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接地网分块故障诊断及可及节点偏移影响的研究

倪云峰  
【摘要】: 为了对接地网中的导体支路和引下线的腐蚀状况进行故障诊断,及时发现接地网的缺陷,确保人身、设备和电力系统的安全,对接地网的腐蚀故障诊断理论与方法进行了深入研究。 为了将大规模接地网撕裂成若干小规模子网络分别进行测试和诊断,提出了接地网的分块模型。将一个接地网分解为若干相互独立的块,定义了块的原型和投影等概念,并将块分类为明晰块、不确定块和混合块三类。指出:以块为单位对接地网进行撕裂才能够保持撕裂前后的可测性不变,为接地网的分块测试和腐蚀故障诊断奠定了基础。 提出了一种接地网的分块故障诊断方法。提出了一种基于节点分区的测试方法和块内本征支路电阻的线性求解方法,不仅能够避免块间测试数据的交叉干扰和提高求解效率,而且有助于减小传统非线性方法中本征支路电阻诊断结果对量测误差的敏感程度。基于所测试的子网络的投影中的本征支路电阻的诊断结果,采用逐层上溯的方法求解出该子网络中各条支路电阻反映其腐蚀状况,从而实现接地网的分块故障诊断和局部故障诊断。 为了测试接地引下线的腐蚀状况,提出了两种测试与诊断方法。方法一:首先在避免接地引下线影响的条件下对接地网整体进行充分测试,并诊断出其全部本征支路电阻,然后分别测试各个可及节点间的输入阻抗,测试中确保每条接地引下线参与两次,求解得到的关于接地引下线电阻的线性方程组,诊断出各条接地引下线的电阻,从而反映其腐蚀状况。方法二:基于分块故障诊断方法。首先在避免接地引下线影响的条件下诊断出本征支路电导的比例关系,再进行包含接地引下线影响的测试,从而建立关于接地引下线电导的线性方程组,求解该线性方程组得出接地引下线的诊断结果。 为了减小诊断过程中的测试工作量,基于接地网的分块故障诊断方法,提出了测试方案的优化方法。定量分析了采用常规测试设备和采用自动化测试系统时的测试工作量,提出了一种基于动态规划思想的测试方案优化方法,能够有效减小测试工作量。 为了解决接地网测试中可及节点偏移的影响,采用蒙特卡罗方法,研究了可及节点位置偏移对支路电阻诊断准确性和可测性的影响,提出了一种以实际观测电压向量与修正后的电压向量之差的二阶范数最小为目标函数、采用禁忌搜索算法对故障诊断结果进行修正的方法,并对修正效果进行了定量评价,表明其是有效的。 在实验室60支路的实验接地网和渭南东330kV变电站内的38支路的接地网上进行了实验验证,结果表明本文所提出的理论和方法是正确的和可行的。


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