[實用新型]一種診斷大中型變電站地網(wǎng)腐蝕及斷點的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220034719.3
• 申請日: 2012-02-03
• 公開（公告）號: CN202453451U
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟憲;劉渝根;吳高林;王謙;鮑明暉;楊雁;逄凱;李勇;冷迪
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶市電力公司電力科學(xué)研究院;重慶大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/02;G01R27/20
• 代理公司: 重慶市恒信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種診斷大中型變電站地網(wǎng)腐蝕及斷點的系統(tǒng)，具體涉及一種快速簡便地對大中型變電站接地網(wǎng)進行測量，并定位腐蝕及斷點故障的診斷系統(tǒng)。屬于檢測技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

接地是指電氣系統(tǒng)的某些節(jié)點或電氣設(shè)施的某些導(dǎo)電部分與大地之間的電氣連接，發(fā)電廠變電站接地是防雷接地、工作接地和保護接地三者的統(tǒng)一。我國變電站地網(wǎng)的接地導(dǎo)體使用的材質(zhì)主要為普通碳鋼，一般采用扁鋼或圓鋼水平敷設(shè)，排列成長孔型或方孔型埋入地下，其面積略大于變電站的面積。接地網(wǎng)投運后，隨著時間推移埋入土壤中的接地網(wǎng)會受到不同程度的腐蝕，在腐蝕性較弱的土壤中，地網(wǎng)金屬導(dǎo)體的年腐蝕度有1mm，在腐蝕性強的土壤中達3mm。接地網(wǎng)運行多年后因為不同程度的腐蝕會直接降低了接地網(wǎng)的使用壽命和影響電網(wǎng)的安全運行。碳鋼的腐蝕通常為局部腐蝕，并在腐蝕后變脆、起層、腐蝕部位逐漸變細變薄、甚至斷裂，造成接地性能不能滿足熱穩(wěn)定性的要求。因而導(dǎo)致在發(fā)生接地故障時，接地短路電流可能造成局部電位超出規(guī)范。甚至因反擊或電纜皮環(huán)流使二次設(shè)備的絕緣遭到破壞，擴大事故并危及設(shè)備和人身安全，從而帶來巨大的經(jīng)濟損失和不良社會影響。?

由于地網(wǎng)常年埋于地下，以往的接地網(wǎng)監(jiān)測都是在發(fā)現(xiàn)接地電阻不合格或者出現(xiàn)故障以后，通過開挖查找接地網(wǎng)的電氣連接故障點或者腐蝕段，進而確定是否進行全站改造，此種方式極其落后，不科學(xué)，可見對于地網(wǎng)導(dǎo)體的腐蝕或斷點常規(guī)手段難以使管理者方便準(zhǔn)確地了解其現(xiàn)狀。目前也出現(xiàn)了一些新的診斷系統(tǒng)，依據(jù)地網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，通過注入地網(wǎng)節(jié)點一定的激勵，利用數(shù)學(xué)工具對檢測到的響應(yīng)進行分析得到地網(wǎng)故障情況。如申請?zhí)枮?00710185685.1的“變電站接地網(wǎng)缺陷診斷方法及裝置”專利，其通過注入激勵信號來測量磁感應(yīng)強度在地表的分布，然后將測量結(jié)果與仿真計算出的正常狀態(tài)數(shù)據(jù)進行比較來判斷接地網(wǎng)腐蝕變細或斷裂缺陷的具體位置和程度。該專利的主要的不足是：由于變電站開關(guān)場內(nèi)的電磁環(huán)境極為復(fù)雜，檢測的磁感應(yīng)強度干擾較大，濾波設(shè)計極為復(fù)雜，準(zhǔn)確性難以提高。再如申請?zhí)枮?01010586932.0的“一種診斷接地網(wǎng)連接狀態(tài)的測量裝置”專利，包括測量電路、中央處理控制電路和PC機等。該裝置以接地棒為載體，向其輸入激勵信號，通過對獲取輸出響應(yīng)信號的后續(xù)處理以獲得接地網(wǎng)的局部連接信息。該專利的主要的不足是：往往大型變電站地網(wǎng)占地面積較大，現(xiàn)場診斷測量時需要極長的測量引線頻繁地來回拉動和更換測量點，一次布線只能測量一組端口，不僅工作量較大，而且在變電站的帶電區(qū)域開關(guān)場進行長時間測量操作會存在嚴(yán)重的安全隱患。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是對現(xiàn)有腐蝕診斷存在的問題，提供一種針對大中型變電站接地網(wǎng)操作快速簡便、不需停電和大規(guī)模開挖即可準(zhǔn)確檢測腐蝕或斷點的診斷系統(tǒng)。?

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種診斷大中型變電站地網(wǎng)腐蝕及斷點的系統(tǒng)，包括移動測量端口盒、端口測量裝置、移動計算機主機和測試鉗。?

其中，一端由鉗口夾在地網(wǎng)節(jié)點的引上線上的的所述測試鉗通過測量導(dǎo)線與移動測量端口盒上的測量接線柱連接，將若干待測點匯集于所述移動測量端口盒。?

所述端口測量裝置包括測量模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和通信模塊；所述測量模塊通過測量電流線和測量電壓線連接在所述移動測量端口盒上的任意一對測量接線柱上，通過測量電流線注入電流激勵，由測量電壓線測得兩測量接線柱之間的電壓值，再通過測量模塊的雙臂電橋得到與該對測量接線柱對應(yīng)的任意兩個待測點間的電阻值；通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊及通信模塊輸入移動計算機主機，移動計算機主機對該數(shù)據(jù)進行分析計算，根據(jù)該電阻值相對于理論值的變化量對地網(wǎng)腐蝕及斷點進行診斷。?

在所述移動計算機主機中利用計算機中編制的診斷軟件對接地網(wǎng)支路電阻測試數(shù)據(jù)的實際值與接地網(wǎng)支路的原始電阻值進行分析。分析原理如下：?

假設(shè)接地網(wǎng)有n+1個節(jié)點，b條支路，m條接地引線（即地網(wǎng)節(jié)點的引上線），忽略土壤因素的影響，可以將接地網(wǎng)看成一電阻網(wǎng)絡(luò)。原網(wǎng)絡(luò)端口電阻的求得：假設(shè)在該網(wǎng)絡(luò)的第i，j端口加上一個I₀電流源。定義：A為選定一個參考節(jié)點后網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)矩陣；Y_b為支路導(dǎo)納矩陣；Y_n為節(jié)點導(dǎo)納矩陣；I_b為支路電流矩陣；U_n為節(jié)點電壓列向量；I_n為節(jié)點的電流源列向量（非激勵接點的電流值為0）。

根據(jù)電路原理：?

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可以得到：?