[發(fā)明專利]一種使用多激勵源的變電站接地網(wǎng)腐蝕故障在線診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711039255.9
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107632231B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐文文;屈亞軍;李石磊;劉航;倪駿康;劉崇新
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西省地方電力設(shè)計有限公司;西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R31/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種使用多激勵源的變電站接地網(wǎng)腐蝕故障在線診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：確定測量端口位置，計算腐蝕前各端口電壓值和支路電流數(shù)據(jù)；在多激勵源的情況下測量腐蝕后接地網(wǎng)相應(yīng)端口的電壓值；

步驟(2)：根據(jù)特勒根定理構(gòu)造故障診斷方程，并利用步驟(1)中的數(shù)據(jù)計算診斷方程中節(jié)點導(dǎo)納矩陣YN、節(jié)點電壓矩陣UN、支路電流向量BI的值，其相應(yīng)計算公式分別為：

YN＝GLA*BY*GLA' (1)

UN＝-2*pinv(YN)*GLA*BY*US' (2)

BI＝BY*(GLA'*UN+2*US') (3)

以上各式中GLA表示其關(guān)聯(lián)矩陣、GLA′表示GLA的轉(zhuǎn)置矩陣、BY表示其支路導(dǎo)納矩陣、US表示其激勵源電壓向量、US′表示US的轉(zhuǎn)置矩陣，其中支路導(dǎo)納矩陣BY根據(jù)仿真模型各支路電阻值即可得到，關(guān)聯(lián)矩陣GLA可通過在仿真模型中事先確定支路電流、電壓的正方向得到，激勵源電壓向量需要在OrCAD或者M(jìn)ultisim軟件中對模型進(jìn)行仿真得到；

步驟(3)：基于分段線性化的原理來求解故障診斷方程，在每段線性化區(qū)間上構(gòu)造線性規(guī)劃模型并用單純形法來計算能量損耗最低的最優(yōu)解，更新計算數(shù)據(jù)；

步驟(4)：不斷進(jìn)行迭代計算直至當(dāng)前線性化小區(qū)間對應(yīng)的端口電壓值滿足收斂條件，返回腐蝕后各支路的電阻值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用多激勵源的變電站接地網(wǎng)腐蝕故障在線診斷方法，其特征在于，步驟(2)中，根據(jù)特勒根定理，有式(4)和式(5)

式中U_k和I_k分別表示腐蝕前接地網(wǎng)各支路電壓值和電流值，U′_k和I′_k表示腐蝕后接地網(wǎng)各支路電壓值和電流值，下同；

將兩條恒流源支路分離出來得式(6)和式(7)

根據(jù)相應(yīng)的診斷原理，應(yīng)對腐蝕前后的接地網(wǎng)在相同位置施加相同的激勵電流，即

I′_b+1＝I_b+1 (8)

I′_b+2＝I_b+2 (9)

式(7)和式(6)做減法得式(10)

令ΔU_b+1＝U′_b+1-U_b+1，ΔU_b+2＝U′_b+2-U_b+2，ΔR_k＝R′_k-R_k，化簡式(10)，得式(11)

進(jìn)一步的，步驟(2)中故障診斷方程的數(shù)學(xué)模型為，使用兩個激勵源：

上式中，I_b+1和I_b+2分別表示第b+1和第b+2條支路的輸出電流值，ΔU_b+1和ΔU_b+2分別表示腐蝕前后相應(yīng)端口電壓差值，I_k表示腐蝕前支路電流值，I′_k表示腐蝕后支路電流值，R_k表示腐蝕前支路電阻值，R′_k表示腐蝕后支路電阻值，ΔR_k表示腐蝕后支路電阻增大值；

由故障診斷方程(12)可觀察到，端口電壓增量和支路電阻增量之間存在著復(fù)雜的非線性關(guān)系，因接地網(wǎng)支路電阻值升高是因腐蝕故障引起的，不考慮斷裂情況，支路電阻值在增大過程中不會發(fā)生突變，故可使用一條任意一點切線斜率為任意正值且連續(xù)的曲線來模擬支路導(dǎo)體發(fā)生腐蝕、支路電阻逐漸增大導(dǎo)致相應(yīng)端口電壓值增大的過程。