[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

说明书

本发明公开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，包括：(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等数据；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；(2)根据特勒根定理构造故障诊断方程，利用(1)中的数据计算诊断方程相应矩阵的值；(3)基于分段线性化原理求解故障诊断方程，在每段线性化区间上构造线性规划模型用单纯形法计算能量损耗最低的最优解，更新计算数据；(4)不断进行迭代计算直至满足收敛条件，返回腐蚀后各支路电阻值。本发明能准确诊断故障支路的位置；计算结果能够向着腐蚀后的支路电阻真值逼近，为腐蚀后的支路电阻值提供一个接近的参考腐蚀倍数。

技术领域

本发明属于电气工程领域，特别涉及一种变电站接地网腐蚀故障的诊断方法。

背景技术

接地网为发、变电站内各种电气设备提供了一个公共的参考地，起到了泄流和均压的作用，能够有效保证工作人员和电气设备的安全。国内接地网的材料主要是普通钢材或热镀锌扁钢，耐腐蚀性较差，因土壤作用等因素易出现腐蚀故障。腐蚀故障的出现会使接地网的可靠性降低，甚至损坏设备引发安全事故，所以定期诊断评估接地网的腐蚀状况对保障发、变电站的安全运行具有十分重要的意义。

现有接地网腐蚀故障诊断方法多是基于接地网的纯电阻网络模型建立的，使用参数识别法通过建立故障诊断方程的方式去计算接地网各支路的电阻，从而对接地网的腐蚀状况进行评估。现有接地网腐蚀故障诊断方法存在的主要不足有：1、对诊断方程的非线性未能进行有效处理以致诊断方程只适用于支路导体发生轻微腐蚀的情况；2、不能有效保证迭代计算向着支路电阻真值的方向逼近。

现有接地网腐蚀故障诊断方法多是在直流源的激励下，将接地网等效为一个纯电阻模型，然后利用节点电压对支路电阻的灵敏度矩阵或特勒根定理建立起相应的故障诊断方程(欠定方程)，再利用测算的节点电压变化值或可测接地引下线间的端口电压值反推接地网各支路电阻的变化值，从而对接地网各支路的腐蚀状况进行评估。

求解故障诊断方程要面临两个问题，一是诊断方程的欠定问题，二是诊断方程的非线性问题。欠定方程的求解问题一直是故障诊断学理论里在讨论的问题，并没有得到最终解决，现有的一种比较可行的方法是利用线性规划和能量最低原理进行求解，但因为诊断方程组中独立方程的个数较少，对可测接地引下线利用不充分，会对计算结果的准确度产生一定的影响。针对欠定方程的非线性问题，仅使用迭代的方法处理不能够有效保证迭代计算向着支路电阻真值方向逼近。

针对现有接地网故障诊断方法存在的问题，需要提出一种新的接地网腐蚀故障在线诊断方法，既能够充分利用可测的接地引下线、增加诊断方程组中独立方程的个数，提高诊断评估结果的准确度，又能够保证迭代计算逼近腐蚀后的支路电阻真值。

发明内容

本发明的目的在于提供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，以克服现有方法的不足；既能够有效增加诊断方程组中独立方程的个数，又能够使支路电阻值的计算结果逼近腐蚀后的支路电阻真值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

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，包括：

(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等数据；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；

(2)根据特勒根定理构造故障诊断方程，并利用(1)中的数据计算诊断方程中相应矩阵的值；

(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；

(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。

根据特勒根定理，有式(1)和式(2)