[發明專利]一種分布式的變電站接地網檢測和評估方法

有效

• 申請號: 201710711942.4
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107561407B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 金鑫;崔巨勇;李冠華;吳傳璽;趙慶源;王玲;毛小虎;金焱;黃福存;韋德福;楊鶴;王帥;王冠宇
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;國網遼寧省電力有限公司本溪供電公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 21100 遼寧沈陽國興知識產權代理有限公司
• 代理人: 何學軍

1.一種分布式的變電站接地網檢測和評估方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟1：根據變電站接地網的設計文件，反演變電站內的土壤模型，以及變電站接地網的工頻接地阻抗值；

所述接地網土壤模型反演根據設計文件中的土壤電阻率測量數據得到：

ρ＝2πaU/I (1)；

式(1)中：ρ為土壤電阻率；a為測試時兩個電極之間的距離；U為測試時兩個電位極之間的電位差；I為測試電流；計算出土壤電阻率ρ與電極間距a之間的關系曲線，得到站址的土壤模型；變電站內發生接地故障時的接地網特征參數計算，均是在接地網完好的狀態下進行的；

步驟2：計算接地故障發生時，變電站內的地電位升高、跨步電壓和接觸電壓特征參數；

所述計算接地故障發生在不同地點時，接地導體連接良好的狀態下，對接地網特征參數包括接地阻抗、地電位升、跨步電壓、接觸電壓進行計算；

步驟3：利用仿真軟件針對接地導體斷裂時，計算不同地點發生故障的情況下變電站的地電位升，跨步電壓和接觸電壓特征參數；

所述不同地點發生故障時，接地導體斷裂的狀態下，對接地網特征參數，包括接地阻抗、地電位升、跨步電壓、接觸電壓進行計算；

步驟4：結合分布式接地網狀態評估裝置，對接地網的接地導體運行狀態進行檢測，并對不同故障地點時，接地導體當前狀態下接地網特征參數進行計算；

所述接地網特征參數包括地電位升，跨步電壓和接觸電壓等均是以變電站接地網當前的狀態下，不同地點發生接地故障時，計算得出的結果；

步驟5：利用ART-2型神經網絡對導體的當前狀態進行比較識別，得出當前變電站內接地裝置的整體性評估結果；ART-2型神經網絡主要分為網絡初始化階段和比較階段；

所述利用ART-2型神經網絡對導體的當前狀態進行比較識別的過程主要包括：

步驟5.1：根據步驟1中對接地網導體狀態完好時，計算得出的接地網特征參數，建立ART-2型神經網絡比較層神經元的連接權值；

所述連接權值，包括站內地電位升、跨步電壓、接觸電壓以及站外跨步電壓、接觸電壓；

步驟5.2：根據步驟2中對接地網導體斷裂時，計算得出的接地網特征參數，補充至ART-2型神經網絡比較層神經元的連接權值，并設定相應的相似度閾值；

步驟5.3：根據接地導體當前的狀態，計算得出的特征參數作為ART-2網絡的輸入，進行狀態識別；

步驟5.4：比較此時的各種特征參數是否滿足安全限值的要求，若滿足要求則進行下一步判斷；若不滿足要求，記錄并報告該參數，結束；

步驟5.5：對當前狀態進行置信度判斷，若置信度大于設定的閾值，則目前的運行狀態良好；若小于閾值，則需要對接地導體的情況密切關注，必要時進行開挖檢查，出現問題及時處理；

所述步驟5中ART-2型神經網絡主要分為網絡初始化階段和比較階段，實現的方法還可以為：

步驟51：根據步驟1-步驟3計算的數據，建立ART-2型神經網絡，連接權值初始化為接地網完好時的各特征參數，以及接地網節點出現嚴重腐蝕和斷裂時的特征參數，包括接地阻抗、地電位升、跨步電壓、接觸電壓等，并設定置信度閾值；每個故障點網絡的輸出有兩種狀態，狀態完好，以及接地導體斷裂，如有n個故障點，則網絡的輸出神經元為2n個；并設定相似度閾值；

步驟52：根據狀態監測裝置的測量數據，仿真計算當前狀態下，對應接地導體在不同故障地點情況下的特征參數；

步驟53：根據計算的特征參數，輸出到建立的ART-2神經網絡模型，得到網絡的輸出結果；

步驟54：網絡輸出結果與相似度閾值比較，若輸出結果顯示當前狀態為良好且大于相似度閾值，則判斷當前運行狀態良好。

2.根據權利要求1所述的一種分布式的變電站接地網檢測和評估方法，其特征是：所述步驟54：網絡輸出結果與相似度閾值比較，若輸出結果顯示當前狀態為良好且大于相似度閾值，則判斷當前運行狀態良好，本步驟的具體實現方法為：

設網絡輸入為Y＝(y₁,y₂,…,n)^T,該式中Y表示輸入向量，y₁,y₂,…y_n表示輸入向量中的元素,T表示轉置，則中間節點向量Z和S的第i個元素z_i與s_i的運算方程為：

z_i＝y_i+au_i (2)；

公式(2)中：y_i表示輸入向量Y的第i個元素,a為下層網絡的內部反饋，u_i表示中間層節點U的第i個元素；

公式(3)中：z_i表示中間層節點Z的第i個元素，||Z||表示中間層節點向量Z的模；

中間節點向量G和U的第i個元素g_i與u_i的方程如式(4)-(6)所示；

g_i＝f(s_i)+bf(l_i) (4)；

公式(4)中：s_i表示中間層節點S的第i個元素，l_i表示中間層節點L的第i個元素，b代表下層網絡的內部反饋,f(x)為傳送信號的非線性變換；

公式(5)中：g_i表示中間層節點G的第i個元素，u_i表示中間層節點U的第i個元素，||G||表示中間層節點向量G的模；

公式(6)中：x為自變量，θ為閾值；

式(7)與(8)為中間節點向量P和L的第i個元素p_i和l_i的方程:

p_i＝u_i+dt_ij (7)；

公式(7)中：u_i表示中間層節點U的第i個元素，d為調整系數，t_ij表示反饋連接權值；

公式(8)中：p_i表示中間層節點P的第i個元素，||P||表示中間層節點向量P的模；

第k個節點的輸出值為：

公式(9)中：p_i表示中間層節點P的第i個元素，w_ij表示前饋連接權值,n表示輸出神經元的個數；

計算置信度：

公式(10)中：c表示相似度調整系數，||P||表示中間層節點向量P的模，U為中間層節點向量；

若網絡識別為狀態良好(h_k＞h_2k，k＝1,2,…,n；h_k為第k個故障點接地導體良好時的狀態輸出，h_2k第k個故障點接地導體斷裂時的狀態輸出)，且置信度大于設定的閾值，則接地網最終的評估結果為良好，否則需要關注，必要時進行開挖檢測，發現問題及時處理。