变电站接地网的断点诊断方法

为提高变电站接地网导体断点诊断的效率和精度,提出了通过测量地表磁感应强度的诊断方法。利用变电站接地网频域电磁场计算软件包进行仿真计算,在对仿真计算结果分析的基础上,研制了专用信号激励源,结合变电站实际电磁干扰环境,研制了信号采集、处理系统,基于电磁感应原理探测地表磁场,诊断变电站接地网导体的断点故障,通过仿真计算、模拟地网试验和现场应用,证明了该方法的可行性和诊断定位的准确性。     

瞬变电磁法视电阻率成像的接地网断点诊断方法

为了实现变电站接地网断点无损检测,首次提出将瞬变电磁法用于断点诊断的新方法,在地面上施加一个斜阶跃关断的脉冲信号,通过对接地网感应信号的检测,反演计算视电阻率并快速成像,从视电阻率断面图中直观诊断接地网断点故障情况。采用Ansoft Maxwell软件正演计算接地网瞬变电磁响应信号,通过接地网完好与存在断点两种情况的视电阻率成像图对比,说明方法的可行性。在变电站开展接地网断点诊断实验,结果充分论证了方法的有效性,作为一种简便、高效的接地网断点无损检测方法,可用于工程实际。     

基于电磁场分析法的变电站接地网状态诊断试验研究

针对变电站接地网故障频发、危及电力系统安全的问题,介绍电磁场分析法的基本原理及检测系统,并应用该方法对某500kV和110kV变电站进行试验,结果表明在接地网图纸未知的情况下,采用电磁场分析法可以推断接地网结构、确定地下导体位置、诊断接地网导体断点和接地网腐蚀程度.     

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.     

应用阻抗变换技术的变电站接地网检测系统激励源的设计与应用

针对变电站接地网接地性能检测和缺陷诊断的需要,设计了专用的异频正弦波激励源系统。基于线性放大和阻抗变换技术,在较宽的频带内和较大输出电流的情况下,实现了频率和输出电流的连续调节,解决了功率放大器和接地网负载之间的阻抗匹配问题。实验结果表明激励源系统的频率特性、带负载能力和输出电流能力符合设计要求。通过测量地表磁感应强度和电位分布,诊断接地网导体断点的现场应用表明激励源的设计合理,能够满足变电站接地网缺陷诊断和接地性能检测等工程实际的需要。     

信息融合在接地网断点诊断中的应用

为了提高变电站接地网导体断点故障诊断的效率和精度,提出了一种新的接地网断点诊断方法,即以现有的电网络分析法、电磁感应法的评价指标为证据来源,引入信息融合理论,研究可信度的分配方法、建立信息融合故障诊断模型,将此两个评价指标进行融合,从而实现电力设备多种检测手段的结合,对接地网断点故障进行诊断。给出了接地网断点诊断的实例,其仿真计算和诊断结果表明,与任何单一检测手段相比,故障诊断的可靠性得到了明显提高。     

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。     

应用磁感应强度诊断接地网故障的试验研究

为进一步提高变电站接地网导体断点故障的诊断准确度,基于测量接地网地表面磁感应强度的诊断方法,以某35 kV变电站接地网为原型设计和定制了接地网试验模型,对接地网发生导体变细、断裂和脱焊等典型腐蚀故障下的磁感应强度及接地电阻进行了测试分析。试验结果表明:接地网在正常情况与典型腐蚀故障下的接地电阻基本保持不变,而地表面的磁感应强度则随导体状态的变化有明显改变。接地网导体变细时,故障支路的地表面磁感应强度下降明显;接地网存在断裂与脱焊故障时,故障处的地表面磁感应强度则接近于0,但与之相邻的正常支路的地表面磁感应强度则有不同程度的上升。研究结果可为有效诊断因接地网腐蚀而引起典型接地网故障提供依据。     

采用地表电位和磁感应强度进行变电站接地网故障诊断的效果对比

为有效提高变电站接地网导体故障诊断的准确性,以某35 k V变电站为依托,基于量纲相似原理设计和定制了不规则形状的接地网模型,根据接地网模型的地表电位和地表磁感应强度的计算结果,通过模拟典型故障,对采用地表电位和磁感应强度诊断接地网典型故障的测试结果进行了对比,总结了接地网典型故障时地表电位和磁感应强度的变化规律,据此提出了基于灰色关联理论的接地网状态评价指标。结果表明,接地网导体节点处电位较高,网孔上方地表电位略低;导体上方磁感应强度较高,且激励电流注入点处的地表磁感应强度最大;所提出的接地网导体健全度评价指标可准确判断接地网故障类型和故障位置。     

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。     

变电站接地网电磁诊断法的试验研究

为进一步提高变电站接地网故障诊断的准确性,本文以某实际35 k V变电站接地网为研究对象,通过模拟接地网导体腐蚀、断裂、虚焊等典型故障,对接地网正常与典型故障下的地表电位和磁感应强度进行了测试分析。试验结果表明:接地网导体出现不同故障类型时,地表电位和磁感应强度呈现出不同的变化规律,综合分析接地网的地表电位和磁感应强度可较为准确地实现变电站接地网故障诊断及故障类型识别。接地网存在混合故障时,故障导体地表电位和磁感应强度变化规律与单一故障的情形类似,但变化幅度更大。研究结果可为变电站接地网的故障诊断提供重要依据。     

基于蒙特卡罗的接地网故障诊断可测性分析

为了分析接地网故障诊断的可测性,提出了一种基于蒙特卡罗的评估方法.在合理范围内,随机设置接地网各条支路的电阻,采用迭代最小二乘法进行故障诊断,计算各条支路诊断结果的平均相对误差和相对标准差.直至达到期望的精度要求.相对标准差小于给定阈值的支路被判定为明晰支路,其余支路被判定为不确定支路.一个60条支路的接地网诊断结果验证了提出方法的可行性.同时该方法表明接地网故障诊断的可测性是可以预计的.可测性研究对于优化测试方案和科学利用诊断结果具有指导意义.     

变电站接地网的频域有限元方法

变电站接地网的安全性问题已成为电力系统电磁兼容的重要研究课题之一。文中基于有限元方法，将接地网一维导体单元与三维土壤单元相耦合，并考虑导体阻抗的频变特性，研究变电站接地网的接地性能。与三维有限元的A-V方法相比，该文计算方法的计算量大大降低，同时可以考虑频率对接地网接地性能的影响。通过与矩量法和测量结果进行比较，验证了该计算方法的正确性和有效性。利用计算得到的接地网导体轴向电流和土壤泄漏分布电流，进一步计算了接地网产生的空间磁场强度。结果表明，文中方法与矩量法的计算结果略有差异，原因在于矩量法中未考虑土壤泄漏分布电流的影响，文中计算方法可以方便地应用于复合土壤结构的接地网的接地性能分析。     

基于正则化的接地网断开故障诊断方法

为准确检测接地网断开故障,提出一种基于正则化的接地网断开故障诊断方法。通过向故障诊断目标函数中加入一个罚函数来实现对解的阻尼作用,达到使解稳定的目的,从而解决接地网故障诊断中的病态性问题,实现对接地网断开故障的有效检测。通过实验室实验验证了方法的可行性,实验结果表明所提出的断开故障诊断方法可以有效地检测接地网中单支路断开故障及多支路断开故障状态。现场实验验证了该方法的准确性,实验结果表明所提出方法可以对变电站支路断开故障进行有效检测。     

引外接地对降低接地网接地阻抗的作用

采用接地网工频接地参数分析软件,计算了引外接地网对降低主接地网接地阻抗的作用。计算结果表明,随着辅助接地网与主接地网之间的距离的增加,辅助接地网的作用逐渐减小;并且在土壤电阻率较高的地区,引外接地具有较好的降低主接地网接地阻抗的作用。     

可及节点位置偏移条件下接地网故障诊断的研究

为了在可及节点存在偏移的条件下对接地网进行较好的故障诊断,基于分层约简模型,分析了直接利用待测试接地网和其对应的镜像接地网进行故障诊断的可测性,论述了一种基于禁忌搜索算法的可及节点位置偏移修正方法,建议了进行接地网故障诊断的4种模式。以一个60支路的实验接地网为例进行了验证和说明,结果表明,直接利用待测试接地网进行故障诊断所得到的明晰支路所占的比例较大,但是测试工作量也大得多;建议的可及节点位置偏移修正方法是可行的;将待测试接地网故障诊断与其镜像接地网上修正可及节点偏移的故障诊断相结合,能够进一步提高明晰支路所占的比例。     

拓扑结构改变对接地网故障诊断的影响分析

对地网进行故障诊断的时候,经常遇到拓扑结构与地网设计图纸不符的情况,这种情况对腐蚀诊断的结果具有一定影响。本文基于特勒根定理和最优化方法,结合实际变电站地网,利用ATP和MATLAB进行了仿真实验。通过实验得出的数据对该影响进行分析,得到了一种有效的修正方法,该修正方法有效地降低了拓扑改变造成的影响,提高了诊断精度,具有工程实用性。