电力系统接地网状态智能成像检测方法

本文针对电力系统接地网腐蚀、断裂等故障的定位和定量评估问题,提出一种接地网脉冲电磁逆散射成像新方法,利用接地网及周围土壤介质电参数的综合差异性,实现变电设备接地网电性参数幅值图像重建,通过电参数异常反映接地网电参数及结构特性。本文分析了基于散射原理的接地网智能成像检测基本理论,设计并研制了接地网状态智能检测系统,进行了数值实验和接地网样本的测试实验。本文方法是窄脉冲发射、电磁检测、多次覆盖观测技术的结合,适合接地网浅层探测,成像分辨率高,它为接地网提供了一种新的检测方法。     

变电站接地网腐蚀诊断磁场检测系统的设计与应用

对变电站电磁环境测量和接地网进行仿真计算,设计和开发了变电站接地网导体腐蚀诊断的磁场检测系统.通过对接地网的两个上引导体注入异频正弦波激励电流,探测激励电流在地表面上产生的磁感应强度分布,实现了变电站接地网导体的腐蚀状态和断点故障的诊断.现场测试表明,该系统的抗干扰能力、分辨率和测量精度均能满足诊断需要,诊断方法可行,测量系统可靠,提高了诊断的效率.     

电阻抗扫描成像技术在变电站接地网故障诊断中的应用研究

采用电阻抗扫描成像技术对某220 kV变电站接地网的腐蚀和断裂情况进行检测与诊断,检测结果表明:接地网整体阻抗值为43 mΩ,各区域支路阻抗值都在允许范围内,接地网整体接地状况良好。发现Ⅰ区域的8号引下线接地电阻大于50Ω,经过开挖证明此引下线存在严重腐蚀,已与主接地网断开,建议及时修复并采取保护措施。电阻抗扫描成像技术能够对运行多年变电站的接地网腐蚀及断裂状况进行快速有效诊断,减少接地网腐蚀诊断的盲目性和工作量,提高了电力系统运行的安全可靠性。     

引外接地对变电站接地网腐蚀诊断的影响

一些处于土壤电阻率较高地区的变电站接地网通常采用引外接地措施,实际接地网腐蚀诊断中却常常忽略变电站引外接地的影响。基于特勒根定理和最优化方法,利用ATP和MATLAB进行仿真实验,分析了引外接地对于接地网腐蚀诊断的影响。结果表明:引外接地网的存在会降低与之直接相连支路诊断的腐蚀程度,引外距离越小影响越大;较大的引外距离与引外接地网中导体故障对接地网腐蚀诊断影响很小。     

输电杆塔接地网腐蚀缺陷超声检测方法仿真分析

针对现有缺陷检测方法难于快速判断接地极腐蚀程度,研究分析超声导波技术检测不同结构接地网的可行性。通过分析导波的传播机理,得低阶SH导波适合于接地极检测。采用有限元仿真软件建立3种不同杆塔结构三维接地网模型,分析导波的传播特性。考虑到接地极所处实际环境,研究了不同土壤电阻率下接收端信号的变化特征,其回波信号幅值会随土壤电阻率的升高而增大。此外,对接地扁钢中存在的缺陷及其表面形成的腐蚀层厚度变化进行了研究。结果表明,低阶SH导波能有效检测出接地极缺陷,腐蚀层厚度变化对回波信号幅值影响较小。     

基于电化学法的接地体腐蚀状况检测方法

为研究接地体腐蚀状况,提出了一种用电化学法检测接地体腐蚀深度的方法。以三电极测量系统为基础,采用控制电流的测量方法,得出被测电极的极化电阻,继而求出腐蚀深度,通过腐蚀深度参量表征接地体腐蚀状态。通过分析腐蚀深度对地网接地电阻影响,发现腐蚀导致接地体产生附加电阻从而影响接地体的有效接地电阻值,进而破坏接地网的接地状态。最后通过搭建实际土壤模型进行腐蚀深度测量实验,并将实验结果与利用称重法所得结果进行对比。对比结果表明该方法可以准确地测量接地体腐蚀深度参数,并能够很好地反映接地体腐蚀状况。     

一种非接触式接地网腐蚀状态检测系统的研究

论文分析了国内外接地网腐蚀状态检测方面的发展动态,研发了一种非接触式接地网腐蚀状态检测系统的研制,该检测系统包括基于电化学测量理论研制的接地网腐蚀状态三电极传感器和以微控制器STC89C54RD+为核心的接地网腐蚀状态检测仪。三电极传感器埋设于接地网附近区域,用来模拟该站点附近接地网的腐蚀状况。接地网腐蚀状态检测仪主要是完成传感器激励施加和参数采集功能。该检测仪有电源控制模块,传感器激励模块,响应数据采集模块,土壤电阻测量模块等。将采集到的数据经过GPRS网络发送到接地网腐蚀状态多站虚拟平台,对数据进行实时采集并存储,经过分析计算后显示结果。     

测量磁感应强度诊断变电站接地网断点

为有效检测变电站接地网导体断点故障,提出了一种新的诊断方法,即通过接地网的两根上引导体直接注入异频的正弦波激励电流,据电磁感应原理测量地表磁感应强度的分布特征,诊断接地网导体节点与非节点处的断点故障。利用接地网性能分析软件进行的仿真计算论证了方法的可行性。针对变电站实际的电磁干扰环境,设计了专用的检测诊断系统并用实验结果表明其性能满足检测需要。模拟接地网的实验研究表明诊断方法正确,提高了诊断的效率和精度,检测系统可用于工程实际。     

电力系统接地网缺陷诊断方法及发展趋势

针对电力系统接地网腐蚀、断裂等故障的定位和定量评估问题,总结分析了接地网缺陷评价方法,将目前应用的或潜在的诊断方法分为两类,一类为非成像接地网状态检测方法;一类为接地网状态成像检测方法,论述了变电站接地网缺陷诊断评价方法现状。同时,对变电站接地网状态评价方法的发展趋势进行展望,指出了准确获得反映接地网故障的高分辨率特性参数图像意义重大,提出了实现接地网高分辨率图像重建面临的困难。接地网状态成像检测方法是非常值得研究的课题,将为接地网状态诊断带来一种全新而有效的新方法。     

基于DUFFING阵子的接地网故障诊断弱信号幅值检测新方法

为检测接地网故障诊断中的微弱信号,本文基于混沌Duffing振子和改进型FFT算法,提出了一种可用于接地网故障诊断中微弱信号幅值测量的新方法。首先将含噪声的待测信号加入Duffing系统,依据大周期工作状态下Duffing系统具有优良的噪声免疫特性,在此基础上采用改进的FFT算法计算Duffing系统的输出信号幅值,然后根据系统输入输出之间的关系确定微弱方波（输入信号）的幅值。通过仿真实验,对该方法的测量误差进行了分析。实验结果表明：该方法明显提高了测量精度。     

基于支路电压扰动的接地网腐蚀缺陷诊断研究

对接地网进行准确的腐蚀诊断是电力工程中十分关注的问题。为了解决接地网腐蚀诊断过程中计算方程组欠定所导致的诊断精度不高,效果不理想的问题,文中提出一种基于支路电压扰动的接地网腐蚀诊断方法,该方法通过接地网腐蚀前后支路电压的扰动实现腐蚀缺陷支路的定位和腐蚀程度的判断。文中首先理论分析接地网支路电压对支路电阻的灵敏度;其次,利用支路电压扰动特性,建立接地网腐蚀诊断模型,得出支路电压扰动峰值位置、大小与接地网腐蚀支路位置和腐蚀程度的映射规律;最后,实验验证了该方法能够对接地网的支路腐蚀进行有效的诊断。     

遗传算法在接地网腐蚀故障诊断中的应用

为了准确诊断接地网的腐蚀情况,将遗传算法(GA)应用于接地网腐蚀故障诊断中,编制了相应的MATLAB程序。利用多层减维技术解决接地网支路个数多、遗传算法收敛速度慢的问题。以重庆110 k V典发变电站接地网为例进行了仿真实验,实验结果显示多层减维技术的应用不仅加速了遗传算法的收敛过程,也优化了算法的诊断效果。遗传算法的计算结果具有一定的波动性,应在多次程序运行结果统计分析的基础上进行腐蚀评判。对典发变电站接地网的10次程序运行结果进行综合分析后,假设的7条故障支路被全部准确定位,无误诊及漏诊支路,各腐蚀支路腐蚀程度的诊断误差最大不超过10%。     

小电流接地系统单相断线接地复故障类型诊断

在考虑负荷性质、中性点接地方式、过渡电阻等因素的条件下,利用复合序网分析了配电线路单相断线接地复故障的故障特征,得出不同影响因素下零序电压的幅值和相位信息变化差别显著的结论,从而提出一种基于零序电压幅值和相位的小电流接地系统单相断线接地复故障类型的诊断判据。PSCAD仿真验证了该判据的有效性。     

基于COMSOL的变压器中超声波传播特性

通过建立变压器仿真模型,分别研究了在局部放电源固定的情况下,声压在空间中的传播规律及其幅值变化情况、放电源位置对信号传播特性的影响及声波在铁心、绕组和变压器油中传播时的衰减规律。仿真结果表明,局部放电声爆炸发生后的1ms内,变压器内部声压的空间分布迅速发生变化,但是1ms之后无明显变化;变压器铁心和绕组中声压的变化幅度比油中更大,局部放电声爆炸以球面波形式的波阵面向周围介质传播;观察点离局部放电源位置越近,接受到的信号幅值越大;声波在铁心、绕组和变压器油中传播时,声压幅值在三个方向上因传播路径的差异随传播距离的增加经历不同的衰减。通过试验验证了仿真结果的正确性。该分析可以为变压器中超声波局部放电检测提供依据。     

接地网导体腐蚀预测研究

对接地网腐蚀状态及时检测,准确掌握接地网运行状况,对保障系统安全运行和用电设备可靠性具有重要的意义。在接地网腐蚀机理和现有腐蚀检测的基础上,研究了电化学方法在接地网腐蚀检测中的应用,提出了用神经网络检测算法来预测接地网腐蚀速率。最后,通过实地试验测量,提取去除干扰后的信号数据,验证了神经网络算法在接地网腐蚀预测应用中的可行性。     

基于二进制遗传算法的接地网导体缺失诊断

接地网的施工属于隐蔽工程,缺失导体的情况普遍存在,严重影响了接地网的完整性,威胁着地网的安全可靠运行。为了准确检测地网的完整性,建立了接地网导体缺失诊断的多维背包数学模型,并利用二进制遗传算法对模型进行了求解,编制了相应的MATLAB程序。以重庆110 kV典发变电站实际接地网(41个节点、61条支路)为例进行了仿真实验。实验结果表明,对于无腐蚀导体的新建地网,诊断结果既无漏诊支路也无误诊支路;对于有腐蚀导体的旧地网,诊断结果虽无漏诊支路但有误诊支路,其原因是由于腐蚀支路的存在,在仅有假设导体缺失支路不存在的情况下,其适应度函数值并非最小。算法的计算时间约为20 min,速度可满足实际工程要求。     

基于扩展卡尔曼滤波算法的接地电阻状态可靠估计

针对目前接地网故障诊断一般只能诊断出严重腐蚀支路或腐蚀断裂支路的缺陷,结合电网络理论和现代信号处理中的扩展卡尔曼滤波算法,提出基于扩展卡尔曼滤波算法的接地网支路电阻状态的可靠估计。根据接地网的拓扑结构,建立状态方程和观测方程,状态方程和观测方程均在估计值处进行Taylor展开,实现线性化,运用算法迭代得到采样时间内支路电阻值的变化趋势及对应电阻变化率。利用Python对实际算例进行仿真,其结果与通过电化学方法检测计算得到的电阻变化率比较,可验证所提方法的准确性。     

佛山地区变电站接地网腐蚀状况分析

为了解佛山地区变电站接地网腐蚀情况以便指导接地网的运行维护,开挖取样了分布在佛山不同地区的21个变电站的钢材接地网,测量了变电站主地网、电缆沟内接地体及接地引下线的全面腐蚀和局部腐蚀数据,分析了不同运行年限接地网深度腐蚀率、最大腐蚀速度和孔蚀因素的分布范围及与运行年限的关系,分级了变电站接地网腐蚀状况。结果表明,变电站主接地网局部腐蚀比较严重,大部分为II级腐蚀;电缆沟接地体腐蚀主要为全面腐蚀,大部分处于III级。应加强对接地网的日常检查和防腐蚀,接地网设计和改造时应结合接地体全面腐蚀和局部腐蚀数据,选择和计算校核接地体截面和材料。     

基于电磁感应原理的变电站接地网腐蚀诊断方法

为提高变电站接地网腐蚀诊断的效率和精度,提出一种新的诊断方法。基于有限元方法,计算激励电流在地表激发的磁感应强度,通过仿真计算,分析土壤结构对地表磁感应强度的影响;通过接地网的两下引导体直接注入和抽出异频的正弦波激励电流,基于电磁感应原理测量地表磁感应强度分布,诊断网格导体腐蚀变细和断点故障;结合变电站实际的电磁干扰环境,设计磁感应强度测量系统。实验和现场检测结果表明所提方法简便、有效,诊断系统满足测试需要,可用于工程实际。     

基于特勒根定理的接地网故障诊断方法

为实现不开挖、不停电情况下对接地网故障的检测,建立了接地网数学模型,利用其拓扑结构和接地引线间的电压测量数据,根据特勒根定理建立接地网故障诊断方程.利用MATLAB迭代优化算法解数学模型得到接地网故障后各支路的电阻值,从而判断接地网的腐蚀程度.采用PSpice软件对接地网进行仿真计算和模拟试验,仿真结果与实际情况吻合,...