可及节点偏移对接地网故障诊断影响及修正

因接地引下线就近归算到网络交叉点上造成可及节点位置偏移,会对故障诊断产生影响,故采用蒙特卡罗法随机设置支路电阻向量作为样本,分析了该偏移对支路电阻诊断准确性和可测性的影响,还提出了一种基于禁忌搜索的修正方法,将可及节点位置偏移时的诊断结果作为禁忌搜索算法的初值,以观测电压向量与修正后电压向量之差的二阶范数最小为目标函数,对可及节点位置偏移造成的影响进行修正,并对修正效果进行定量评价。以一个60支路的实验接地网的验证结果表明,该方法可行且即使在支路导体存在一定程度不均匀腐蚀条件下,仍能收到较好的修正效果。     

一种基于分层约简模型的含接地引下线的接地网故障诊断方法

为了对接地网水平支路导体和接地引下线的腐蚀情况进行诊断,提出了一种新颖的故障诊断方法。建立了接地网的分层约简模型并得到所有节点都可及的本征接地网。采用蒙特卡罗方法分析了接地网的可测性,将支路分为电阻可以唯一确定的明晰支路和电阻不能唯一确定的不确定支路两类。建议了一种判断测试充分性的方法,指出在充分测试条件下,本征接地网中所有支路的电阻都可以唯一确定。分析了接地引下线电阻对接地网故障诊断的影响,提出了一种根据本征接地网支路电阻的诊断结果对接地引下线进行腐蚀故障诊断的方法,并指出所有接地引下线的电阻都可以唯一确定。在一个60支路的实验接地网上进行了实验验证,接地网明晰支路电阻和接地引下线电阻的最大相对诊断误差分别为4.86%和8.43%,表明所提出的方法是可行的,并且可以较好地诊断出接地网明晰支路和接地引下线的腐蚀状况。     

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.     

一种补充可及节点的接地网腐蚀故障诊断改进方法

为了使接地网腐蚀故障诊断得到的电阻可能取值范围较宽的不确定支路转化为电阻可以唯一确定的明晰支路,提出一种对接地网局部进行选择性的少量开挖,暴露一些不可及节点使之成为可及节点,再补充相应的测试后重新进行故障诊断的方法。论述了测试方案集合的充分性判断和所提出方法的基本步骤。提出了一种基于遗传算法确定需要补充可及节点位置的优化过程,其目标函数是使补充的可及节点数量最少。论述了染色体编码方法和能避免不可行解的初始种群生成方法、交叉方法和变异方法。采用提出的方法对一个60支路的实验接地网进行了验证,结果表明提出的方法是可行的。     

接地引下线偏移对接地网故障诊断的影响

接地引下线就近归算到接地网拓扑结构的交叉点时易造成可测节点位置偏移,对接地网故障诊断中端口电阻的测量产生影响,针对此,依据电网络理论推导出引下线偏移的灵敏度公式;结合4×4的模拟地网,分析引下线未偏移、偏移12.5%、偏移25%、偏移50%四种条件下对端口电阻测量值的影响,发现当引下线偏移约为50%时,对现场腐蚀诊断准确性影响较大;建议在现场试验中应尽量参考相关图纸,查清测量端口与主网连接位置。     

基于禁忌搜索的接地网故障诊断

为了诊断接地网腐蚀情况,提出了一种基于禁忌搜索算法的接地网故障诊断方法。采用轮换激励位置和每处激励多处测量的方法,使可及节点得到更充分利用,观测信息显著增加。以可及节点间测量电压与估计电压偏差的平方和最小为适配值函数,以各个支路电阻的原始设计值为初始解,以支路电阻为禁忌对象,对各支路分别以某个确定步长增加和减少支路电阻的策略进行邻域搜索,并运用全局形式的藐视准则。对一个60支路的实验接地网分别选择15处以10A直流电流源进行激励,分别测量89处电压,运用提出的方法进行数据分析和故障诊断。结果表明,提出的方法可行,且具有对测量误差敏感性低的特点。     

基于网络拓扑分层约简的接地网腐蚀故障诊断

为了更有效地利用接地网故障诊断结果,提出了一种基于网络拓扑变换的接地网分层约简方法。将接地网分为准元版块、元版块、元网络、可及接地网和本征接地网等层次。将支路分为明晰和不确定两类,明晰支路的电阻可以唯一确定,而不确定支路的电阻不能准确获得。提出了支路明晰与不确定的判别方法,论述了一种从本征接地网开始,逐层上溯确定各个层次的明晰支路电阻的方法。建议了一种确定不确定支路电阻最优解和可能取值范围的方法。以一个60支路的实验接地网为例进行了验证,故障诊断结果表明提出方法的正确性和可行性。     

基于灵敏度的接地引下线偏移对接地网故障诊断的影响研究

因测量的接地引下线就近归算到接地网拓扑结构的交叉点造成可测节点位置偏移,对接地网故障诊断中端口电阻的测量产生影响,依据电网络理论推导出引下线偏移的灵敏度公式,并分析总结引下线偏移距离大小对端口电阻测量值的影响。同时,在4×4的模拟地网中,假设在引下线未偏移、偏移12.5%、偏移25%、偏移50%共四种条件下,分析偏移对诊断接地网支路电阻值影响,在工程上有较好的指导作用。     

接地网腐蚀故障诊断可测性分析

接地网支路电阻的可测性是由网络的拓扑结构和可及节点分布决定的,与支路的电阻值无关。由此提出了一种适用于接地网腐蚀诊断的可测性分析方法,利用网络变换先消去不可及节点,然后反向推导,逐步确定各条支路的可测性。在此基础上提出了诊断可信度指标,指示各条支路诊断结果的可信程度,并构造了可信度计算公式。诊断结果验证了这个方法的有效性,并且可信度指标能够较好地反映诊断结果的误差情况。可测性分析和可信度指标可以给工程人员的实际诊断工作提供有价值的信息。     

接地网故障诊断可测性指标体系的分析及应用

定义了接地网故障诊断的4类可测性指标即结构可测性、测试可测性、状态可测性和干扰可测性,采用不确定度反映支路和接地网的不确定程度。对于结构可测性、测试可测性和状态可测性分析,采用不确定支路个数反映接地网可测性高低。采用测试明晰支路的平均不确定度反映综合干扰对接地网故障诊断结果的影响程度。提出了基于Monte-Carlo方法的结构可测性、测试可测性和干扰可测性分析方法。对一个具有60支路的接地网进行了结构可测性、测试可测性和干扰可测性分析,结果表明:提出的方法是可行的并且对于优化测试方案和科学利用诊断结果具有指导意义。     

接地网腐蚀故障诊断的可测性研究

为研究接地网故障诊断的可测性,提出了一种利用接地网拓扑变换的分析方法。将接地网分解为若干以可及节点为边界的元版块,根据电路网络理论削去不可及节点后得到对应的元网络,对所有元网络进行网络综合得到只含可及节点的可及接地网,进一步约简得到可及节点间最多只含一条支路的本征接地网。根据支路电阻的唯一确定性,将支路分为明晰支路和不确定支路两类,给出其判别方法,确定了不确定转化为明晰的原则。根据叠加原理和互易定理,归纳出进行独立激励并获得不重复量测数据的原则,还给出了接地网故障诊断独立方程数目以及获得独立方程的方法。结合一个实例详细说明了所提出的方法并设置了两组代表性故障进行分析计算,结果验证了所提出方法的正确性,并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。     

接地网故障诊断的分布式处理方法

已有的大规模接地网故障诊断算法的计算量非常大,导致计算时间很长,在实际应用中很不方便。为了解决该问题,笔者在已有的故障诊断方法基础上,提出了一种利用计算机局域网络的分布式算法。由主模块控制并发送所需计算的样本到分散在各台计算机上的各个从模块,各个从模块进行并行运算,并反馈运算结果至主模块。主模块在将所需要的结果全部收集完整后进行分析处理得到最终的结果。详细论述了接地网可测性分析、不确定支路取值范围估计以及新建接地网监测极优化布置这三个算法的分布式处理过程。以一个具体的60条支路的实验接地网为例,基于一个具有5台计算机的局域网,采用提出的方法进行了分析,并与已有方法进行了比较,结果表明所提出的分布处理方法是可行的,并且能大幅提高处理速度。     

接地网故障诊断测试方案的自动生成方法

为了方便接地网故障诊断,探讨了接地网完备测试方案的自动生成方法。在给定激励位置的条件下,先构造冗余的测试方案以确保测试的完备性,然后在确保完备性的前提下逐渐减少冗余的电压量测位置以减少测试工作量。在激励位置未知的情况下,优先选择在度大的节点之间进行激励,在得到完备的测试方案后,逐渐减少冗余的电压量测位置,从而得到激励位置移动和电压测试工作量尽量小的完备测试方案。以一个60支路的实验接地网为例进行了说明,结果表明所建议的方法能够自动得到具有较少测试工作量的完备测试方案。     

接地网腐蚀诊断的可信度分析

为更有效地利用接地网腐蚀诊断结果,提出了一种借助可测性矩阵分解进行可信度分析的方法。建立了一个新的可测性矩阵,该矩阵只与接地网拓扑结构和测试信息有关,且不需进行偏导运算,并建立了接地网非线性腐蚀诊断方程,利用高斯–若当消去法从可测性矩阵中得到支路模糊集和完全可测支路集合。提出了利用模糊集中元件诊断结果的倍率分散系数进行可信度排序的方法,并给出了这些元件诊断结果可确诊的3个判断准则。对110kV蒲城变电站接地网仿真测试验证了算法的有效性。     

基于蒙特卡罗分析的接地网故障诊断算法评价

为了客观地认识和比较各种接地网故障诊断算法,基于蒙特卡罗方法,在一个60支路的接地网上,以完备的测试方案通过随机改变各支路电阻值和迭代初值的方式生成检验样本,以各支路电阻的相对累积误差均值和其标准差为评价指标,对迭代最小二乘法、非线性最小二乘法和禁忌搜索法三种接地网故障诊断算法进行了评价和对比。结果表明:迭代最小二乘法能够得到准确的明晰支路诊断结果,且与初值的选择无关;非线性最小二乘法和禁忌搜索法的诊断结果与初值的选择关系密切,若其初值的选择不恰当,则不能得到准确的诊断结果。     

利用分块模型的接地网撕裂法故障诊断

为了便于接地网故障诊断,通常对大规模的接地网采用电路网络理论中的撕裂法进行分解,从而将大规模的接地网撕裂分解成若干个小规模子网络分别诊断,以提高诊断效率。然而传统的撕裂方法会对撕裂边界的接地网支路的故障诊断可测性产生影响。因此分析了传统撕裂法对接地网故障诊断可测性的影响原因,提出了一种基于分块模型理论的分块撕裂故障诊断方法,从而避免了传统撕裂方法对接地网诊断时的可测性影响。首先定义了块及其原形、不确定支路组及其原形等概念,在此基础上,提出了一种接地网分块撕裂的基本原则和分块故障诊断方法。在各个块中,基于面向各个节点分区的测试数据,采用线性最小二乘法求解与各块相关的本征支路电阻,确定各块中的明晰支路电阻,对于不确定支路还可采用二分法求出不确定支路电阻的取值范围。提出的方法将接地网拆分成若干个小规模的子网络进行求解,不仅可以提高计算效率,还可减少量测误差对测试结果的交叉干扰影响,且避免了以往求解本征支路电阻的非线性迭代过程。在陕西渭南东330 kV变电站的一个38条支路的实验接地网上进行了实验验证,结果表明所建议方法是可行的,能够有效减少测试工作量,提高故障诊断效率。