实用接地网腐蚀缺陷诊断评估系统的研究

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2、专翘论ZHUANLUNTAN实用接地网腐蚀缺陷诊断评估系统的研究何晓英，王森，李志忠，牛涛，安宗贵，吉宏亮(1．陕西省电力公司，陕西西安710048；2．陕西电力科学研究院，陕西西安710054；3．西安交通大学，陕西西安710049；4．成阳供电局，陕西成阳712000)将可以量测的接地引下线节点定义为可及节O引言点，考虑到节点到电源问的引线电阻可能造成的影响，一般选择电流源作为激励源，图l为接地网腐蚀接地网实际运行状态是地网性能诊断与评估的缺陷诊断测量示意图。接地网腐蚀诊断的基本方法基础与核心。由于我国的接地网主要采用扁钢材料，就是通

3、过接地网在一些直流电流激励条件下的可及长期运行容易发生腐蚀，而且近年来冈接地网腐蚀节点之间的电压测量值，根据接地网的拓扑结构应严重而需改造的变电站越来越多，使得变电站接地用适当的计算方法，求接地网各条导体的实际电网评估和改造的指导技术——接地网腐蚀缺陷诊断阻值。研究结果表明，支路电阻的增大可以反映其被与性能评估技术的重要性凸现出来。腐蚀情况，因此可以根据实际值与设计值的比值大为了解决这个问题．从2000年开始．国内高校在小来判断导体腐蚀或断裂情况，即诊断出了接地网这方面做了较多的理论研究，力图通过检测手段实各条支路的实际电阻值，也就得到了反映

4、接地网腐现接地网扁铁运行状态诊断。文献『11和『2]采用电磁蚀情况的诊断结果场方法、文献[3卜『101采用电路原理结合几种常见优化计算方法来解决接地网测试和支路导体腐蚀故障诊断问题。其中，文献[7卜[10】是本课题在研发过程中的研究成果本文根据课题研发中各种优化算法的研究成果结合现场实测，考虑了检测中的各个关键环节，得出了适合于现场检测和诊断的优化箅法及整套系统。图1接地网腐蚀缺陷诊断测量不意图1诊断优化算法根据电路理论，电路元件参数的变化会引起电路响应参数的变化，当元件参数的变化量很小的时1．1接地网腐蚀缺陷诊断模型候，可以把电路响应参数的

5、变化量近似表示成元件接地网由金属导体焊接而成．在工频或直流电参数的变化量及响应参数对各个元件参数灵敏度的流的作用下，可以忽略其电感和电容的影响，等效为线性关系。纯电阻线性网络，因而可以将接地网腐蚀缺陷诊断腐蚀接地网巾，各条支路的电阻为R(i=1，2，这一工程物理问题转化为电网络的参数辨识问题进⋯b)，测量端口电压的测量值为，对应的没有，行分析和研究。被腐蚀的原始接地网的电阻为尺，仿真计算得到的收稿日期：2009—08—20作者简介：何晓英(1961一)，男，I学硕士，高级工程师，长期从事电力系统及自动化面的研究工作和电力系统的管理工作。ZHU

6、ANTILUNTAN专题论坛测量电压为～。那么腐蚀前后测量电压的变化量为AV=～V，V对各条支路电阻的灵敏度为S=SV,JSR，电压变化量△和电阻变化量AR=尺—R之间可以表示成如下的形式：△=S△1+5v△尺2+⋯~4-v△R6(1)按照同样的方法，在一次激励时，测量多个端口的电压，并多次更换激励端口的位置。例如更换，J次激励，第次激励的测量端口为m13,，171,：11,，⋯，mn，如此可以得到线性的诊断模型：sy⋯sv：”第1组△尺激励端口AV．f1)5：⋯sv：AV(2)s5⋯s第2组△尺，(b)激励端口图2接地网络可测性分析△2)s

7、5⋯得到的灵敏度矩阵5进行Gauss—Jordan消去，转换为第组AV．．)s5⋯5行最简阶梯型矩阵形式，然后得到S的有理型零空间AR6激励端口Z。HfJs的有理型基础解系z：AVin⋯sSZ=O(5)(2)这样z的列数就是模糊组数，z每一列对应一个当测量数据足够多时，方程组(2)是一个超定的模糊组，非零元对应的支路电阻即为该模糊组中的线性方程组，写成矩阵形式为：不可测支路。在测量方案完备时，对图2(a)进行可测SAR=AV(3)性分析，得到图2(b)的结果，其中每一个虚线框内的AR是方程组(3)的最小二乘解：rainllSAR-AVll2，

8、支路构成一个模糊组。用粗线电阻表示，可以看出这解的表达式如下：个网络结构中存在3个模糊组，16条不可测支路。采△尺=(S)STAV(4)用分层约简的网络拓扑分析方法也可以得到同样的然而当接地网结构中存在不可测支路(模糊支结论。路)时，灵敏度矩阵5列向量线性相关，那么最小二乘1．3不可测支路参考解的增广线性模型解式(4)中方阵STS奇异，逆(5)不存在，此时求解式对于不可测支路。本文根据接地网导体的腐蚀(3)是比较困难的。特性。在1．1节线性模型基础上提出了增广线性模1-2可测性分析型，给出符合腐蚀情况的参考解，这对于实际诊断工图2为一个变电站

9、接地网的拓扑结构图，图2(a1作具有指导意义。中黑色实心圆点为可及节点，空心的为不可及节点。土壤电阻率、pH值、含水量和含盐量是导致接由于无法在不可及节点上施加电源