基于微量法的发变电站接地网腐蚀故障诊断

腐蚀故障的出现会使接地网的可靠性降低。介绍了接地网腐蚀故障诊断的基本思路和方法,构造了基于特勒根定理的腐蚀故障诊断方程,并采用双激励源和多电流值输出的方法增加方程中独立方程的个数。针对腐蚀前后支路电阻值变化很大和方程的非线性问题,采用微量线性处理法和迭代计算进行处理,同时使用端口电压测量值确保迭代逼近的正确方向。针对一个接地网仿真模型进行模拟故障诊断,结果表明,该方法能准确判断故障支路位置,且可大概估计腐蚀后故障支路的电阻变化倍数。     

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。     

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。     

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。     

基于智能优化算法的牵引变电所接地网腐蚀诊断

牵引变电所接地网为所内电气设备提供可靠接地.气候、温度等外界因素可能会导致接地导体出现严重腐 蚀,对人身安全与设备运行造成威胁.针对上述问题,以电网络理论为基础,推导了接地网的腐蚀诊断方程组,采用 MATLAB/Simulink软件建立仿真模型,利用仿真模型与实际模型互相验证.然后,采用L-M 算法和粒子群算法结合 的智能优化算法进行多次迭代计算,得到腐蚀支路位置和腐蚀倍数.最后,针对６１支路接地网案例,分别进行单支 路和三支路腐蚀诊断,设置腐蚀支路,电阻增大为标称值的２倍,根据上述算法得到腐蚀诊断结果,诊断结果与模型 设置相符,验证了所推荐算法的有效性,为牵引供电系统的安全运维提供了一定参考.     

基于连续性遗传算法的接地网腐蚀诊断优化

为了对接地网的导体腐蚀情况进行准确判断,建立了接地网腐蚀诊断的数学模型,基于连续性遗传算法编写了接地网腐蚀诊断程序,构建了适应度评价函数F,并利用多层减维技术对算法进行了优化。以重庆某110 k V实际接地网(41个节点、61条支路)为例仿真对比了优化前后的诊断效果。结果表明:优化前,诊断程序对真实故障支路的定位困难,出现漏诊、误诊的支路较多;利用多层减维技术进行优化后,不仅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,使诊断程序能够准确地定位腐蚀支路,而且对腐蚀支路腐蚀程度的判断有相当高的精度,最大的诊断偏差也不超过10%,程序的单次运行时间约为15 min。对实际工程来说,程序的诊断效果和运行时间均满足要求。     

基于内源式电阻抗成像的接地网缺陷诊断逆问题研究

如何实现对接地网局部支路导体的腐蚀缺陷检测是电力部门一直致力于解决的问题。该文研究了基于电阻抗成像(EIT)技术的接地网场域电阻率分布成像方法,并对接地网腐蚀缺陷进行诊断。首先针对接地网的开域场问题,建立其内源式电阻抗成像正、逆问题模型。其次对于其逆问题的病态性,提出一种基于改进正则化的牛顿-拉夫逊迭代方法对接地网的逆问题进行求解;针对接地网场域的大尺寸和土壤与扁钢电阻率的高对比度问题,提出土壤分离和分区成像的方法,提高了图像的分辨率。最后通过实验对接地网的腐蚀缺陷进行了电阻抗成像诊断,实验结果表明该方法能够对腐蚀缺陷进行准确定位,验证了该方法的正确性。     

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,...     

基于特勒根定理的接地网腐蚀诊断研究

接地网是保证电力系统可靠运行、保证工作人员以及电气设备安全的关键设施,一旦接地网因腐蚀等原因发生故障,将危及电力系统安全运行。针对接地网腐蚀故障,基于特勒根定理,建立接地网故障诊断方程并利用迭代法求解,辨识发生腐蚀故障的支路。实验结果表明,该方法能够有效判定接地网腐蚀故障,提高电力系统接地网的运行可靠性。     

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。     

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。     

接地网导体腐蚀故障诊断测试方案

为了科学地确定接地网腐蚀故障诊断中的测试方案,提高诊断结果的准确度,在最大电压公理的基础上提出并证明了3个推论并指出,在给定量测位置的条件下,若要使量测电压对某条支路电阻的变化最敏感,则恒定直流电流源必须加在该支路上;当恒定直流电流源加在某条支路上时,该支路两端电压对该支路电阻的变化最敏感。提出了一种将恒定直流电流源分别加在各条本征支路两端同时量测相应本征支路两端电压的理想最优测试方案,该方案是充分的,且具有诊断结果对误差不敏感、抗干扰性强和信号大便于检测的优点;讨论了实际应用中接地引下线自身电阻的问题,并建议了一种次优测试方案。以一个60支路的实验接地网为例进行了验证,结果表明提出方法是正确的和可行的,并且能够提高接地网故障诊断的抗干扰性和准确度。     

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。     

基于分区的接地网故障诊断及其测试方案优化

为了提高故障诊断效率,提出了一种基于节点分区的方法,将本征接地网拆分成若干小规模子网络求解.推导出关于本征支路电导的线性方程组,避免了求解非线性方程的迭代过程.为提高测试效率,提出采用计算机控制的自动化测试系统.基于动态规划的思想,探讨了常规测试设备时测试方案的生成方法.在60条支路的实验接地网上进行验证,结果表明建议的方法是可行的,能够减少测试次数并提高测试效率.     

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。     

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。     

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。