[發明專利]一種基于傳遞函數曲線的接地網故障診斷方法

在審

• 申請號: 201510316289.2
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104898023A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 傅晨釗;蘇磊;司文榮;祝達康
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

技術領域

本發明涉及一種接地網故障診斷方法，尤其是涉及一種基于傳遞函數曲線的接地網故障診斷方法。

背景技術

在電力系統中，不管是輸電線路還是變電站，都需要可靠有效的接地，接地網的狀態好壞對于電網的運行具有重要作用。因此電力系統的接地網是電網的關鍵設備。由于接地網深埋于地下，容易發生腐蝕，甚至產生斷點，導致接地電阻變大，影響接地的可靠性，因此掌握接地網的狀態對于保證電網的運行具有重要意義。

目前對于接地網狀態的檢測主要采用測量接地網不同引出端的接地電阻值，根據電網絡理論推斷接地網內部是否存在腐蝕或者斷點故障。這種方法對于檢測精度要求高，此外也要求算法的準確程度要高。接地網可以看做一個“黑盒子”，傳遞函數可對其特性進行描述。當其中存在腐蝕或者斷點故障時，其外在表現為傳遞函數的變化，因此可以根據接地網傳遞函數進行其狀態的檢測及故障的診斷。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種診斷精確度高、操作方便的基于傳遞函數曲線的接地網故障診斷方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于傳遞函數曲線的接地網故障診斷方法，其特征在于，根據接地網在正常時和內部發生腐蝕或斷點故障時傳遞函數的變化，采用雷電沖擊電壓信號作為激勵信號，測量沖擊激勵下的電流信號，得到接地網的傳遞函數曲線，進而根據傳遞函數曲線的變化情況進行接地網的故障診斷；所述的診斷方法具體包括以下步驟：

1)從接地網的信號輸入線注入雷電沖擊電壓信號U；

2)從接地網的輸出端測量沖擊電流輸出信號I；

3)將兩種信號進行快速傅里葉變換得到其頻域信號F1(U)和F2(I)；

4)將其相比得到接地網的傳遞函數曲線F(f)＝F2(I)/F1(U)；

5)根據傳遞函數曲線的變化對接地網進行故障診斷。

所述的雷電沖擊電壓信號通過雷電沖擊電壓源注入。

所述的雷電沖擊電壓源為產生波頭時間1.2微妙，波尾時間50微妙的標準雷電波。

所述的沖擊電流輸出信號通過沖擊電流測量儀測得。

所述的沖擊電流測量儀記錄流過接地網的電流曲線。

所述的根據傳遞函數曲線的變化對接地網進行故障診斷具體為：

在接地網的運行過程中進行傳遞函數曲線的測量，將其與初始傳遞函數曲線進行比較，如無變化，說明接地網不存在故障，當兩者出現變化時，說明接地網存在腐蝕或斷點故障，根據此進行接地網的故障診斷。

所述的初始傳遞函數曲線獲得如下：

當接地網剛開始投運時，在接地網的信號輸入線處注入標準雷電沖擊電壓信號，在接地網信號輸出線處測量流過接地網的電流信號，計算接地網的傳遞函數曲線，獲得接地網的初始傳遞函數曲線。

與現有技術相比，本發明根據接地網在正常時和內部發生腐蝕或斷點故障時傳遞函數的變化，采用雷電沖擊電壓信號作為激勵信號，測量沖擊激勵下的電流信號，得到接地網的傳遞函數曲線，進而根據傳遞函數曲線的變化情況進行接地網的故障診斷，從而具有診斷精確度高、操作方便等優點。

附圖說明

圖1為本發明測量示意圖；

圖2為傳遞函數曲線計算示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例

為了滿足電力系統接地網故障檢測的需要，本發明提供了一種基于傳遞函數曲線的接地網故障診斷方法，該方法從接地網的信號輸入線注入雷電沖擊電壓信號U，從接地網的輸出端測量沖擊電流輸出信號I，將兩種信號進行快速傅里葉變換得到其頻域信號F1(U)和F2(I)，將其相比得到接地網的傳遞函數曲線F(f)＝F2(I)/F1(U)，根據傳遞函數曲線的變化可對接地網進行故障診斷。

本發明所采用的技術方案是：以一個4×4的模擬接地網為例，如圖1所示，包括接地網本體1、信號輸入線2、雷電沖擊電壓3、信號輸出線4、沖擊電流測量儀5。雷電沖擊電壓源可產生波頭時間1.2微妙，波尾時間50微妙的標準雷電波。沖擊電流測量儀可以記錄流過接地網的電流曲線。

本發明的特點是，根據接地網在正常時和內部發生腐蝕或斷點故障時傳遞函數的變化，采用雷電沖擊電壓信號作為激勵信號，測量沖擊激勵下的電流信號，得到接地網的傳遞函數曲線，進而根據傳遞函數曲線的變化情況進行接地網的故障診斷。

本發明的實施方法為：當接地網剛開始投運時，在接地網的信號輸入線處注入標準雷電沖擊電壓信號，在接地網信號輸出線處測量流過接地網的電流信號，計算接地網的傳遞函數曲線，具體的計算方式如圖2所示。這樣可以獲得接地網的初始傳遞函數曲線。在接地網的運行過程中可依據同樣的流程進行傳遞函數曲線的測量，將其與初始傳遞函數曲線進行比較，如無變化，說明接地網不存在故障，當兩者出現變化時，說明接地網存在腐蝕或斷點故障，根據此進行接地網的故障診斷。