基于差分和變換的電力電纜故障行波定位方法

田二偉, 劉持濤, 林順富

(1.國網浙江省諸暨市供電有限公司,浙江 諸暨 311800; 2.上海電力大學, 上海 200090)

電力電纜因其安全、可靠、維護工作量小、通信容量大、使用壽命長、敷設方式美觀等優點[1-3],逐步在電力系統中得到了廣泛應用,特別在用電需求量大、供電質量要求高、交通擁堵的城市電網中,電纜化程度得到不斷提高[4]。雖然電力電纜較架空線故障幾率低,但因其一般埋于地下,故障后位于盲區,因此如何快速、準確、經濟地定位電纜故障,對電纜線路運行維護、故障解除、保證電網持續可靠供電具有重要意義[2]。

現有電纜在線故障定位方法按原理可分為行波法[5]和阻抗法[6]。行波法因其不受故障類型、線路長度和過渡電阻等因素影響,在電纜故障定位中得到了廣泛應用[2]。行波法定位的關鍵是精確檢測出行波的奇異點。目前常用的奇異點檢測法有小波變換(Wavelet Transform,WT)、希爾伯特黃變換(Hibert-Huang Transform,HHT)和變分模態分解(Variational Mode Decomposition,VMD)等方法。WT的困難在于小波基函數選擇且其會影響Lipschitz指數相同信號的奇異點檢測效果,從而影響定位精度[7]。HHT通過經驗模態分解(Empirical Model Decomposition,EMD)將信號分為固有模態函數,但EMD易造成模態混疊現象,導致奇異點檢測失敗[8]。VMD雖克服了模態混疊,但檢測的奇異點位置在不同的分解層下會發生偏移[9]。此外,電力電纜運行情況復雜,且考慮到采集裝置存在固有缺陷、傳輸通道易受外界環境干擾等因素,因此實際采集的行波信號會不可避免地引入噪聲,會嚴重影響奇異點的檢測。

基于上述背景,本文提出了一種基于差分和變換(Difference Summation Transformation,DST)的電纜故障行波定位方法。……