[发明专利]基于调制型注入的输配电线路绝缘态聚类分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于调制型注入的输配电线路绝缘态聚类分析方法及系统，具体实现方式为：根据频率调制指令向待测输配电系统注入方波电流；采用非接触式测量得到待测系统中各条线路的直流电流分量值及总注入直流值；对各条线路的直流电流分量值进行去噪处理，以削弱与注入方波电流不同频率以及同频率不同相位的噪声信号；依据经过去噪处理后的各条线路的直流电流测量值间的数据特征，判断各条线路直流电流测量值间的相似性，将与其他线路之间的相似性不满足预设要求的线路分为故障类，将线路之间的相似性满足预设要求的线路分为正常类，以此评估各条线路的绝缘状态。通过本发明可以解决基于传统直流叠加法中的接触式测量、可靠性和准确性的问题。

技术领域

本发明属于电气技术领域，更具体地，涉及一种基于调制型注入的输配电线路绝缘状态聚类分析方法及系统。

背景技术

随着智能电网的提出和电气设备自动化程度的不断提高，对电网供电的稳定性和连续性提出了更高要求。电力电缆因安全可靠、隐蔽耐用及有利于城市美化而在电网中广泛应用。电缆投入运行后，在电、热、化学等因素的作用下发生老化，在半导体层缺陷处引发水树枝从而造成的电缆击穿重大停电事故呈加速上升趋势，在此情况下，研究电缆绝缘老化检测方法显得尤为重要。

目前电力电缆绝缘的在线监测方法主要有直流成分法、直流叠加法、交流叠加法、接地电流法、局部放电法和损耗因素法等。其中，直流叠加法在实际中的应用时间较早，应用较为广泛，测量原理也相对比较简单。实际测量电路如图1所示，在接地的电压互感器的中性点处加入低压直流电源，使该直流电压与施加在被测电缆绝缘上的交流电压叠加，从而通过低通滤波电路测量通过电缆绝缘层的微弱直流电流，由此求出其绝缘电阻，来判断其绝缘劣化的状态。但直流叠加法暴露出一系列缺点：1)只对中性点非有效接地电网有效；2)特征信号直流电流一般比较微弱；3)存在较大的杂散电流，会引起测量误差；4)该过程可能会产生零序电压，造成继电保护装置误动作。

现有技术包括基于正负极性直流叠加法的交联聚乙烯电缆绝缘诊断电路，其关键是将正负极性的直流电流电压U₊和U_-(U₊＝U_-)分别叠加在被测电缆上，并分别测量流过主绝缘的直流电流I₊和I_-，得到绝缘电阻，从而评估电缆的绝缘劣化程度。国网上海市电力公司提出了一种接线简单的35kV电缆绝缘在线监测的测量回路，可有效降低接触电势、泄露电流和噪声的干扰，提高诊断精度。但是这些方法普遍存在以下不足：1)采用具体阈值评估绝缘状态，属于刚性判断，易受到外部因素干扰而出现误报；2)传统技术采用求均值法等，难以在数据处理层面上进一步削弱误差，从而提高状态评估的可靠性；3)采用纯直流或者固定频率的方波电流进行注入，纯直流注入极易受空间噪声影响而导致所测直流误差过大，而固定频率方波注入易受同频噪声影响导致灵敏度下降。

由此可见，现有技术主要在绝缘检测方式上寻找突破，往往淡化其数据处理方法，而采用何种绝缘检测方法和数据处理方法，在测量端与数据处理端同时削弱误差，排除外部因素的干扰，准确反映电力电缆的绝缘性能问题，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于调制型注入的输配电线路绝缘态聚类分析方法及系统，由此解决采用何种绝缘检测方法和数据处理方法，在测量端与数据处理端同时削弱误差，排除外部因素的干扰，准确反映电力电缆的绝缘性能问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于调制型注入的输配电线路绝缘态聚类分析方法，包括：

(1)根据频率调制指令向待测输配电系统注入方波电流，其中所述频率调制指令用于控制所述方波电流的频率；

(2)采用非接触式测量方式得到所述待测输配电系统中各条线路的直流电流分量值及总注入直流值；

(3)基于所述总注入直流值对各条线路的直流电流分量值进行去噪处理，以削弱与注入方波电流不同频率以及同频率不同相位的噪声信号；