井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法.pdf

第 4 2卷 第 1 1 期 2 0 1 6年 1 1 月 工矿 自 动化 I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n Vo 1 ． 4 2 NO ．1 1 NO V ．2 0 1 6 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 6 1 1 0 0 5 0 0 6 DO I 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 i x ． 2 0 1 6 ． 1 1 ． 0 1 2 赵敏 ， 尚鹏辉． 井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法r- J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 6 ， 4 2 1 1 5 0 5 5 ． 井下配电网屯缆故障在线双端行波测距方法 赵敏 ， 尚鹏 辉 1 ． 鹤壁汽车工程职业学院 电子工程系 ， 河南 鹤壁4 5 8 0 3 0 ； 2 ． 河南理工大学 电气工程与 自动化学院，河南 焦作4 5 4 0 0 0 摘 要 为 了解决采 用传 统 经验模 态分 解的 电缆故 障 测距 方法存 在 的频 带混 叠问题 ， 以及基 于总体 平均 经 验模态分解的电缆故障测距方法受残留白噪声影响等问题 ， 提 出了一种基 于补充总体 平均经验模 态分解的 井 下配 电 网电缆 故 障在 线双 端行 波 测距 方法 。该 方法通 过补 充 总体平 均 经验 模 态分 解提 取 双端 故障行 波 线 模分量的固有模 态函数， 利用基 于瞬时频率突变和模极大值的奇异性检测原理进行行波波头标定， 从而实现 故 障点 定位 。通过在 P S C AD／ E MTD C环境 下搭 建基 于频 变特 性 电缆 线路 的 6 k V 井 下 配 电 网模 型 并进行 仿 真 ， 验 证 了该方 法测距 精度 高， 最大 测距误 差 不超过 4 。 关键 词 井 下配 电网 ；电缆故 障定位 ；电缆故 障测距 ；补充 总体 平均 经验模 态分解 ；行 波测距 中图分类 号 T D 6 0 文献 标 志码 A 网络 出版时 间 2 0 1 6 1 0 2 8 1 6 2 8 网络 出版地址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 6 1 0 2 8 ． 1 6 2 8 ． 0 1 2 ． h t ml Onl i ne c a b l e f a ul t r a n g i ng me t h o d b y d o u bl e e n d t r a v e l i n g wa v e f o r u nd e r g r o u n d d i s t r i bu t i o n n e t wo r k ZHA O M i n ， SH ANG Pe n ghu i 1． De p a r t me n t of El e c t r o ni c Eng i ne e r i ng，H e b i Aut o mot i ve Eng i ne e r i ng Pr o f e s s i on a l Col l e ge， H e bi 45 8 0 3 0，Chi n a；2． Sc ho ol of El e c t r i c a l Eng i ne e r i ng a nd Au t o m a t i o n， He n a n P o l y t e c h n i c Un i v e r s i t y ，J i a o z u o 4 5 4 0 0 0，C h i n a Abs t r a c t I n or d e r t o s ol v e pr o bl e m s of b l oc k o v e r l a p o f f r e q u e nc y b a nd s i n c a b l e f a u l t r a n g i ng m e t ho d b a s e d o n e mp i r i c a l mo d e d e c o mp o s i t i o n a n d e f f e c t o f r e s i d u a l wh i t e n o i s e i n t h e o n e b a s e d o n e n s e mb l e e m p i r i c a l mod e d e c ompo s i t i o n， a n on l i ne c a b l e f a u l t r a ng i n g me t ho d by d o ub l e e nd t r a v e l i n g wa v e f or u n d e r g r o u n d d i s t r i b u t i o n n e t wo r k wa s p r o p o s e d wh i c h wa s b a s e d o n c o mp l e me n t a r y e n s e mb l e e mp i r i c a l 收稿 日期 2 0 1 6 - 0 7 0 6 ； 修 回日期 2 0 1 6 0 9 2 4 ； 责任编辑 李明。 基金项 目 河南省重点科技攻关计划资助项 目 1 5 2 1 O 2 2 1 O 1 9 8 。 作者简介 赵敏 1 9 8 3 一 ， 女 ， 河南鹤壁人 ， 讲师 ， 硕 士 ， 主要研究方 向为 电力系统运行与控制 ， E - ma i l z h a o mi n 0 3 9 2 1 2 6 ． c o rn。 [6] [7 ] [8 ] [9 ] 王彦文 ， 刘 文军 ， 高彦 ， 等． 基 于零序 电流 群体 比幅 比 相的选择性漏电保护新方案I- J ] ． 煤炭学报， 2 0 1 0 ， 3 5 3 5 1 5 - 5 1 9 ． 任建文 ， 丁浩 ， 李 莎 ， 等． 基 于负序 电流 的配电 网单相 接地故障选线方法 的研究E J ] ． 华北 电力 大学学报 自 然科学版 ， 2 0 1 3 ， 4 0 1 2 4 2 9 ． 倪广魁 ， 鲍海 ， 张利 ， 等． 基于 零序 电流突 变量 的配 电 网单相故 障带 电定 位判 据 E J ] ． 中国 电机工 程 学 报 ， 2 O 1 0 3 1 l l 8 - 1 2 2 ． 宋国兵 ， 李广 ， 于 叶云 ， 等． 基 于相 电流突 变量 的配 电 网单相接地故障区段定位E J ] ． 电力 系统 自动化 ， 2 0 1 1 [ 1 o ] [ 1 1 ] E 1 2 ] [ 1 3 ] 2I 84 90 ． 郭清滔， 吴田． 小电流接地系统故 障选线方法综述 [ J ] ． 电力系统保护与控制 ， 2 0 1 0 ， 3 8 2 1 4 6 1 5 2 ． 杜刚 ， 刘迅 ， 苏高峰． 基 于 F T U 和“ s ” 信号 注入法 的配 电网接地故障定位 技术 的研究 [ J ] ． 电力 系统保 护与 控制 ， 2 0 1 0 ， 3 8 1 2 7 3 7 6 ． 王凤 ， 康怡． 基于 脉冲信号 注入法 的小 电流接地 选线 技术[ J ] ． 电网技术 ， 2 O O 8 1 5 9 0 9 3 ． 陈奎 ， 陈士军 ， 唐轶． 矿 山电网漏 电保 护的研究 [ J ] ． 电 工技术杂志 ， 2 0 0 4 1 1 6 1 6 4 ． 2 0 1 6 年 第 1 1 期 赵敏等 井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法 5 1 mo de d e c ompo s i t i o n CEEM D．The m e t ho d e x t r a c t s i nt r i n s i c mod e f u nc t i o n o f l i ne mod e l c o m p on e n t s o f d ou bl e e n d f a ul t t r a ve l i ng wa v e by CEEM D， a n d us e s s i ng ul a r i t y d e t e c t i on p r i nc i pl e b a s e d o n i ns t a nt a ne ou s f r e q ue nc y mut a t i o n a nd mo dul u s m a x i ma t o d e ma r c a t e t he wa v e h e a d，S O a s t o r e a l i z e f a ul t l o c a t i o n ．A 6 k V u n d e r g r o u n d d i s t r i b u t i o n n e t wo r k mo d e l wa s b u i l t i n PS C AD／ EMTDC s o f t wa r e wh i c h wa s b a s e d o n f r e q ue n c y c ha r a c t e r i s t i c o f c a bl e l i n e． Th e s i m u l a t i o n r e s ul t s ho ws t he me t ho d h a s h i gh r a ng i ng p r e c i s i on，a nd t he m a x r a ng i ng e r r o r i s n o mo r e t h a n 4 ． Ke y wo r d s und e r g r ou nd di s t r i b ut i on n e t wor k； c a bl e f a u l t l oc a t i o n； c a bl e f a u l t r a ng i ng； c o mpl e m e nt a r y e ns e mbl e e mpi r i c a l m o de d e c o m p os i t i on；t r a v e l i n g wa v e r a ng i ng 0 引言 井下配电网多为数段短电缆构成的干线式纵 向 网络 ， 因井下环境恶劣 ， 电缆在运行 中发生单相接地 故障的概率较大。而现有的低压脉 冲法、 闪络测试 法等井下电缆故障测距方法存在可靠性差 、 测距精 度低等问题 。 实 际应用 的电缆故障测距方法大多为离线测 量 ， 考虑到井下电力负荷多为一级 、 二级负荷 ， 一般 不允许采用离线测量， 且离线法最大 的问题是部分 故障难以在高压冲击下再现 ， 从而造成测距失败， 此 外 ， 多次 注入 高 压 脉 冲 会 影 响 整 根 电缆 的 寿命 ， 因 此 ， 在线行波测距对于井下 电缆故障测距具有重要 的工程实用价值[ 】 ] 。行波测距的关键在于波头到达 时刻的准确标定和行波波速的确定 。目前主要采用 小波分析方法来提取故障行波波头_ 2 ] ， 但小波分析 结果 受小 波基 种类 、 采 样 率 及 分 解 尺度 等 因素 的影 响， 理论上有无限多种小波基 ， 如不能详尽分析其特 点并结合行波信号特征选取合适 的小波基 函数 ， 就 难 以得 到满 意 的结 果 [ 7 ] 。经 验 模 态 分解 E mp i r i c a l Mo d e D e c o mp o s i t i o n ， E MD 方 法 是 一 种 能 够 有 效 分析处理非平稳信号的 自适应分解算法 ， 其将信号 分 解 成 若 干 个 固 有 模 态 函 数 I n t r i n s i c Mo d e F u n c t i o n ，I MF 分量 ， 通过 分析 各分 量 的时频 特性 ， 有效地对各频率成分进行分离 ， 对非平稳 、 非线性信 号具 有 良好 的时频 聚集 性 。该方 法 能够克 服小 波分 析方 法需 要人 为选 取 小 波 基 及 分解 尺 度 的缺 点 ， 在 非平稳 信 号 处 理 方 面得 到 了一 定 的应 用_ 8 ] 。但 E MD存在模态混叠 问题 ， 即 1个 I MF分量 中包含 差异很大的特征时间尺度 ， 或者相近的特征时间尺 度分布在不同的 I MF分量中。为 了抑制模态混叠 ， 参考 文 献 [ 9 ]提 出 了 总 体 平 均 经 验 模 态 分 解 E n s e mb l e E MD， E E MD ， 其是一种噪声辅助 的数 据分 析 方 法 ， 能 够 很 好 地 还 原 信 号 的本 质 。但 E E MD方法无法将原信号添加的白噪声完全 中和 ， 导致分 解 产生 的 I MF分量 残 留部分 白噪声 ， 无 法 获 得纯净 的模态分量。为了解决上述问题并提高运算 效率 ， 参考文献E l 0 1 1 1 提 出了补充总体平均经验模 态分解 C o mp l e me n t a r y E E MD，C E E MD ， 该 方 法 能够有效解决 E MD分解存 在的模态混叠问题 ， 并 且 几乎 消 除 了残 留 白噪声 的影 响 。 本文 提 出 了一 种 基 于 C E E MD 的 井 下 配 电 网 电缆 故 障 在 线 双 端 行 波 测 距 方 法 ， 并 通 过 P S C AD 仿真模型验 证 了该 方法 可行 ， 且具 有较 高 的定 位 精 度 。 1 CEE MD 原 理 E MD分解是将行波信号 ￡ t 为时 间 分解 为若干个 I MF分量 C ￡ 和余量 r ￡ 之和， 即 n 一 C r ￡ 1 i 1 式 中 为 I MF分量 个数 。 E E MD实质是在原始信号上叠加高斯 白噪声 ， 进行多次 E MD， 取 I MF分量的均值作为最终结果 。 该方法利用高斯 白噪声 的统计特性 ， 使得加入噪声 后的信号在不 同频率尺度上具有连续性 ， 有效解决 了 E MD的模态混叠 问题 。C E E MD通过向原信号 成 对添 加 符 号 相 异 的 白噪 声 ， 再 对 添 加 白 噪 声 的 2组信号分别执行 E MD， 以抑制模态混叠和残留白 噪声的影响口 。C E E MD具体步骤如下。 1 在 原 始 行 波 信 号 z 中加 入 模 值 相 等 的 正、 负 2 组 白噪声序列 N 与一N ￡ ， 得 z 1 一 z N 2 z 2 一 z ￡ 一 N 3 式中 z ， 5 C ￡ 分别为加入 了正、 负 白噪声 后的 信号 。 2 对 z ￡ ， X 。 分 别 进行 E MD， 得 到 分解 后 的模 态 函数序 列 C 汁 ， c 。 3 重复 步 骤 1 、 步 骤 2 M M 一2 0 0 次 ， 并 进行 集 总平均 ， 得 ￡ ， 分 解 后 的 I MF分 量 均值分别为 5 2 工矿 自动化 2 0 1 6年 第 4 2卷 s 4 s 一 妻 ∽ 5 则 z 分解后的 I MF分量均值为 s ￡ 一 I S 1 S 2 ￡ 一∑c p r 6 式中 C 。 为 I MF分量； m为 I MF分量个数。 2 基于 C E E MD的 电缆故 障双 端行 波测 距原 理 电缆发生故障时产生广域频带 的暂态信 号， 故 障行波含有丰富的高频分量 ； 不同模量 、 不同频率的 行波信号传播速度不一 ， 导致行波波头在传播过程 中发生 畸变 ， 影 响波 头 的精 确标 定 。本 文 采 用 色 散 较小的行波线模分量进行行波波头检测_ 1 。 2 ． 1行 波线模 分量 的提取 电缆三相之间存在复杂的电磁耦合关系， 因此 ， 需对提取的故障行波信号进行解耦。本文采用凯伦 贝尔变换实现故障行波信号解耦 。解耦过程 l l E s 3 I 1 7 l I pJ 1 1 1 1 ] E s 3 一寺I 11 0 l 8 。 l 1 o 一1 j 式中 工 。 ， I ， I 分别为解耦后的零模电流 、 a模 电流 和 模 电流分量 ； ， ， I 为线 路三 相 电流 。 a模和 模分量称为线模分量。进一步可得 出 行 波 在不 同模量 下 的波速方 程 f 。 一 j ／ L O C 0 9 f 一 l √ L1 C1 式中 。 ， 分 别为行 波 的零模 波速 和线模 波速 ； L 。 ， C 。为电缆线路 的零 模参数 ； L ， C 为 电缆线路 的线 模参 数 。 2 ． 2行 波 波头到 达 时刻的标 定 由故障点产生的行波到达测量端 时， 行波 电压 和电流都将发生尖锐变化 ， 行波波头在时频 图中表 现为高频突变 ， 突变点即为波头位置_ 1 。为了进行 对 比， 本文采用 2种算法进行波头标定 。算法 1 基 于瞬时频率突变的奇异性检测算法 对行波线模分 量进行 C E E MD分解 ， 提取第 1次分解得到的 I MF 分量均值进行 Hi l b e r t 变换 ， 得到其时频 图， 则时频 图上第 1个频率突变点位置即为故障行波波头到达 时刻 。算法 2 基于模极大值 的奇异性检测算法 对行波线模分量进行 C E E MD分解 ， 取其第 1次分 解得到的 I MF分量均值 ， 求取该分量相邻的极大值 点和极小值点的幅值差 的绝对值 ， 以及相邻极大值 点与极小值点的时间间隔， 则 幅值差的绝对值最大 且极值点时间间隔最小处定为信号奇异值点 ， 即为 波头 到达 位置 。 2 ． 3 双 端 行 波 测 距 双端行波测距方法具有原理简单 、 定位精度高 等优点。其原理如图 1 所示 。 M 图 1 双端行 波测 距原 理 N 图 1中， F为故障点， t ， t 。 分别为故障行波到 达 M 端 和 N 端 的 时间 ， z 为 电缆 全 长 ， z为 M 端 与 故障点距离。设 为行波波速 ， 则 电缆故障测距方 程 为 z一 二 1 o Z 一 _ ■ 一 上 U 3仿真 分析 3 ． 1 仿 真 建模 采用 P S C AD ／ E MT DC软件 搭 建 井 下 6 k V 配 电网模型。选用具有依频 特性 的分布参数 电缆模 型 ， 具 体 参 数 土 壤 电阻 率 为 1 0 0 Q／ m， 温 度 为 2 O℃ ， 3根 电 缆呈 三 角形 排 列 ， 轴 心距 为 0 ． 4 m； 导 体 电 阻 率 为 1 ．7 8 1 0 ～ i 2 ／ m， 实 际 截 面 积 为 0 ． 0 0 0 3 3 2 m。 ， 外径为 0 ． 0 2 0 9 m， 相对磁导率为 1 护套 电阻 率 为 1 ． 7 81 0 Q／ m， 实 际 截 面积 为 0 ． 0 0 0 1 6 9 m2 ， 内径为 0 ． 0 6 5 8 m， 外 径 为 0 ． 0 6 9 8 m， 相对磁导率为 1 ； 内绝缘层内径为 0 ． 0 2 3 3 m， 外径为 0 ． 0 6 0 6 m， 相对介 电常数 为 2 ． 3 ； 外绝缘层 内径为 0 ． 0 6 9 8 m， 外径为 0 ． 0 7 7 8 m， 相对介电常数为 2 ． 2 5 。 根据以上参数并参考文献[ 1 5 ] ， 可计算出该模 型中行波线模波速 一1 9 8 ． 2 6 m／ t L s 。 3 ． 2 算例仿 真 设电缆长度 为 1 k m， 分别在距首端 0 ． 1 ， 0 ． 2 ， 0 ． 5 ， 0 ． 8 ， 0 ． 9 k m处发生单相接地故障， 设置不 同过 渡电阻进行仿真分析， 仿真时长为 0 ． 0 5 s ， 在 0 ． 0 2 S 发生故障， 采样频率为 1 MHz 。 2 0 1 6年 第 1 1期 赵敏 等 井下 配 电网 电缆 故 障在 线 双端行 波 测距 方法 5 3 对故障点距首端 0 ． 2 k m 处、 过渡电阻为 1 O Q 的算例进行具体仿真分析 ， 步骤如下 。 1 运行仿 真模 型 ， 得 到 A 相 发 生 接地 故 障 时 电流波形 ， 其 中首 端 电流波形 如 图 2 所 示 。 a 三相电流波形 0 ．0 1 98 0 删0 0 脚2 n0 2 0 4 0 删6 0 ．0 2 08【 l 0 2 1 0 0 ．0 l 2 时间／ s b 故 障 电流 局 部 放 大 渡 形 图 2 A相接地 时电缆 首端电流波形 2 分 别 对 双 端 采 样 的三 相 电流 进 行 相 模 变 换 ， 求 出其 口模 分量 ， 提取 一0 ． 0 1 9 8 ～O ． 0 2 0 4 S 的 电流行 波 a模 分量 进行 分析 。双端 行 波线模 分 量 如 图 3所 示 。 图 3双 端 行 波 线 模 分 量 3 对 提 取 的 双 端 行 波 线 模 分 量 分 别 进 行 C E E MD， 其中末 端行波线模 分量 分解结 果如 图 4 所 示 ， 其 中 I MF p为第 P p一 1 ， 2 ， ⋯ ， 6 个 I MF分 量 均值 。 4 对 于双 端行 波线 模分 量分 解后 的首 个 I MF 分量均值 ， 利用 Hi l b e r t 变换法求取其时频图， 通过 瞬时频率的突变点标定波头到达时刻 算法 1 。首 末两端的波头到达时刻标定结果如图 5 所示 。 从 图 5可看 出， 首端检测到的波头到达时刻为 第 2 1 1 个采样点， 末端检测到的波 头到达时刻为第 2 4 1 个采样点。可计算出故 障点距首端 2 0 2 ． 6 1 1 T I ， 相对 误差 为 1 ． 3 0 5 。 麴[ 一 室 _ 0 ． 二二二 二二 堇 二土 二 堇 笆 二 圣 二 塞 一 。 ． 。 I ～ I I 一 I I 一0 ．0 。 5卜～ n a ～ a n 一 a n 采样点 a 首端波头 到达点标定 b 末 端 渡 头 到达 点 标 定 图 5 波头标定算法 1 标定结果 5 对 于双 端行 波线模 分量 分解 后 的首个 I MF 分量均值 ， 利用基于模极大值原理的检测方法 算法 2 进行波头标定 ， 其第 1个模极大值点即为波头到 达 时刻 。首末 两端 的波 头到 达 时刻 标 定 结果 如 图 6 所示 。 从 图 6 可 看 出 ， 首端 检 测 到 的 波 头 到达 时刻 为 第 2 1 2 个采样点 ， 末 端检测到 的波头到达 时刻为第 2 4 2个采样点 ， 计算 得故障点距离 首端 2 0 2 ． 6 1 m， 与算 法 1结果 一致 。 为 了进一 步验证本 文方 法的有效性和测距精 度 ， 对不 同过渡电阻和不同故障位置的情况， 分别利 用 2种波头标定算法 进行 电缆故障测距仿真计算 ， 结 果见 表 1 。 ＼ 爆删 ＼ 媾 5 4 工矿 自动化 2 0 1 6年 第 4 2卷 2 0 0 ． 0 2 0 O ． O1 5 趔 0 l01 o j 翻 5 0 ．0 0 5 1 0 0 2 0 o 3 0 0 4 O 0 5 0 0 6 0 0 采样点 a 首端波头到达点标 定 ／ 、 I ／ ／ J ． ⋯ 一 ． 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 采样点 b 末端波头到达点标定 图 6 波头标定算法 2标定结果 表 1 故障测距结 果 从 表 1可看 出 ， 本 文 提 出 的 电缆 故 障 在 线双 端 行波测距方法基本不受故 障电阻影响， 且最大相对 误差不超过 4 ， 无论故障靠近首端、 中点 、 末端 ， 均 能准确定位 ， 且具有较高的测距精度 。 为了对 比分析本文方法较传统 E MD方法的优 势 ， 对不同过渡电阻和不同故障位置的情况 ， 分别采 用本文方法和基于传统 E MD的电缆故障测距方法 进行仿真计算 ， 结果见表 2 。 从表 2可看出， 本文方法较基 于 E MD 的电缆 故障测距方法在测距精度上有了较大改进 ， 在不同 过渡电阻、 不同故障位置下均能实现更准确的定位 。 表 2 2 种方法 的测距结果对 比 4 结 语 为了抑制传统 E MD频带混叠及 E E MD分解 的 I MF分量 残 留 白噪 声等 问题 ， 采用 C E E MD对 行 波线模分量进行分解 ， 并利用基于瞬时频率突变和 模 极 大值 的奇异 性 检测 原 理 进 行 行 波 波头 标 定 ， 提 出了一种基于 C E E MD的井下配 电网电缆故障在 线 双端 行波 测距 方法 。考 虑 电缆 线路 参数 频变 特性 对行波传播特性 的影 响， 采用 P S C AD ／ E MT DC软 件建立了基 于频 变 电缆模型 的 6 k V 井下 配电模 型， 对不同故障位置、 不同过渡电阻的单相接地故障 进行了仿真计算 。仿真结果表 明， 本文方法能有效 提取到行波信号 的奇异性特征 ， 精确地标定波头到 达时 刻 ， 且 不受 故 障点过 渡 电阻影 响 ， 最大 定位误 差 不超 过 4 。 参 考 文 献 [ 1] 刘洋 ， 曹云东 ， 侯春光． 基 于经验模 态分解及 维格纳威 尔分 布的电缆双端 故 障定位算 法[ J ] ． 中国 电机工程 学报 ， 2 O 1 5 ， 3 5 1 6 4 0 8 6 4 0 9 3 ． [2] 覃剑 ， 黄震 ， 邱 宇峰 ， 等． 基 于小波变 换 的同杆并 架双 回线双端行波 故障测 距E J ] ． 电力系 统 自动 化 ， 2 0 0 4 ， 2 8 5 5 1 - 5 5 ． 第 4 2 卷 第 1 1期 2 0 1 6年 1 1月 工矿 自 动化 I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n Vo 1 ． 4 2 NO ． 1 1 NO V ． 2 O1 6 文 章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 6 1 1 0 0 5 5 0 4 D OI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 l x ． 2 0 1 6 ． 1 1 ． 0 1 3 阮文韬． 煤矿电动机应急调速系统设计[ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 6 ， 4 2 1 1 5 5 5 8 ． 煤矿电动机应急调速系统设计 阮 文 韬 成都纺织高等专科学校 电气信息工程学院，四川 成都 6 1 1 7 3 1 摘要 针对变频器发生故障时很难在较短时间内恢复正常运行 的问题， 设计 了煤矿 电动机应急调速 系 统 。该 系统采 用应 急 变频装 置替代 故 障 的原 始 变频 器 来控 制 电动 机 当原 始 变频 器发 生 故 障 时 ， P L C 主控 单元 根据 电动 机和 变频 器的故 障状 态实时控 制应 急 变频 装置 ； 当应 急 变频 装 置的 输 出达 到 电动机 的 运行 条 件时， 切换装置立即动作 ， 从而实现应急变频装置对电动机转速的稳定控制。仿真 结果表 明， 该 系统在原 始 变频器故障的情况下能够快速接入应急变频装置 ， 具有较好的调速性能。 关键 词 电动机 ； 应 急调 速 ； 应 急 变频 装 置 中图分类号 TD 6 1 4 文献标志码 A 网络出版时问 2 0 1 6 1 0 2 8 1 6 2 8 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 0 1 6 1 0 2 8 ． 1 6 2 8 ． 0 1 3 ． h t ml De s i gn o f e me r g e nc y s pe e d r e gu l a t i o n s y s t e m o f c o a l mi n e mo t e r RUAN W e n t a o S c h o o l o f El e c t r i c a l a n d I n f o r ma t i o n En g i n e e r i n g，Ch e n g d u Te x t i l e Co l l e g e ，Ch e n g d u 6 1 1 7 3 1 ，Ch i n a Ab s t r a c t I n v i e w o f p r ob l e m t ha t i t i s d i f f i c u l t t o r e c o ve r no r ma l o pe r a t i o n i n a s ho r t t i me whe n 收稿 日期 2 0 1 6 0 6 0 6 ； 修回 日期 2 0 1 6 - 0 9 2 6 ； 责任编辑 胡娴 。 基金项 目 四川省教育厅重 点项 目 1 3 Z A0 1 0 0 。 作者简介 阮文韬 1 9 8 2 一 ， 女 ， 四川乐 山人 ， 讲师 ， 硕士 ， 主要研究方向为检测技术 与 自动化装置 ， E - ma i l 9 2 8 4 7 2 1 7 8 q q ． c o m。 [3] [4] [5] [6 ] [7 ] [8 ] [9] 周淙 ， 卢毅 ， 廖瑞 金 ， 等． 基 于小波 包提取 算法 和相关 分析 的电缆双端行波测距 I- J ] ． 电力系统保 护与控制 ， 2 0 1 2 ， 4 O 1 1 - 4 ． 王敏 ， 王磊 ， 陈平． 基于行波原理的 1 0 k V电缆单环网 故障测 距 研 究 [ J ] ．电力 系统 保 护 与控 制 ， 2 0 1 3 ， 4 1 6 3 8 4 2 ． 周淙 ， 卢 毅 ， 李剑 ， 等． 小波包 提取算 法 和相关 分析用 于 电缆双端行 波测 距I- J ] ． 高 电压技 术 ， 2 0 1 1 ， 3 7 7 16 95 16 9 9． 覃剑 ， 陈祥训 ， 郑 健超 ， 等． 利用小 波变换 的双 端行波 测距新 方 法 I- J 5 ． 中 国 电机 工 程 学 报 ， 2 0 0 0 ， 2 0 8 7 1 1． 黄子俊 ， 陈允 平． 行 波故 障定位 中小 波基 的选择 [ J ] ． 电力系统 自动化 ， 2 0 0 6 ， 3 0 3 6 1 6 4 ． 王述仲． 基 于快 速本征 模态分解 的电力系统短期负荷 预测 [ J ] ． 中 国 电机 工 程 学 报 ， 2 0 1 3 ， 3 3 增 刊 1 79 8 4． W U Z H 。 HUANG N E． En s e mb l e e mp i r i c a l mo d e d e c o mp o s i t i o n a n o i s e a s s i s t e d d a t a a n a l y s i s me t h o d I- J ] ． Ad v a n c e s i n Ad a p t i v e D a t a An a l y s i s ， 2 0 1 1 ， 1 1 1 41 ． YEH J R， S HI EH J S，N0RDEN E，e t a 1 ． C o mp l e me n t a r y e n s e mb l e e mp i r i c a l mo d e d e c o mpo s i t i o n a no i s e e nha n c e d d a t a a na l ys i s met hod [ J ] ． Ad v a n c e s i n Ad a p t i v e D a t a A n a l y s i s ， 2 0 1 2 ， 2 2 1 35 15 6 ． 唐贵基 ， 王 晓龙 ． 基 于 E E MD降噪和 1 ． 5维能量谱 的 滚动轴 承 故 障 诊 断 研 究 [ J ] ． 振 动 与 冲 击 ， 2 0 1 4 ， 3 3 1 6 - 1 0 ． HU ANG N E。 W U Z ．A r e v i e w o n H i l b e r t Hu a n g t r a n s f o r m M e t h o d a n d i t s a p p l i c a t i o n s t O g e o p h y s i c a l s t u d i e s [ J ] ．R e v i e ws o f G e o p h y s i c s ， 2 0 0 8 ， 4 6 2 2 O O8 ． 束洪 春 ， 孙 涛． 电缆 一架空 线混合 线路 故 障行 波 测距 新方 法I- j ] ． 电力 自动化设备 ， 2 0 0 8 ， 2 8 1 0 1 - 7 ． 张小 丽， 曾祥 君 ， 马洪 江 ， 等． 基 于 Hi l b e r t Hu a n g变 换的电网故 障 行波 定位 方 法 E J ] ． 电力 系 统 自动 化 ， 2 0 0 8， 3 2 8 6 4 - 6 8 ． 束洪 春 ， 田鑫萃 ， 董 俊 ， 等． 利用故 障特 征频 带和 TT 变换的电 缆单 端行 波 测距 [ J ] ．