结合磁场延拓的变电站接地网腐蚀状态研究

为了更加高效合理进行变电站接地网腐蚀状态诊断,在现有借助地毯式探测接地网地表磁场强度进而分析接地网状态研究的基础上,提出一种结合磁场延拓技术应用于接地网腐蚀状态的研究方法.依据矢量格林恒等式,可知大平面边界各点磁场矢量积分关系,进而计算出平面内测量磁场与未知磁场的积分关系,通过剖分离散构建线性方程组,可求出未知磁场强度,达到磁场延拓的目的 ,即只需要测量接地网地表的部分磁场强度,就可以延拓重构得到整个接地网地表区域的磁场强度,进而为接地网故障诊断提供判据.采用该技术可以大大减少磁场强度的测量工作.通过仿真实验验证了所提方法的可行性,并在汉中司家铺110 kV变电站进行了接地网腐蚀状态检修试验,初步证实了磁场延拓技术应用于接地网故障诊断的可行性,证明该技术具有工程应用价值.     

基于萤火虫-粒子群混合算法的接地网分区域故障诊断方法

为提高接地网故障诊断的准确性和效率,在总结现有故障诊断方法基础上,提出基于萤火虫-粒子群混合算法(GPSO)的分区域诊断方法。该方法通过优化接地网故障诊断方程组模型,使之转化为等价的优化问题;根据接地网的可及节点分布情况对接地网分区,应用分层约简理论将接地网分解得到本征接地网络;对本征接地网建立优化模型,采用萤火虫-粒子群混合算法对优化问题进行求解;根据本征支路电阻的前后变化以及每条支路对应的接地网区域,分析判断接地网各个区域内的故障情况。该方法综合利用萤火虫算法的寻优能力和粒子群算法的收敛速度,有效避免诊断方程组时的欠定问题,对于指导变电站现场维护更加有效和具有工程实际意义。实例应用结果验证了所提方法的正确性和实用性。     

基于DE-MNR算法的接地网腐蚀支路诊断方法

为解决接地网腐蚀支路诊断中牛顿-拉夫逊算法呈病态、受初值影响较大与DE算法求解随机、易陷入局部最优解的问题,提出了用于接地网腐蚀支路诊断的DE-MNR混合求解算法。首先借助于电网络理论提出了基于MNR算法与DE算法的接地网故障诊断模型;在此基础上给出了DE-MNR诊断模型及具体的求解流程,该模型首先采用DE算法在支路电阻分布空间内搜索出较优的电阻分布,然后将其输出给MNR算法,MNR算法在具有较优初值的条件下快速收敛至最优解。60支路和112支路的接地网仿真实验表明DE-MNR算法能准确有效的诊断出接地网的多支路故障并判断各支路的腐蚀程度;通过与MNR算法的对比进一步说明了所提算法的有效性及稳定性。     

利用电气完整性测试数据进行接地网腐蚀诊断

接地网为隐蔽性设施,用参数识别的电测法对其进行腐蚀故障诊断只能通过对接地引线的测试进行,而根据相关标准,接地装置中与接地网连接的接地引线需定期进行电气完整性测试,以检查其是否与接地网可靠电气连接。为避免接地装置腐蚀诊断带来额外工作量的问题,基于生产中所获取的接地引线电气完整性测试数据信息,提出用其进行接地网支路和接地引线支路腐蚀诊断的方法,从而使得接地网支路导体的电测法腐蚀诊断无需进行专门测试,就可达到对接地装置网络导体的腐蚀诊断。通过仿真分析指出,随着接地导体埋地时间的增加,其腐蚀所引起的接地导体直阻增大速率越来越大,为接地装置支路导体腐蚀诊断电测法提供了便利。另外,由于测试点的限制,接地网支路腐蚀诊断电测法中的接地装置很多支路导体可测性为不确定支路,鉴于此,为从接地装置导体支路腐蚀诊断结果中获取最大信息量,基于接地装置所构筑的网络结构、电气完整性测试点位置条件,提出用统计方法,根据虚拟诊断的方法进行接地装置导体支路诊断结果的平均偏差率的估计,从而达到对接地装置支路腐蚀诊断结果的准确性评价。最后,对一个具有84条支路的试验接地网的现场应用,结果表明本该方法的可行性。     

基于改进黏菌算法的接地网封闭图形遍历诊断方法

为更高效地进行接地网故障诊断，提出一种基于改进黏菌算法(ISMA)的封闭图形遍历诊断方法。首先，基于电网络理论建立接地网模型，本研究设计封闭图形遍历方法进行诊断：设计合适的封闭图形将接地网划分出若干区域，先对这些区域进行移步遍历诊断，得到适应度最小的故障区域后，再对故障区域进行停步遍历诊断，从而找到故障支路。其次，针对该模型，采用改进黏菌算法进行求解：该算法引入Bernoulli混沌映射改善种群初始值，并采用柯西变异跳出局部最优。最后，在某接地网的故障诊断仿真实验中，通过封闭图形遍历诊断方法与普通诊断方法进行对比，结果表明：所提方法具有更强的收敛能力与更高的求解精度。     

基于多层降维与FOA优化的接地网腐蚀故障诊断

针对变电站接地网腐蚀故障的精准定位与诊断问题,将果蝇优化算法运算速度快、全局收敛效果好的优点与电阻腐蚀倍数优化相结合,提出基于多层降维与果蝇优化的接地网腐蚀故障诊断方法。该方法以电压法与电阻法作为诊断机理,以果蝇优化算法作最优解全局搜索,结合多层降维解决接地网支路个数多的问题,降低优化复杂度,提高优化速度。以60条支路、36个节点的变电站接地网为例进行方法检验对比,结果表明,以果蝇优化算法为基础的电压法和电阻法均能取得较好的腐蚀故障诊断效果,电阻法的平均诊断误差略低于电压法,诊断效果较好,但时间代价更大。     

基于磁场分布特性的接地网腐蚀断点检测方法研究

变电站接地网腐蚀断点的缺陷对变电站造成潜在的安全隐患,然而目前能用于实际的接地网腐蚀检测系统十分缺乏,为了提高大型接地网导体腐蚀断点检测的效率和精度,使用了诊断接地网地表面电磁感应密度的方法.首先在对接地网磁场分布仿真计算的基础上研制了磁场信号激励源,并结合现场实际电磁干扰特征,研制了信号采集、处理、分析系统.然后利用该系统检测大型接地网地表面磁场分布,依据磁场分布特征和规律快速确定接地网导体的断点故障及部位.最后根据仿真计算分析、试验接地网实验测试和现场应用,表明了该方法诊断接地网断点的有效性和准确性.     

遗传算法在接地网腐蚀故障诊断中的应用研究

为了准确诊断接地网的腐蚀情况,将遗传算法(GA)应用于接地网腐蚀故障诊断中,编制了相应的MATLAB程序。利用多层减维技术解决接地网支路个数多、遗传算法收敛速度慢的问题。以重庆110 kV典发变电站接地网为例进行了仿真实验,实验结果显示多层减维技术的应用不仅加速了遗传算法的收敛过程,也优化了算法的诊断效果。遗传算法的计算结果具有一定的波动性,应在多次程序运行结果统计分析的基础上进行腐蚀评判。对典发变电站接地网的10次程序运行结果进行综合分析后,假设的7条故障支路被全部准确定位,无误诊及漏诊支路,各腐蚀支路腐蚀程度的诊断误差最大不超过10%。     

大型接地网腐蚀诊断优化方案研究

变电站接地网由于埋设在土壤中,在长期电化学作用下逐渐发生腐蚀,导致其接地电阻增大、接地性能下降,严重时可能引发接地事故,影响电力系统的稳定运行。若发生事故后,再通过开挖的方式寻找故障点,工作量大且影响变电站的正常运行。工程上采用腐蚀诊断的方法对接地网的腐蚀故障进行检测,中小型接地网腐蚀诊断的研究在原理、模型和工程应用等各方面的已基本完善,但大型接地网腐蚀在应用方面依然存在着测量节点选取盲目,工作量大等问题。利用所编的接地网腐蚀诊断程序,结合大型变电站接地网的实际结构和运行特点,对其腐蚀诊断进行了模拟实验,提出大型接地网腐蚀诊断优化方案:分块分步测量的方法。该方法在保证准确性的前提下,不仅能避免开挖、停电,且大大降低了腐蚀诊断的工作量,提高了工作效率。     

立体接地网用于青藏铁路格拉段变电站的实例分析

青藏铁路格拉段地处多年冻土地区,土壤结构较为复杂,土壤电阻率较平原地区明显偏高,传统的水平地网难以满足接地系统的要求.采用Wenner四极法测量了格拉段土壤电阻率,利用CDEGS软件进行计算得到与测量曲线吻合得较好的土壤分层结果,与实际测量值之间误差为6.8%.依据土壤分层的结果,设计立体接地网.采用数值计算方法,与水平接地网对比分析,结果表明,采用立体接地网(相对水平接地网)接触电压、跨步电压及地表电压下降了25%～50%,可以满足电站设备的安全要求.辅助采用物理降阻剂可以达到人身安全的要求.