[0002]在电力系统中，变电站输出的电能通过电缆传输至目标用户，其中，中压电力电缆也是电力系统中常使用的传输电压等级之一，比如中压的电压等级为10KV。
[0003]中压电力电缆由于绝缘介质中存在杂质、气隙，或在生产、搬运、施工过程中受到机械外力损伤，致使电力电缆绝缘具有局部缺陷。局部绝缘缺陷轻微时导致电缆开始出现局部放电，若绝缘缺陷进一步恶化，将导致电缆进入初期故障阶段，并随着时间的推移最终使电缆形成永久性故障，进而对电力系统造成影响。
[0004]在电力电缆初期故障阶段，一个重要外部特征是系统电压、电流会受到次周期扰动(即小于一个工频周期的暂态扰动)，现有技术中还没有一种有效的手段对中压电力电缆早期暂态电力扰动进行准确的有效手段，虽然现有技术中提出了一些方法解决上述问题，但是，这些方法的过程复杂，并且检测精度低。
[0005]因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段加以解决。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种中压电力电缆早期故障暂态电力扰动检测方法，能够对中压电力电缆早期的暂态电力扰动进行准确检测，并且整个过程算法较为简单，使用方便，为后续的故障处理措施的制定提供准确的数据支持。
[0007]本专利技术提供的一种中压电力电缆早期故障暂态电力扰动检测方法，包括以下步骤：
[0008]S1.采集母线电压信号或者馈线电流信号作为检测信号；
[0009]S2.确定计算窗：以检测信号过零点后的第一个采样时刻记为t，并将从t时刻起每三个连续工频周期的检测信号作为一个计算窗；
[0010]将t至t+T计算周期的检测信号记为s1，将t至t+2T计算周期的检测信号记为s2，将t至t+3T计算周期的检测信号记为s3；
[0011]S3.确定计算窗内每个工频周期的前半周与后半周的波形相似度，并记为Bs
i
，其中：i＝1,2,3；
[0012]S4.判断波形相似度Bs1是否小于设定的相似度阈值S
th
，如是，表明当前计算窗的前一个计算窗存在多周期扰动，并判断波形相似度Bs2是否小于设定的相似度阈值S
th
，如是，则进入步骤S5中；
[0013]S5.确定计算窗内前两个工频周期的前半周波形相似度，并记为RT；
[0014]S6.判断波形相似度RT是否小于设定的相似度阈值，如是，则计算窗中第二个工频周期存在暂态电力扰动，并进入步骤S7；
[0015]如否，则将计算窗向t时刻前移T/2周期，并返回步骤S3；
[0016]S7.判断波形相似度Bs3是否大于设定的相似度阈值，如是，则检测信号s2存在次周期扰动，如否，则当前计算窗内存在多周期扰动。
[0017]进一步，步骤S3中，根据如下方法确定波形相似度Bs
i
：
[0018]其中：w
i
为第i个工频周期的前半周检测信号，z
i
为第i个工频周期的后半周检测信号，w
k,i
表示第i个周期前半周检测信号的第k个采样值，N表示采样点总数，为第i个工频周期的后半周检测信号的第个采样值。
[0019]进一步，步骤S5中，通过如下方法计算波形相似度RT：
[0020]w1为当前计算窗内第1个工频周期的前半周检测信号，w2为当前计算窗内第2个工频周期的前半周检测信号；w
k,1
为当前计算窗内的第1个工频周期的前半周检测信号的第k个采样值，w
k,2
为当前计算窗内的第2个工频周期的前半周检测信号的第k个采样值，N表示采样点的总数。
[0021]相应地，本专利技术还提供了一种基于上述检测方法的检测系统，其特征在于：包括检测模块、信号处理模块、计算判断模块以及声光预警模块；
[0022]所述检测模块，用于检测母线电压或者馈线电流并输出；
[0023]所述信号处理模块，其输入端连接于检测模块的输出端，用于对检测模块输出的模拟检测信号进行转换处理，输出相应的数字信号至计算判断模块；
[0024]所述计算判断模块，用于接收信号处理模块输出的数字信号进行扰动判断处理，并在判断出扰动时向声光预警模块输出相对应的预警命令；
[0025]声光预警模块，其控制输入端连接于计算判断模块，用于执行计算判断模块输出的预警命令。
[0026]进一步，所述检测模块为电压互感器，用于检测母线电压并输出；或者检测模块为电流互感器，用于检测馈线电流并输出。
[0027]进一步，所述声光预警模块为声光报警器。
[0028]进一步，还包括存储模块，与计算判断模块通信连接，用于存储计算判断模块处理过程数据。
[0029]本专利技术的有益效果：通过本专利技术，能够对中压电力电缆早期的暂态电力扰动进行准确检测，并且整个过程算法较为简单，使用方便，为后续的故障处理措施的制定提供准确的数据支持。
附图说明
[0030]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：
[0031]图1为本专利技术的流程图。
[0032]图2为本专利技术以10KV为例的计算窗划分示意图。
[0033]图3为本专利技术以10KV为例的次周期扰动示意图。
[0034]图4为本专利技术以10KV为例的多周期扰动示意图。
[0035]图5为本专利技术的系统结构示意图。
具体实施方式
[0036]以下进一步对本专利技术做出详细说明：
[0037]本专利技术提供的一种中压电力电缆早期故障暂态电力扰动检测方法，包括以下步骤：
[0038]S1.采集母线电压信号或者馈线电流信号作为检测信号；
[0039]S2.确定计算窗：以检测信号过零点后的第一个采样时刻记为t，并将从t时刻起每三个连续工频周期的检测信号作为一个计算窗；
[0040]将t至t+T计算周期的检测信号记为s1，将t至t+2T计算周期的检测信号记为s2，将t至t+3T计算周期的检测信号记为s3；如图2所示，无论是以交流母线的电压为检测信号，还是以馈线的电流为检测信号，其检测信号的波形都是一个正弦波形，本实施例中是一母线电压为例，在该图中，正弦信号会多次过零点，那么就以任一过零点的时刻作为t，然后将连续的三个周期作为一个计算窗，需要说明的是，计算窗是连续的，比如说：以t时刻为例，当前的计算窗为t时刻至t+3T时刻为一个计算窗，那么当前时刻的下一个计算窗就为t+T时刻至t+4T时刻为一个计算窗，而当前时刻的前一个计算窗为t
‑
T时刻至t+2T时刻为一个计算窗，以此类推；
[0041]S3.确定计算窗内每个工频周期的前半周与后半周的波形相似度，并记为Bs
i
，其中：i＝1,2,3；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中压电力电缆早期故障暂态电力扰动检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.采集母线电压信号或者馈线电流信号作为检测信号；S2.确定计算窗：以检测信号过零点后的第一个采样时刻记为t，并将从t时刻起每三个连续工频周期的检测信号作为一个计算窗；将t至t+T计算周期的检测信号记为s1，将t至t+2T计算周期的检测信号记为s2，将t至t+3T计算周期的检测信号记为s3；S3.确定计算窗内每个工频周期的前半周与后半周的波形相似度，并记为Bs
i
，其中：i＝1,2,3；S4.判断波形相似度Bs1是否小于设定的相似度阈值S
th
，如是，表明当前计算窗的前一个计算窗存在多周期扰动，并判断波形相似度Bs2是否小于设定的相似度阈值S
th
，如是，则进入步骤S5中；S5.确定计算窗内前两个工频周期的前半周波形相似度，并记为RT；S6.判断波形相似度RT是否小于设定的相似度阈值，如是，则计算窗中第二个工频周期存在暂态电力扰动，并进入步骤S7；如否，则将计算窗向t时刻前移T/2周期，并返回步骤S3；S7.判断波形相似度Bs3是否大于设定的相似度阈值，如是，则检测信号s2存在次周期扰动，如否，则当前计算窗内存在多周期扰动。2.根据权利要求1所述中压电力电缆早期故障暂态电力扰动检测方法，其特征在于：步骤S3中，根据如下方法确定波形相似度Bs
i
：其中：w
i
为第i个工频周期的前半周检测信号，z
i
为第i个工频周期的后半周检测信号，w
k,i
表示第i个周期前半周...

【专利技术属性】
技术研发人员：雍静，王晓静，曾礼强，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：