电力电缆接地电流的自适应监测方法

摘要

本发明提供一种电力电缆接地电流的自适应监测方法，包括设定采样基准、确定采样数据的影响因数集、电力电缆接地电流监测系统对接地电流实时采样、对实时采样的接地电流数据进行数字滤波、采用自适应算法对滤波后的采样数据进行处理以及将处理后的采样数据上传给后台监测装置进行实时监测等步骤。本发明有别于以监测时间间隔直接作为数据采样频率的现有方法，可解决监测过程中能量损耗大、监测数据信息量低的问题，可有效降低监测设备功耗50％以上、降低服务器资源占有率20％左右；并能提高电缆外绝缘状态评估效率；提出了一种新的量级划分标准，可结合实际运行线路动态修正，可有效降低权值确定过程中的客观干扰，监测精度较高。

主权项

一种电力电缆接地电流的自适应监测方法，由电力电缆接地电流监测系统实施，所述的电力电缆接地电流监测系统包括电力电缆接地电流的实时采样装置和后台监测装置，其特征在于：包括以下步骤：①设定采样基准:接地电缆的A、B、C三相感应电动势为：$E_B=\mathrm{lI}2\omega \left(\ln \frac{2S}{D}\right)\times {10}^{-7};$$E_A=E_C=\mathrm{lI}\sqrt{\begin{array}{c}{(2\omega \left(\ln \frac{2S}{D}\right)\times {10}^{-7})}^2+2\omega \left(\ln \frac{2S}{D}\right)\times {10}^{-7}\times \\ 2\omega \left(\ln 2\right)\times {10}^{-7}+{(2\omega \left(\ln 2\right)\times {10}^{-7})}^2\end{array}};$式中，D为电缆金属层直径，S为电缆中心间距，L为电缆长，I为电缆工作电流，ω为角频率；根据三相感应电动势，可得三相感应电流I1：$I_{1A}=\frac{E_A}{Z_{\mathrm{OA}}+R_1+R_2+R_e+X_{\mathrm{he}}\times L};$$I_{1B}=\frac{E_B}{Z_{\mathrm{OB}}+R_1+R_2+R_e+X_{\mathrm{he}}\times L};$$I_{1C}=\frac{E_C}{Z_{\mathrm{OC}}+R_1+R_2+R_e+X_{\mathrm{he}}\times L};$式中，Z_OA,Z_OB,Z_OC为电缆护套自阻抗，R₁,R₂为电缆护套首末端接地电阻，R_e为大地漏电阻，X_he为大地漏电流对护套的互感抗；电缆的电容电流为：I₂＝jωCU；式中ω为角频率，C为电缆电容，U为电缆电压；电缆受负荷电流变化引起的电缆护套感应电流变化为I₃；I₃通过电力电缆接地电流的实时采样装置在线监测记录；由公式：I_d＝I₁+I₂+I₃可得需设定的最低监测有效值也即采样基准值，并在电力电缆接地电流的后台监测装置中进行设置；②确定采样数据的影响因数集：影响因素集表示为U＝{U₁,U₂}；其中U₁＝{u₁₁,u₁₂}，u₁₁表示当天时间点、u₁₂为年度时间段；U₂＝{u₂₁,u₂₂,u₂₃}，其中，u₂₁为调度额度、u₂₂为持续时间、u₂₃为影响因子；③电力电缆接地电流的实时采样装置实时进行接地电流的采样；④采用数字滤波器对实时采样的接地电流数据进行数字滤波，数字滤波器的函数模型为：${\left|H\left(i\right)\right|}^2=\frac{1}{1+{\left(\frac{i}{i_c}\right)}^{2n}}=\frac{1}{1+{ϵ}^2{\left(\frac{i}{i_p}\right)}^{2n}}$式中：n表示滤波器的阶数；i_c表示截止接地电流值；i_p表示带通边缘接地电流值；⑤采用自适应算法对滤波后的采样数据进行处理，算法为：$\left\{\begin{array}{c}{\left|H\left(i\right)\right|}^2=\frac{1}{1+{\left(\frac{i}{i_c}\right)}^{2n}}=\frac{1}{1+{ϵ}^2{\left(\frac{i}{i_p}\right)}^{2n}}\\ i_c=i_d+\mathrm{\theta \Delta I}-r\\ \theta =\{U_1,U_2\}\end{array}\right.$式中：ΔI为当前测量值与i_d之间差值，r为根据线路运行负荷变化引入的调节比例变量；θ为影响因数集；⑥处理后的采样数据上传给后台监测装置进行实时监测。