[发明专利]一种小网络故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种小网络故障诊断方法，利用功率平衡原理，建立输入功率输出功率差值最小为目标函数，求解以电阻增大倍数为变量的电网络故障诊断欠定方程的最优解，其中电阻增量最大的解即为故障支路所在位置。在传统基于电网络理论的故障诊断方法的基础上，利用功率平衡原理，即输入功率与输出功率差值最小作为目标函数进行求解，有效地提高了诊断故障点所在位置的效率，同时提高单支路故障的故障点诊断的精确性。

技术领域

本发明是涉及一种小网络故障诊断方法，具体地说是涉及一种基于功率守恒原理的小型网络故障诊断方法的算法优化。

背景技术

国内的接地网设计采用电力行业标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》，通常使用普通碳钢或者锌镀钢，因此腐蚀现象较为突出。而工程上腐蚀检测的常规方法主要是通过使用测量接地电阻、测量接地引线直流电阻并结合局部开挖检测其腐蚀状况来实现。整个检测过程复杂，检测设备笨重，费时费力且不便于定期检测，无法及时对接地网状态作出分析与评估。

目前，基于电网络理论的接地网故障诊断的研究较为广泛，通过在电网络中某可及节点加直流电流激励，测量可及节点间的电压，再结合网络的拓扑结构和电阻设计值，求出接地网各条导体的实际电阻值。大量研究表明，支路电阻的增大可以反映其故障状况，因此可以根据电阻值变化率来判断电网络故障情况。但现有的故障诊断方法对于单支路故障的小网络诊断较为繁琐，故障诊断效率不高，且诊断精确度不够。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于功率守恒原理的故障诊断优化方法，通过在求解欠定方程时加上以功率守恒为目标函数，可以精确地检测出单故障支路的故障点位置，并大大简化计算的繁琐性。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

一种小网络故障诊断方法，包括：

第一步，当接地网刚刚建成，没有发生任何故障时，可通过忽略次要因素将接地网简化，通过在相应节点加入电流源可以得到各个可及节点的电压值，并将此组值作为初始值；

第二步，当接地网出现某一支路故障，此时各个可及节点的电压将会发生变化，通过电压测量设备可以得到各个可及节点的电压值作为变化后的值；

第三步，用第二步测得的数据计算以下两组值：

P_输入＝U_n^T·J_n (6)

将P_输入和P_输出的值输入到通过功率平衡建立的非线性目标函数中，利用LINGO软件求解一组非线性方程来得到各条支路的电阻值变化情况，并通过对变化后的值来推测出电网络支路故障情况。

具体地，假设接地网有n个独立节点，m个可及节点，b条支路，忽略各条支路的电感和电容时，将接地网等效为纯电阻网络；

根据电网络理论，推导出与m个可及节点电压有关的以各支路阻值增加率x_i(i＝1,2,3,...,b)为变量的诊断方程组：

上述诊断方程组的的推导过程如下：