一种变电站接地网故障腐蚀监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种变电站接地网故障腐蚀监测方法及系统，监测方法能够监测变电站接地网故障腐蚀情况，具有一定的可靠性和准确性，并能按照测量选点原则和选点规律，减少选点的误差和精度。通过对变电站接地网的监测提高了接地网运行的安全和稳定性，有利于电力系统的安全生产。对接地网存在的安全隐患能够及时发现，保证供电系统的正常运行。在接地网的维修上，由于能准确的定位接地网局部断点，因此可以大幅减少对变电所环境的破坏，同时也减少了劳动强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变电站接地网领域，尤其涉及一种变电站接地网故障腐蚀监测方法及系统。
技术介绍
随着现代大电网向超高压、大容量和远距离方向发展，对于电力系统安全、稳定及经济运行的要求越来越高，为了确保电网的安全稳定运行，提高供电的可靠性，必须有一个良好的变电站接地装置。接地网是电力系统深埋在地下的隐蔽设施，现场暴露的主要技术问题是接地网腐蚀、接地引下线截面偏小和接地体之间连接不良，这些问题都给电力的故障埋下了隐患。接地网腐蚀是一个渐变的过程，腐蚀到一定程度即进入故障状态，可靠性降低甚至性能失效，不能满足电力系统安全运行的要求。我国由于资源、经济等原因，接地网所用的材质主要为普通碳钢，接地网腐蚀通常呈现局部腐蚀形态，发生腐蚀后接地网碳钢材料变脆、起层、松散、减薄，甚至发生断裂，所以电力接地网腐蚀严重是目前我国电力接地网最为突出的问题，而在国外发达国家主要是以铜材质作为接地网，其接地性能比钢铁要好，腐蚀程度要慢。针对变电站内钢筋构架对地网腐蚀诊断的影响，目前还没有进行过详细的理论仿真及现场试验。变电站内的所有钢筋构架均通过接地引下线与站内主接地网相连，当遭雷击时或者绝缘发生损坏时，故障电流可以通过接地网散流。腐蚀诊断过程中，在地网中注入电流时，站内的门型构架其实也相当于地网支路导体之一，构成回路。但在地网腐蚀理论形成的初期，我们将接地网等效为一纯电阻网络，且忽略站内门型构架对地网诊断的影响，但随着研究的深入，以及变电站现场应用中对诊断准确率的要求越来越高，站内构架对现场诊断的影响分析及论证越发显的重要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于，提供一种变电站接地网故障腐蚀监测方法，方法包括：获取接地网的拓扑结构及变电站接地网的节点和支路数量，并对节点和支路编号，选择接地网一个节点为公共点；建立故障诊断方程：式中为在第j种激励电流下的节点电压向量(n-1行，1列)，Yn为节点导纳矩阵(n-1行，n-1列)，为第j种激励下的节点注入电流向量(n-1行，1列)，n为接地网的节点数；Yn＝A·R-1·AT(2)其中：A为节点对支路的关联矩阵(n-1行，1列)；R为支路电阻矩阵(B行B列的对角线矩阵)；其中，RB为支路的电阻；其中，为第j种激励电流中的独立电流源向量(B行，1列)；为在第j种激励电流下，作节点的全微分将公式(1)、(2)代入(5)，并运用矩阵分析理论进行化简后得到：将式(6)写成增量的形式，有其中，Mij为n-1行1列的向量，其中的元素反映了在对接地网施加第j种激励电流下，第i支路的电阻变化对第h个节点电压的影响；Ro和分别为在第j种激励下、接地网腐蚀前各个支路的电阻的初值和在该初值下各个节点的电压，可以根据Ro和计算得到：为在第j种激励电流下、接地网腐蚀后各个节点电压的测量值；B行1列的支路电阻增量向量ΔR为ΔR＝[ΔR1，ΔR2，…，ΔRB]T(9)则式(7)可写作其中，MJ为n-1行B列的矩阵，反映了在对接地网施加第j种激励电流下，各个支路的电阻变化对各个节点电压的影响；利用式(10)，可以根据Δ求出支路腐蚀情况的ΔR；采用最小平方法求t次迭代，minf(ΔR1，ΔR2，t...ΔRB，t)＝{MtΔRt-ΔVn，t本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站接地网故障腐蚀监测方法，其特征在于，方法包括：获取接地网的拓扑结构及变电站接地网的节点和支路数量，并对节点和支路编号，选择接地网一个节点为公共点；建立故障诊断方程：式中Vnj为在第j种激励电流下的节点电压向量(n‑1行，1列)，Yn为节点导纳矩阵(n‑1行，n‑1列)，Inj为第j种激励下的节点注入电流向量(n‑1行，1列)，n为接地网的节点数；Yn＝A·R‑1·AT                 (2)其中：A为节点对支路的关联矩阵(n‑1行，1列)；R为支路电阻矩阵(B行B列的对角线矩阵)；其中，RB为支路的电阻；其中，Ijn为第j种激励电流中的独立电流源向量(B行，1列)；为在第j种激励电流下，作节点的全微分将公式(1)、(2)代入(5)，并运用矩阵分析理论进行化简后得到：将式(6)写成增量的形式，有其中，Mij为n‑1行1列的向量，其中的元素Mijn反映了在对接地网施加第j种激励电流下，第i支路的电阻变化对第h个节点电压的影响；Ro和Vjn.o分别为在第j种激励下、接地网腐蚀前各个支路的电阻的初值和在该初值下各个节点的电压，Vjn.o可以根据Ro和Ijn计算得到：Vjn.e为在第j种激励电流下、接地网腐蚀后各个节点电压的测量值；B行1列的支路电阻增量向量ΔR为ΔR＝[ΔR1，ΔR2，...，ΔRB]T                       (9)则式(7)可写作其中，MJ为n‑1行B列的矩阵，反映了在对接地网施加第j种激励电流下，各个支路的电阻变化对各个节点电压的影响；利用式(10)，可以根据ΔVjn求出支路腐蚀情况的ΔR；采用最小平方法求t次迭代，min f(ΔR1，ΔR2，t...ΔRB，t)＝{MtΔRt‑ΔVn，t}2      (12)Rt＝Rt‑1+ΔRt；如果[ΔRt‑ΔRt‑1]＜ε，停止迭代计算，Rt为最终的监测结果；ε为设定的常数，表述收敛精度。...

【技术特征摘要】
1.一种变电站接地网故障腐蚀监测方法，其特征在于，方法包括：
获取接地网的拓扑结构及变电站接地网的节点和支路数量，并对节点和支路编号，选
择接地网一个节点为公共点；
建立故障诊断方程：
式中Vnj为在第j种激励电流下的节点电压向量(n-1行，1列)，Yn为节点导纳矩阵(n-1
行，n-1列)，Inj为第j种激励下的节点注入电流向量(n-1行，1列)，n为接地网的节点数；
Yn＝A·R-1·AT(2)
其中：A为节点对支路的关联矩阵(n-1行，1列)；R为支路电阻矩阵(B行B列的对角线矩
阵)；
其中，RB为支路的电阻；
其中，Ijn为第j种激励电流中的独立电流源向量(B行，1列)；
为在第j种激励电流下，作节点的全微分
将公式(1)、(2)代入(5)，并运用矩阵分析理论进行化简后得到：
将式(6)写成增量的形式，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建峰，潘广国，李江吉，刘凤伟，李庆江，马玉杰，李岩，孟丽，宋振山，高成，周毅，赵志伟，石俊民，周承山，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司章丘市供电公司，
类型：发明
国别省市：山东;37