一种线性的接地网故障诊断新方法

提出了一种采用参数识别法将接地网等效为电阻网络进行故障诊断的方法.根据接地网可及节点的分布位置将其约简为本征网络.采用建议量测方案,根据特勒根定理建立线形方程组直接求解本征网络的支路电阻,在此基础上通过逐层上溯的方法精确获取可以约简为该本征网络的接地网支路电阻信息,达到接地网故障诊断的目的.采用数值法对给定接地网在已知可及节点位置条件下各条支路诊断结果的可靠性分析,给出了接地网各支路诊断结果可靠性判断的通用方法.以一个中规模的36节点实验接地网验证了所提出方法的可行性.     

一种线性的接地网故障诊断新方法

提出了一种采用参数识别法将接地网等效为电阻网络进行故障诊断的方法。根据接地网可及节点的分布位置将其约简为本征网络。采用建议量测方案,根据特勒根定理建立线形方程组直接求解本征网络的支路电阻,在此基础上通过逐层上溯的方法精确获取可以约简为该本征网络的接地网支路电阻信息,达到接地网故障诊断的目的。采用数值法对给定接地网在已知可及节点位置条件下各条支路诊断结果的可靠性分析,给出了接地网各支路诊断结果可靠性判断的通用方法。以一个中规模的36节点实验接地网验证了所提出方法的可行性。     

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。     

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。     

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.     

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。     

一种改进的接地网故障诊断算法及测试方案评价

为了提高接点网故障诊断精度，提出一种改进的接地网故障诊断算法，采用在可及节点中轮换电流源激励的位置和每处激励时多处测量节点电压的方法，充分利用了可及节点并显著增加了方程的个数，建立了反映各种激励条件下支路电阻变化量与可及节点电压变换量之间的非线性关系的增广故障诊断方程，该方程的求解采用迭代的方法逐步用线性方程来逼近非线性方程，采用优化方法求出迭代中的线性方程的最小二乘意义的最优解。根据归一化增广故障诊断方程中行向量间的距离得出独立方程的个数，并以此作为对测试方法进行定量评价的依据，还讨论了电压的量测误差对支路电阻诊断结果的影响，对实例的计算、分析和测试表明，提出的方法是可行的。     

基于遗传算法的接地网腐蚀故障诊断研究

为了对接地网的腐蚀故障进行准确定位和判断,将遗传算法应用于接地网腐蚀故障诊断中。实际的接地网腐蚀故障诊断有电压法和电阻法两种思路,笔者分别根据这两种思路建立了适应度评价函数,并编制了相应的MATLAB程序。采用多层减维技术对程序进行优化,以解决接地网腐蚀故障诊断中支路变量维数多、算法后期收敛速度慢的问题。最后以一个60条支路、36个节点的接地网为例检验和对比了电压法和电阻法的诊断效果。仿真实验结果表明,在经过5层遗传算法迭代后,两种方法腐蚀诊断的误诊率和漏诊率均为0。电阻法的诊断效果略优于电压法,但其运算时间要高于电压法。     

接地网接地引下线腐蚀故障的分区诊断方法

为了准确地估计接地引下线的腐蚀状况,基于分层约简模型将接地网分解为若干分区,并提出一种接地引下线电阻分区测试与诊断方法。对于每个分区,首先在该分区之外选择足够多的激励位置并分别进行面向公共节点的测试,根据测试结果确定出该分区内各条本征支路电导的比例系数。然后,将激励源的一端分别与各条非公共节点相连,并分别补充1组面向公共节点的测试,就可以分别诊断出各条非公共节点接地引下线的电阻。证明了公共节点的接地引下线电阻无法通过面向该公共节点的测试诊断得到,并提出了一种换区求解法解决了公共节点的接地引下线诊断问题。在一个60支路的实验接地网上进行的实验验证结果表明:提出的方法是可行的并且具有较高的诊断精度。     

一种地网腐蚀故障诊断的新算法

为解决地网腐蚀的定位问题,基于新标准对接地网在概念上的变化,提出并解决了基于场路结合的不等电位模型的地网腐蚀故障诊断的方法;针对地网腐蚀时的导通电阻变化,验证计算了地网腐蚀时地表电位分布及最大跨步电势、接触电势发生处的位置。通过编程实现了数值模型的计算机求解,其方法是通过求取地网各支路散流电流及节点电位来获得各支路的导通电阻值,并通过腐蚀前后各支路导通电阻值的变化来判断地网的腐蚀情况。同时,该模型对于入地电流频率在几十kHz下仍可考察地网的运行情况。实际结果表明,本文方法与试验结果吻合,具有较高的可信性。     

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。     

低压配电网接地的电能损耗分析

通过分析低压配电网中中性点人为接地、故障接地的电气特征,揭示了低压配电网中普遍存在同异同接地现象,造成了大量的电能浪费。指出采用拆除中性点接地、有效不间断监控和及时排除接地故障等措施,使电网与地绝缘,可防止电能流失。     

发电厂和变电站直流系统接地故障检测总体方案

分析了低频信号注入法的原理及存在的缺陷,针对其缺陷提出了基于小波变换的直流系统接地故障检测方案.发生接地故障后,向直流系统正负母线注入低频正弦电压信号,利用各支路的电流互感器检测出支路中的低频电流信号,通过小波变换从中提取出与注入信号同频的正弦电流信号,计算某支路电流信号中的阻性分量即可求得该支路的接地电阻值,从而判断出故障支路.大量的数值仿真和实验研究验证了该方法的可行性.     

测量误差对接地网故障诊断影响的分析

为分析测量误差对接地网故障诊断结果的影响,将导体的腐蚀程度分为4个等级。对给定的测试方案,分别对接地网设置各种故障,并采用均匀分布的随机数反映测量误差的分布。在此基础上反复进行故障诊断计算,对诊断结果分析和统计,得出各个支路故障的诊断可信度、误判及漏判可能性和支路分辨率等指标。提出了根据提出的指标改进测试方案和算法以提高接地网故障诊断结果准确性的方法,并给出一实例说明方法的可行性,分析结果表明,提出的指标能反映测量误差对接地网故障诊断结果的影响,综合利用诊断指标提高了接地网故障诊断精度。     

微量处理法在变电站接地网腐蚀诊断中的应用

接地网导体的腐蚀乃至断裂是引起接地网事故的根本原因,借助测量及诊断方法及时发现接地网事故的隐患,能减少因接地网腐蚀而造成的损失。为此根据接地网的结构特点和在变电站中的实际情况,建立相应的电路分析模型,应用增量网络法建立灵敏度矩阵和腐蚀诊断方程;提出了微量处理方法,使得足够数量的故障诊断方程在极小的区域内线性化,改进的迭代约束条件保证了每一步迭代值都向着真实支路电阻值逼近以解决方程的非线性问题。实际接地网测试验证了腐蚀诊断程序的可行性,所提出的微量处理方法较好地解决了腐蚀诊断方程的非线性问题,腐蚀诊断结果表明腐蚀支路及其故障倍数的判定基本准确。     

基于人工蜂群算法优化支持向量机的接地网腐蚀速率预测模型

为了提高接地网腐蚀速率预测的精确度,在建立预测模型的过程中,首先对接地网进行了基于电网络理论的腐蚀诊断过程,并以经过诊断之后确定的腐蚀支路位置为采样点。考虑到仅以土壤理化性质反映接地网腐蚀速率的局限性,在接地网腐蚀诊断结果的基础上,提出接地网电阻平均增长速率作为预测模型的输入特征量之一。建立了基于人工蜂群优化支持向量机的接地网腐蚀速率预测模型,测试结果显示相对BP神经网络模型和广义回归神经网络模型,所提模型的预测结果精确度和稳定性更高,表明了对于解决接地网腐蚀速率预测问题,所提模型具有良好的适用性。