大中型接地网腐蚀优化诊断实用化分析

为实现大中型变电站接地网腐蚀优化诊断方法实用化,用拟牛顿法求解故障方程,ATPDraw软件对接地网的各种腐蚀情况进行真实模拟,C 与MATLAB结合编写了接地网腐蚀诊断应用程序。求解方程速度提高,总结出大中型变电站最优化的诊断方案,解决了地网诊断问题。在220、500 kV变电站分别进行了现场试验,用腐蚀诊断软件对接地网进行了诊断;对诊断为严重腐蚀的接地网导体进行了开挖,开挖结果与诊断结果几乎吻合,表明该诊断方法具有工程实用性。     

接地网拓扑结构的组合源磁场叠加成像检测方法

现有研究中常通过电磁感应方法探测接地网拓扑结构,针对该方法弱磁场测量困难,提出了一种组合源磁场叠加成像检测方法。通过多根引下线向接地网周期性轮换注入电流,不同注入方式使电流在接地网中呈现不同流向,保证了接地网不同区域载流导体都能激发有效测量磁场,结合二次开发的超宽带定位系统实时定位阵列式传感线圈测量位置,实现了对地表水平x、y方向感应磁场的扫描式测量,最后采用形态学滤波方法消除异常数据干扰,进而通过Canny边缘检测算子进行接地网拓扑提取。仿真与实验结果表明：文中所述方法能够有效提高接地网拓扑结构的成像效果,接地网网格导体定位精度误差不高于3%。     

带有Riemann-Liouville导数的分数阶热传导方程逆源问题的正则化方法

首先,用Tikhonov正则化方法求解带有Riemann-Liouville导数的分数阶热传导方程逆源问题,得到了包含Mittag-Leffler函数的正则解;其次,对正则解进行收敛性分析,给出先验参数选取下正则解和精确解的误差估计及后验参数选取下正则化参数的取值范围.数值实验结果表明了该正则化方法的有效性.     

接地网腐蚀和断点的诊断理论分析

对发、变电站接地网腐蚀和断点的诊断理论进行了研究,通过严谨的理论分析,采用灵敏度分析法建立了故障诊断方程,并将能量最低原理及优化技术引入地网的故障诊断方程的求解中,讨论了目标函数为线性和非线性两种情况下,故障诊断方程结合一定的约束条件及目标函数的求解问题,仿真计算和模拟试验结果验证了该诊断理论与方法的正确性、可行性及实用性。     

考虑故障短路电流分布的纳米碳纤维材料接地特性

为分析非金属材料接地网的电气性能和热稳定性能,提出一种纳米碳纤维接地材料半径的等效方法及地网性能评估方法。首先建立纳米碳纤维接地网评估流程,然后从导体截面积选择与等效、入地短路电流的计算及其对接地参数计算的影响、地电位升高幅值、地电位分布这4个方面分析纳米碳纤维接地网的安全评估方法,并从接触电位差、跨步电位差、地电位升高幅值等角度对比分析纳米碳纤维接地材料与传统金属接地材料的散流性能。研究结果表明:纳米碳纤维材料应用于变电站地网是可行的,并可为非金属材料大型接地网性能评估提供参考。     

变电站接地网降阻措施研究

变电站接地网在电力系统发生故障时,将故障电流迅速排泄入地,控制接地网的最大电位升高,保证人身和设备安全,故合格的接地网在电力系统安全运行中具有十分重要的作用。从变电站的设计、建造施工以及日常运行维护等方面,综合分析了接地网接地电阻值偏高的主要原因;结合当前应用的各种降阻措施的优缺点,指出了接地网的降阻措施从设计到施工及运行维护方面的种种问题,并提出了合理的降阻方法。     

接地网故障诊断中测量节点对选取方法分析

针对实际变电站中地网接地引下线偏少导致接地网腐蚀诊断分析时的欠定方程数量有限而影响诊断精度的问题,将特勒跟定理的接地网腐蚀诊断方法和灵敏度分析法相结合,并计算分析接地网支路电阻值变化对小跨距、大跨距、地网边缘、地网中心、地网对称交叉线情况下的端口电阻值的影响,提出了一种适用于工程实际的变电站接地网故障诊断中测量节点对选取方法。仿真分析和现场试验诊断结果表明:该方法有效提高了接地网腐蚀诊断的精度及腐蚀诊断过程中故障支路判断的速度。     

具有对称性磁场的求解问题

本文指出了一般电磁学教材中认为单纯利用安培环路定理就能求解某些对称场的磁场分布的模糊认识和错误,提出利用场方程(高斯定理和安培环路定理)求解的方法,对无限长直圆柱面电流(含理想柱面电流)的磁场分布进行了分析和求解。     

接地网腐蚀状态监测传感器的优化布置方法

针对目前发变电站接地网的检测问题,常用的物理方法需大规模挖掘来检查接地网的腐蚀和断裂情况,不但影响发变电站的正常运行,还影响环境绿化,造成巨大的经济损失。设计了一种检测接地网腐蚀状态的三电极传感器;提出了对接地网电位分布准确判断的有限元法,先利用有限元法对接地网及周围土壤建立三维有限元模型;然后使用有限元软件ANSYS Maxwell对接地网模型进行计算,得到接地网中电场的分布情况;最后在接地网电位相对较强和较弱的土壤区域埋设三电极传感器。结果表明:利用有限元法对接地网进行建模可以仿真出接地网的电场分布,找出接地网电位较高和较低的部分,有效地简化了接地网;在不影响发变电站正常运行的情况下,根据传感器的腐蚀情况判断接地网的腐蚀情况,极大地降低了经济损失,具有实际可行的意义。     

一种抛物型方程逆时反问题的修正拟边值正则化方法

提出一种修正的拟边值正则化方法求解一类抛物型方程逆时反问题.首先,在滤子正则化框架下说明了该修正的拟边值正则化方法本质是经典的Tikhonov正则化方法.然后,基于对初值函数的先验假设,采用特征函数展开法,分别证明了在正则化参数先验选取策略与后验选取策略下正则化解的收敛率.最后,借助有限元插值技术,设计出易于并行的反演算法,并通过数值算例验证了反演算法的有效性.     

利用Wenner四极法确定三层土壤模型

确定大地模型和土壤参数是变电站接地网模拟计算和计算机辅助设计的首要工作 ,为了使模型能够较好地反映实际大地土壤特性 ,应该利用三层模型替代以往的两层模型。基于求解场域结构和媒质参数的逆问题理论 ,论文提出了一种利用 Wenner四极法测量数据来确定三层大地模型的有效方法。该方法将三层大地模型的三个电阻率和两个厚度参数的确定转化为一个五变量的线性优化问题 ,进而变为对一个非线性方程组的优化求解 ,由于对所要求解的方程组采用了广义逆算法 ,并且基于视在电阻率分布特性确定迭代过程的初始值 ,使迭代收敛速度大为提高。用该方法编制的软件可以有效、准确地确定三层大地模型     

直接矩阵变换法求解变电站地网的接地电阻

在变电站地网接地电阻的数值计算中，一般处理过程是先求出每个单元的泄漏电流，由此得出总的泄漏电流，进而得到地网接地电阻。本文提出了一种新的计算方法，通过矩阵变换直接求取接地电阻，不必先求单元泄漏电流，从而节省了计算时间，并提高了计算精度，这种方法对均匀土壤及不均匀土壤均适用。     

接地网故障诊断的一种新方法

提出一种无伤诊断接地网故障的新方法.首先提出并证明了利用接地网的可及点电压值检测接地网故障的判据,然后应用网络撕裂法概念建立接地网区域故障的诊断方程.模拟仿真诊断结果表明,这种诊断方法是正确而有效的,它可以用于电力系统接地网的故障诊断.     

基于变电站接地系统的改进型粒子群优化算法

由双层土壤和不等电位模型建立接地网优化目标函数,采用分合群和裂变变异的方法对传统的粒子群优化算法进行改进,解决了早熟现象和收敛速度慢等问题.以某变电所接地系统的实际参数为例建立仿真模型,Matlab仿真结果表明,相对等间距分布的80 m×60 m和120 m×100 m变电所接地系统,改进型粒子群算法优化的按指数规则分布的不等间距分布最大接触电压降低率达到了21.65%和23.45%,最大散流电流密度差降低率达到18.05%和10.26%,说明变电站接地优化设计方法能够有效降低最大接触电压和最大散流电流密度差,接地系统的安全性得到大幅提高.     

接地网腐蚀的诊断研究

根据电路原理和故障诊断原理,提出一种新的接地网腐蚀诊断方法。该方法将接地网看成纯电阻网络,利用实际接地网的拓扑结构和接地引线间电阻的测量数据,应用特勒根定理建立接地网的腐蚀诊断方程,通过求解诊断方程得到接地网支路导体的变化值,进而判断接地网的腐蚀程度。仿真计算、模拟实验和现场试验都表明,该方法可快速确定腐蚀支路。     

山区35 kV电网新型运行方式探讨

通过对重庆某坝变电站35kV电网三相对地电容不平衡问题的分析,得出其带消弧线圈运行时,消弧线圈的整定不能同时兼顾三相电压的平衡和单相接地时消弧线圈的消弧作用的结论;提出了山区35kV电网新的中性点运行方式,即在系统正常运行时中性点不接地,在发生单相短路接地时中性点经消弧线圈接地,并对这种中性点新型运行方式的暂态过程进行了大量数值模拟计算,得出了暂态过程中过电压和冲击电流水平．在重庆地区和贵州地区的试验表明,这种新型中性点运行方式对减低山区35kV电网雷击跳闸率,提高其防雷运行水平是有效和可行的．     

浅谈直流系统的巡视及接地故障查找

变电站内的直流系统是独立的重要操作电源,在任何情况下都要确保直流系统的用电设备可靠供电.对于一线运行人员来说,提高对直流系统相关知识的认识,加强维护,安全操作,使其安全运行,当直流系统发生故障时能够迅速、果断、准确地判断事故性质,并能正确、快速地处理事故,成了一个很关键的问题.本文以330kV花园变直流系统为例,简要介绍直流系统的巡视与接地故障的查找.     

变电站站址土壤结构分析

土壤分层结构模型是进行接地系统分析设计的基础。采用电磁场理论推导出点电流源在多层土壤条件下的地表电位分布公式 ,并以此为基础推导出用 Wenner法测量得到的视在电阻率与极间距的关系。通过引入非线性目标函数 ,将求土壤参数问题转化为求目标函数的极值问题 ,选用适当的优化计算方法得到与理论值吻合较好的土壤结构参数。所研制的土壤分层软件在实际变电站站址土壤结构分析中得到了应用 ,分析结构与实际结构基本吻合     

缩短测量引线测量大型接地网接地电阻的方法

针对0.618法测量大型接地网接地电阻存在测量引线过长的缺点,采用计算机数值方法对大量不同形状、不同面积及不同布置方式的接地网地面电位分布进行计算和分析,提出将接地网等效为直径等于接地网长边长度的圆盘接地极,取测量电流极引线长度为1倍地网长边长度,电压极引线为0.509倍电流极引线长度来测量接地电阻的新方法.通过对实际接地网接地电阻的测量结果表明:该方法克服了0.618法测量引线过长的缺点,且测量结果准确,适用于大型接地网接地电阻的测量.     

基于改进变分模态分解和小波阈值法的单相接地故障电流降噪

针对电力系统输配电线路发生单相接地故障时,电气设备间的电磁环境复杂,现场环境干扰严重导致故障录波装置采集到的故障零序电流信号含有大量噪声,影响后续选线准确率的问题,提出了一种改进VMD和小波阈值法联合的单相接地故障的零序电流降噪方法,通过北方苍鹰优化算法优化改进变分模态分解（VMD）对零序电流信号分解,引入自适应相关阈值对分解后的分量进行筛选,对噪声分量进行小波阈值法降噪,最后将信号进行重构。通过搭建模型进行仿真实验,所提算法比传统VMD降噪算法信噪比提高了5.52%~35.99%,均方根误差降低了12.78%~30.88%,与小波阈值降噪方法、EEMD-小波阈值降噪方法、CEEMDAN-小波阈值降噪方法相比,也都有明显的优势,并且在标准测试信号Heavy Sine信号和Bumps信号中进行实验验证了算法的适用性。