[发明专利]一种使用多激励源的变电站接地网腐蚀故障在线诊断方法

权利要求书

1.一种使用多激励源的变电站接地网腐蚀故障在线诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：确定测量端口位置，计算腐蚀前各端口电压值和支路电流数据；在多激励源的情况下测量腐蚀后接地网相应端口的电压值；

步骤(2)：根据特勒根定理构造故障诊断方程，并利用步骤(1)中的数据计算诊断方程中节点导纳矩阵YN、节点电压矩阵UN、支路电流向量BI的值，其相应计算公式分别为：

YN＝GLA*BY*GLA' (1)

UN＝-2*pinv(YN)*GLA*BY*US' (2)

BI＝BY*(GLA'*UN+2*US') (3)

以上各式中GLA表示其关联矩阵、GLA′表示GLA的转置矩阵、BY表示其支路导纳矩阵、US表示其激励源电压向量、US′表示US的转置矩阵，其中支路导纳矩阵BY根据仿真模型各支路电阻值即可得到，关联矩阵GLA可通过在仿真模型中事先确定支路电流、电压的正方向得到，激励源电压向量需要在OrCAD或者Multisim软件中对模型进行仿真得到；

步骤(3)：基于分段线性化的原理来求解故障诊断方程，在每段线性化区间上构造线性规划模型并用单纯形法来计算能量损耗最低的最优解，更新计算数据；

步骤(4)：不断进行迭代计算直至当前线性化小区间对应的端口电压值满足收敛条件，返回腐蚀后各支路的电阻值。

2.根据权利要求1所述的一种使用多激励源的变电站接地网腐蚀故障在线诊断方法，其特征在于，步骤(2)中，根据特勒根定理，有式(4)和式(5)

式中U_k和I_k分别表示腐蚀前接地网各支路电压值和电流值，U′_k和I′_k表示腐蚀后接地网各支路电压值和电流值，下同；

将两条恒流源支路分离出来得式(6)和式(7)

根据相应的诊断原理，应对腐蚀前后的接地网在相同位置施加相同的激励电流，即

I′_b+1＝I_b+1 (8)

I′_b+2＝I_b+2 (9)

式(7)和式(6)做减法得式(10)

令ΔU_b+1＝U′_b+1-U_b+1，ΔU_b+2＝U′_b+2-U_b+2，ΔR_k＝R′_k-R_k，化简式(10)，得式(11)

进一步的，步骤(2)中故障诊断方程的数学模型为，使用两个激励源：

上式中，I_b+1和I_b+2分别表示第b+1和第b+2条支路的输出电流值，ΔU_b+1和ΔU_b+2分别表示腐蚀前后相应端口电压差值，I_k表示腐蚀前支路电流值，I′_k表示腐蚀后支路电流值，R_k表示腐蚀前支路电阻值，R′_k表示腐蚀后支路电阻值，ΔR_k表示腐蚀后支路电阻增大值；

由故障诊断方程(12)可观察到，端口电压增量和支路电阻增量之间存在着复杂的非线性关系，因接地网支路电阻值升高是因腐蚀故障引起的，不考虑断裂情况，支路电阻值在增大过程中不会发生突变，故可使用一条任意一点切线斜率为任意正值且连续的曲线来模拟支路导体发生腐蚀、支路电阻逐渐增大导致相应端口电压值增大的过程。