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    電力電纜溫度在線監測數據的處理方法技術

    技術編號:8654881 閱讀:215 留言:0更新日期:2013-05-01 22:28
    本發明專利技術公開了一種電力電纜溫度在線監測數據的處理方法,它是通過分析影響電纜表面溫度的主要因數過濾掉干擾成份,得到排除了主要干擾因數的電纜表面的溫度變化率曲線,以此溫度變化率曲線捕捉電纜溫度異常;本發明專利技術是一種新的處理電纜溫度監測值的方法,它不建立電纜內、外部空間的“溫度場”模型,數據采樣模式響應快,采樣后的數據精度高,波形不失真,無須明確電纜的結構、材質、所處環境、敷設方式等參數,對電纜表面溫度值數據進行頻域濾波消除晝夜溫度變化的影響,依據波的疊加公式消除年度溫度變化的影響,因而通用性較好,能夠提高電纜溫度在線監測系統判斷電纜溫度異常的準確性,有效預防因電纜頭過熱引起的停電及火災事故的發生。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術涉及,屬于電力設備在線監測

    技術介紹
    由于電力電纜(以下簡稱電纜)本身的特殊性,特別是中間接頭部分的絕緣性能最為薄弱,導致此處是電纜故障最為集中的部位。電纜運行中,許多故障都是由微小的缺陷逐漸發展形成的,在這個漸變過程中,伴隨著異常發熱,表現為缺陷點溫度異常升高。通過對電纜的溫度進行連續不間斷監測,能夠提前發現電纜的早期過熱故障,有效地減少電纜發生火災的幾率,實現對電纜過熱故障的早期預測,防患于未然。電纜在線測溫主要有光纖光柵溫度傳感技術、喇曼散射溫度傳感技術、熱電偶技術等等,不論采用何種技術,通常都把傳感器安裝在電力電纜的表面。電纜所在的環境及環境溫度對傳感器測得的值有較大影響,影響了監測系統對電纜溫度真實異常的判斷。目前,處理電纜溫度監測值的方法主要有兩類根據電纜等效熱路與電路在數學形式上相同的特點,通過實測電纜頭表面溫度,運用電路中的節點電壓法求解電纜頭導體溫度;采用熱路法和調和平均法對電纜導體進行處理,最終利用有限元計算電纜頭內部導體溫度。這些方法歸根結底都是通過建立電纜頭表面與電纜頭導體內部溫度的關系模型——“溫度場”模型求解電纜的真實溫度變化。由于電纜的結構復雜,組成材料多樣,各廠家的制造工藝千差萬別,而且電纜的敷設方式及電纜所處的環境也存在較大差異,“溫度場”模型往往缺乏通用性。在電纜溫度在線監測系統中,使用“溫度場”模型判斷電纜溫度異常準確性不高。
    技術實現思路
    本專利技術的目的是提供一種,提高電力電纜溫度在線監測系統判斷電纜溫度異常的準確性。本專利技術的技術解決方案是它是通過分析影響電纜表面溫度的主要因數過濾掉干擾成份,得到排除了主要干擾因數的電纜表面的溫度變化率曲線,以此溫度變化率曲線捕捉電纜溫度異常;步驟一是對從測溫傳感器處獲取的溫度數據進行均勻自然采樣;步驟二是將采樣后的離散溫度數據進行快速傅立葉變化;步驟三是對快速傅立葉變化后的溫度頻譜數據進行濾波;步驟四是對濾波后的頻譜溫度數據進行還原,得到季節溫差變化與電纜頭內部溫度變化重疊曲線波;步驟五是依據波的疊加公式,從重疊曲線波分解出電纜頭內部溫度變化“偽曲線”;步驟六是對“偽曲線”求導,計算出電纜頭導體內部溫度的變化率;具體計算步驟如下(O均勻自然采樣把某一時刻采集到的電纜頭表面溫度值作為一個時域采樣信號值,采樣周期為7;,設定每隔相等的時間采集一次電纜頭的表面溫度數據,采樣頻率為的3 = 2nfs = f ,采樣后的溫度函數厶(f)是隨/I 變化而變化,采樣過程通過矩形采樣脈沖序列與實際電纜頭表面溫度連續函數相乘完成:fs(t)=p(t)-m ;(2)快速傅立葉變換(FFT):將采樣后的離散溫度信號函數進行快速傅立葉變化,得到離散溫度信號的頻譜函數,其轉換關系如下:(F是采樣函數的周期,&是傅立葉級數的系數本文檔來自技高網...

    【技術保護點】
    電力電纜溫度在線監測數據的處理方法,其特征是:它是通過分析影響電纜表面溫度的主要因數過濾掉干擾成份,得到排除了主要干擾因數的電纜表面的溫度變化率曲線,以此溫度變化率曲線捕捉電纜溫度異常;步驟一是對從測溫傳感器處獲取的溫度數據進行均勻自然采樣;步驟二是將采樣后的離散溫度數據進行快速傅立葉變化;步驟三是對快速傅立葉變化后的溫度頻譜數據進行濾波;步驟四是對濾波后的頻譜溫度數據進行還原,得到季節溫差變化與電纜頭內部溫度變化重疊曲線波;步驟五是依據波的疊加公式,從重疊曲線波分解出電纜頭內部溫度變化“偽曲線”;步驟六是對“偽曲線”求導,計算出電纜頭導體內部溫度的變化率;具體計算步驟如下:(1)均勻自然采樣:把某一時刻采集到的電纜頭表面溫度值作為一個時域采樣信號值,采樣周期為????????????????????????????????????????????????,設定每隔相等的時間采集一次電纜頭的表面溫度數據,采樣頻率為,采樣后的溫度函數是隨變化而變化,采樣過程通過矩形采樣脈沖序列與實際電纜頭表面溫度連續函數相乘完成:;(2)快速傅立葉變換?(FFT)?:將采樣后的離散溫度信號函數進行快速傅立葉變化,得到離散溫度信號的頻譜函數,其轉換關系如下:(?是采樣函數的周期,是傅立葉級數的系數);(3)帶阻濾波器:經過上面的快速傅立葉變化,產生了由一系列頻率各異的基波和諧波組成的離散溫度信號頻譜函數,這組波可以看成是晝夜溫度變化、季節溫度變化以及電纜頭內部導體溫度變化三種周期曲線波疊加而成的,就頻率而言,晝夜溫度變化曲線波的頻率較大,而季節溫差變化曲線頻率較小;非故障情況下,電纜頭內部導體溫度變化頻率與電纜的載流量變化頻率相同,大量的統計資料表明,電纜載流量變化呈現以年度為周期的特征,所以季節溫度變化曲線的頻率與電纜頭內部導體溫度變化頻率相當;這樣讓這組基波和諧波通過帶阻濾波器,將晝夜溫差變化的信號頻率分量衰減到極小值,過濾晝夜溫差變化曲線波,得到頻率相當的季節溫度變化以及“電纜頭內部導體溫度變化”的重疊信號頻譜函數?;(4)還原溫差變化重疊信號:重疊信號的頻譜函數經過快速傅立葉逆變換還原了頻率相同的電纜季節溫差變化以及“電纜頭內部溫度變化”重疊曲線函數,通過觀察,發現該曲線具有周期正弦波的特點:;(5)重疊波分解:根據周期曲線波的特點,上述的重疊曲線函數可以表示成:,而通過季節溫差變化的數據得到周期變化的曲線波函數?;運用如下曲線疊加波公式,求解出形式上與電纜頭內部溫度變化相一致的曲線波?:;(6)曲線函數求導:分解出的函數只是電纜頭溫度變化的“偽曲線”,其具體數值不是電纜頭溫度的真實數據,而是排除了“干擾因數”后的電纜表面溫度值,但該數值的變化率與電纜內部溫度的變化率相同,故通過對??求導,獲得電纜頭導體內部溫度的變化率:;(7)捕捉電纜溫度異常:設溫度變化率的報警閾值為,當?時,捕捉到溫度異常。dest_path_image002.jpg,dest_path_image004.jpg,dest_path_image006.jpg,dest_path_image008.jpg,dest_path_image010.jpg,dest_path_image012.jpg,dest_path_image014.jpg,dest_path_image016.jpg,dest_path_image018.jpg,dest_path_image020.jpg,dest_path_image022.jpg,dest_path_image024.jpg,dest_path_image026.jpg,dest_path_image028.jpg,dest_path_image030.jpg,dest_path_image032.jpg,677247dest_path_image032.jpg,dest_path_image034.jpg,dest_path_image036.jpg,dest_path_image038.jpg...

    【技術特征摘要】
    1.電力電纜溫度在線監測數據的處理方法,其特征是:它是通過分析影響電纜表面溫度的主要因數過濾掉干擾成份,得到排除了主要干擾因數的電纜表面的溫度變化率曲線,以此溫度變化率曲線捕捉電纜溫度異常;步驟一是對從測溫傳感器處獲取的溫度數據進行均勻自然采樣;步驟二是將采樣后的離散溫度數據進行快速傅立葉變化;步驟三是對快速傅立葉變化后的溫度頻譜數據進行濾波;步驟四是對濾波后的頻譜...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:許明生沈明吳曉飛
    申請(專利權)人:江蘇省電力公司淮安供電公司江蘇省電力公司國家電網公司
    類型:發明
    國別省市:

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