一种变电站接地网腐蚀诊断方法技术

本发明专利技术涉提供一种变电站接地网腐蚀诊断方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤S1:根据实际变电站接地网的结构，建立实际变电站接地网结构的简化网络电路模型；步骤S2:基于特勒根定理，建立接地网腐蚀诊断方程组、步骤S3:向简化网络电路模型的支路输送激励电流，通过信号采集传感器进行数据采集，并把采集到的数据输送给终端处理器；步骤S4:根据采集到的数据利用迭代方法对腐蚀诊断方程组进行求解；步骤S5:利用终端处理器对求解后的结果进行对比，从而判断出接地网的腐蚀故障状态。本发明专利技术针对目前大规模的接地网络的腐蚀诊断以及不开挖监测的诊断要求，提出了快速有效的腐蚀诊断方法，对提高电力系统安全可靠具有一定的现实意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及，尤其是设及电路基本原理及特勒根 定理的腐蚀诊断方法。
技术介绍
目前，大部分变电站存在运行年限过长、接地装置有缺陷等问题，严重威胁电力系 统的安全稳定运行。接地是指电气系统的部分节点或电气设施的导电部分与大地之间的电 气连接，是保证变电站及电力系统安全工作的关键装置，具有均压和泄流的重要作用，是确 保系统可靠安全运行、保证工作人员W及电气设备安全运行的关键。然而，接地网会因自然 腐蚀或杂散电流腐蚀导致接地体减薄和腐蚀断裂，其程度与±壤的电阻率、含盐量、含水率 及PH值等元素直接相关;特别在有杂散电流存在时，腐蚀会集中发生在接地网某一部位使 其在短时间内发生减薄和断裂。接地网上的网腐蚀往往会引起或者扩大事故，带来巨额的 经济损失及不良的社会影响。 近年来接地网的研究主要集中在接地网腐蚀特点及腐蚀机理的研究、接地网防腐 蚀维护W及不开挖接地网腐蚀情况诊断监测。实际的接地网节点数量往往超过100个，接地 网面积大，电气设备和接地引下线较多，给腐蚀诊断带来了极大困难。对接地网初步诊断时 采用大分块结合不动点测量的方法效率最高，诊断效果最好，可提高诊断速度、降低实际工 作量。为提高接地网腐蚀防护效果，需使用耐蚀接地材料，如连铸铜包钢及锻铜钢;实施阴 极保护;涂覆导电材料W隔离±中的电解质、溶解氧、水分等腐蚀介质。 变电站集中了大量重要电气设备，是电网中的枢纽，保证变电站的良好接地是电 网安全运行的前提。因此，经常或定期地对接地网的状况进行检测，并对接地网状况进行评 估，提前发现问题W采取相应措施，维护接地网的安全可靠运行对保证电网的可靠性具有 重要现实意义。
技术实现思路
[000引本专利技术的目的就是为了提高对接地网的诊断保护能力而提出的一种基于特勒根 定理的变电站接地网腐蚀诊断方法。 专利技术的目的可W通过W下技术方案来实现： -种变电站接地网腐蚀诊断方法，其特征在于:包括步骤如下： 步骤S1:根据实际变电站接地网的结构，建立实际变电站接地网结构的简化网络 电路模型； 步骤S2:基于特勒根定理，建立接地网腐蚀诊断方程组； 步骤S3:向简化网络电路模型的支路输送激励电流，通过信号采集传感器进行数 据采集，并把采集到的数据输送给终端处理器； 步骤S4:根据采集到的数据利用迭代方法对腐蚀诊断方程组进行求解； 步骤S5:利用终端处理器对求解后的结果进行对比，从而判断出接地网的腐蚀故 障状态。 进一步:所述的步骤S2建立接地网腐蚀诊断方程组，具体如下所示： 1)根据建立的简化网络电路模型，结合已知的激励电流(1〇)和通过信号采集传感 器采集到的支路节点电压列向量(化+1)，则可W依据节点分析法，求出任意两端口的电阻 [001 引 Ru=Ub"/i0 从而得出任意两端口的电阻增量 ARu=R'u-Ru[001 引i=i,...,n;j=i,...,n;b=l,...,n;n=l,2,3..·。 2)根据特勒根定理，则可W得出支路电阻增量的关系式为 3)根据步骤1)和步骤2)得到的网络两端口的电阻增量与支路电阻增 量的关系，可W得到一组方程： i二i,'''，m;j=l,'''，m;k=l,'''，m;m=l,2,3···。 又进一步:所述的步骤S4中提供的迭代方法具体如下所示： 步骤1:读取接地网拓扑结构数据、电气数据，计算支路上的电流量Ik; 步骤2:选取部分测量节点，计算Ru，现慢R' 1J; 步骤3:计算网络两端口的电阻增量ΔRy=R' 1广Ru; 步骤4:设置第一次的迭代次数(t)为0，Γk=Ik; 步骤5:根据诊断方程组计算ΔRWk; 步骤6:当迭代次数(t) > 1时进入步骤(G)，反之迭代次数(t)加1回到步骤D);[003引步骤7:当IΔ化W-Δ化为精度值)时进入步骤化），反之迭代次数(t)加 1 回到步骤D); 步骤 8:计算I("i)k。 又进一步:所述的步骤S5中利用终端处理器对求解后的结果进行对比，其具体是 当计算出的与正常情况下的Ik相差超过一倍时，则证明该接地网支路发生了腐蚀故 障，从而发出接地腐蚀警报。 再进一步:所述的步骤S3中的信号采集传感器的种类有电压传感器、电流传感器 和电阻传感器。 本专利技术能够快速有效的判断出故障腐蚀支路，保障电力系统的运行安全可靠性， 具有简单、准确、受现场运行条件限制小等优点，有一定的现实意义。【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细的说明。图1为步骤S4中所采用的迭代方法的流程图。【具体实施方式】本专利技术提供了，其包括步骤如下：步骤S1:根据实际变电站接地网的结构，建立实际变电站接地网结构的简化网络 电路模型； 步骤S2:基于特勒根定理，建立接地网腐蚀诊断方程组； 步骤S3:向简化网络电路模型的支路输送激励电流，通过信号采集传感器进行数 据采集，并把采集到的数据输送给终端处理器；步骤S4:根据采集到的数据利用迭代方法对腐蚀诊断方程组进行求解；步骤S5:利用终端处理器对求解后的结果进行对比，从而判断出接地网的腐蚀故 障状态。本专利技术认为埋在±壤中的接地网导体相连构成了电阻网络，假如忽视±壤因素影 响，整个接地网可直接当成纯电阻性的网络。利用接地网的运一特性，本专利技术选取故障参数 识别法来进行故障元件的识别。故障参数识别法是依照电路网络已知拓扑结构与参数，通 过输入激励与输出响应，用一定的算法估算出网络剩余所有的参数，最后依据各个参数的 允许容差来确定电路网络中故障元件的一种故障识别方法。在实际接地网施工完成后，各 段接地体的长度、横截面积及其电阻率为定值，其标准电阻数值可视为定值。当接地网投运 多年后，接地体发生腐蚀或断裂，导致接地网支路电阻大于标准值，此时的接地网络可W视 为拓扑结构相同，而支路电阻值不同的小电阻网络。腐蚀前的接地网拓扑结构与其支路电 阻已知，电阻网络端口电阻值可利用电路理论计算得出；腐蚀后的接地网端口电阻可经接 地引线测出。经过比对，可算出端口电阻的变化值，即增量。上述的步骤S2建立接地网腐蚀诊断方程组，具体如下所示：步骤1)中本专利技术中为方便数据输入和相应方程组的建立，不考虑电缆支架、地下 电缆的可导电金属外皮、自来水管或者配电网的构架基础装置等自然接地体。假设待测电 阻或电压的接地引线与接地网相连的点都在水平接地网支路节点处，忽略±壤湿度、溫度 等环境因素。假设包含n+1个节点，b条支路，m条接地引出线，可将接地网简化成为如图1所 示的纯电阻小型接地网路。图1仅为示例，所使用的简化电阻网路图W应实际结构为准。 如果选择在该网络第i，j两端口之间加上激励电流源，设定电流为1〇,基于电路理 论做W下定义:A为指定参考节点的网络关联矩阵;Yb为支路导纳矩阵;Υη为节点导纳矩阵； Ib为支路电流矩阵;Un为节点电压列向量;Ub为支路电压列向量;In为节点激励电当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站接地网腐蚀诊断方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤S1:根据实际变电站接地网的结构，建立实际变电站接地网结构的简化网络电路模型；步骤S2:基于特勒根定理，建立接地网腐蚀诊断方程组；步骤S3:向简化网络电路模型的支路输送激励电流，通过信号采集传感器进行数据采集，并把采集到的数据输送给终端处理器；步骤S4:根据采集到的数据利用迭代方法对腐蚀诊断方程组进行求解；步骤S5:利用终端处理器对求解后的结果进行对比，从而判断出接地网的腐蚀故障状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马刚，倪道宏，姚久明，
申请(专利权)人：有能集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32