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基于LabVIEW的电力电缆故障定位系统研究

代艳君  
【摘要】:在现代电力系统中,电力电缆由于具备安全性、可靠性等优点,得到了日益广泛的应用。电力电缆应用的越广泛,对其可靠性的要求也就越高。然而,在电力系统运行的过程中,因受到一些难以避免的干扰因素,使得电力电缆性能下降、破损,严重时会造成电缆性电力系统故障、造成供电系统的中断。因此,要保证电力电缆的可靠运行,需要迅速定位电缆故障、排除电缆故障。电力电缆故障定位技术就显得尤为的重要。行波法用于电力电缆故障测距时具有不受故障类型影响、应用广泛的特点。针对电缆故障测距过程中因各种因素干扰导致的测试波形辨识度降低、测量误差较大、排除电缆故障时间延长的问题,本文在了解电力电缆故障特点的基础上,首先对发生故障时的电流波形进行小波分析,对故障信号进行多尺度分析,检测出奇异信号的奇异值大小及奇异点的具体位置;并通过对线模电流的模极大值进行分析,得到前两个波头的时间差,进而选择相应的测距公式计算出故障的距离,并通过算例验证了基于小波算法配电线路电缆测距方法的有效性。接下来采用电力仿真软件PSCAD(Power System Computer Aided Design),对几类典型的电缆故障进行了建模与仿真研究。通过不同情形和变参数下的PSCAD仿真,对不同中性点运行方式、故障初始角、过渡电阻等因素进行了分析,结果表明行波法在电缆故障测距中的精度较高,基本不受各影响因素的影响,验证了行波法测距法的有效性。进一步,本文对基于LabVIEW的电缆故障定位系统进行了设计。对基于数据采集卡、通用PC和LabVIEW构成的虚拟仪器进行了总体设计,在硬件层面上重点研究了该系统使用的USB数据采集卡,在软件层面上重点针对电缆类型和波速选择、小波信号去噪处理、模极大值搜索的LabVIEW的程序设计进行了研究。最后,通过对搭建的LabVIEW 电缆故障定位系统进行子现场电缆故障定位试验,分别通过PSCAD仿真数据和现场试验数据验证了该系统的有效性。


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