变电站接地网接地性能及其故障诊断成像系统研究

曾晓 王杰 宁俊保

摘要：变电站接地网连接故障将在一定程度上影响电力系统的稳定运行，因而针对故障问题的产生，应深化对此问题的研究。文章从变电站接地网接地性能分析入手，阐述了变电站接地网故障诊断成像系统实现路径，旨在推动当代电力行业的进一步创新与发展。

关键词：变电站;接地网;接地性能;故障诊断成像系统;电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM862 文章编号：1009-2374（2016）04-0009-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.04.005

随着现代化科学技术的不断发展，接地网的安全性问题逐渐引起了人们的关注。为此，当代变电站在发展的过程中应提高对此问题的重视程度，应从故障诊断成像系统开发入手营造一个良好的接地网运行环境，且就此满足当代居民用电需求，达到最佳的电能供给状态。以下就是对变电站接地网接地性能及其故障诊断成像系统的详细阐述，望其能为当代发电厂等领域的健康稳定发展提供有益参考。

1 变电站接地网接地性能分析

就当前的现状来看，变电站接地网在发展的过程中逐渐实现了安全接地性能，即变电站在实际运行过程中引进了电力系统安全检测设备，继而通过对系统运行数据的分析全面掌控到系统运行现状，并及时检测出接地不良问题，避免其问题的突显影响到系统操作人员的人身安全。此外，在变电站发展过程中为了突显出其安全性能，强调了充分考虑地面电位梯度所带来的危害性，最终由此达到良好的变电站接地网接地状态。

2 变电站接地网故障诊断成像系统实现路径

2.1 规范接地网故障诊断算法

在变电站接地网故障诊断成像系统实现过程中，规范接地网故障诊断算法是非常必要的。对于此，要求相关技术人员在对故障诊断成像系统进行操控的过程中应着重强调应用牛顿拉夫逊法即NR法的重要性，且应注重在接地网故障诊断计算中充分利用非线性方程即f（x）=0泰勒，如下：

此方程式即表示f（x）在xk处有二阶导数存在的情况。此诊断方法的运用可在一定程度上提高诊断结果的精准性，为此，应提高对其的重视程度。此外，Tikhonov正则化处理也是接地网故障诊断算法之一，即其可实现对求逆问题的有效处理。为此，应注重将其应用于接地网故障诊断中，便于相关技术人员在故障问题诊断过程中能及时发现接地不良问题，对其展开行之有效的处理，稳固变电站接地网运行状态。

2.2 完善测量方式

在变电站接地网故障诊断中测量方式的完善应从以下三个方面入手：第一，在变电站接地网故障诊断中应用基于二电极法的电阻测量方法是非常必要的，此种测量方法的应用要求相关技术人员在故障诊断过程中应设定电路中某一电阻为待测电阻，继而由此构建相应的等效模型，同时通过电压表测量电压的方式来对接地网运行现状展开细致的分析;第二，基于四电极法的电阻测量也是变电站接地网故障诊断测量方式中的一种，其在故障诊断中的应用可在一定程度上减少电路中特定电阻对测量结果的影响，继而提升测量结果的精准性;第三，基于四电极法的16通道循环测量方式应用优势即体现在其可在一定程度上缓解测量精准性及效率问题。同时，16通道循环测量方式对测量次序提出了更高的要求，为此，应提高对其的重视。

2.3 开发软件系统

在变电站接地网故障诊断成像系统构建中开发软件系统也是至关重要的，对于此，首先要求当代电力部门在发展的过程中应结合MATLB Engine构建多层土壤参数反演功能模块，且在反演程序中将所要测试的对象名称输入到其中，继而通过程序运行查找出相应的计算结果，并将计算误差控制到最小状态，形成良好的土壤参数反演结果计算成效。此外，在软件开发过程中接地网未知拓扑重构模块的构建也是非常必要的，其可通过MATLB Engine与MATLAB混合编程相结合的方式对接地网未知拓扑进行细致的推理，最终全面掌控接地网未知拓扑可行性，达到规范化的变电站故障诊断状态。另外，接地网故障诊断成像功能模块也是软件系统中的重要组成部分，其要求相关技术人员在软件系统开发过程中应依据变电站接地网接地状况对接地网进行建模处理，并设置接地网测量参数，实现软件系统的良好运行。

2.4 完善硬件系统

变电站接地网故障诊断成像平台硬件系统的构建应从以下两个方面入手：第一，由于在变电站接地网故障诊断中对接地网恒流源的稳定性提出了更高的要求，因而在此背景下，相关技术人员在对故障诊断成像平台进行实际操控的过程中应注重规范激励电流源模块设计，继而由此实现测量装置的有效控制，并确保微控制器D/A能始终处在稳定的运行状态，最终提升功率电阻输出电流的稳定水平;第二，由于开关模块有助于对控制系统的合理切换，因而在硬件系统完善过程中应注重对其的合理化设计。

3 钟管变电站接地网综合分析

3.1 钟管变电站现场测量

土壤视是钟管变电站现场测量中的一种，其是基于Wennner四电极法而实现的，因而相关工作人员在实际测量的过程中应提高对其的重视程度，最终达到良好的变电站现场测量状态。例如，浙江省湖州市钟管变电站在电阻率测量过程中即始终秉承现场测量原则，并基于接地摇表的基础上展开了相应的测量行为，同时将测量所得电极间距记录了下来（单位为：m），为0.4、1、1.4、2、2.4、3、6，对应的电阻率测量值分别为（单位为：Ω·m）446、470、510、580、445、375、275。接地网节点电压测量也是钟管变电站现场测量的一种表现形式，即其要求相关技术人员在现场测量的过程中应以划分施工编号的方式完成测量行为，达到精准化数据测量状态。

3.2 钟管变电站土壤特性分析

在钟管变电站接地网综合分析中对变电站土壤特性展开分析行为也是至关重要的，对于此，要求相关技术人员在土壤特性实验过程中应注重将无效数据剔除出去，以此来提高数据分析结果的精准性，同时为技术人员提供良好的数据参考，促使其在数据分析过程中能全面掌控到变电站的土壤特性，继而在其运行过程中出现相应故障问题可结合其土壤信息对故障问题展开行之有效的解决。此外，为了达到钟管变电站土壤特性分析目的，要求相关技术人员在土壤特性实验过程中应注重依据实际状况构建相应的土壤模型，最终依据土壤模型对其特性展开综合分析行为。另外，在土壤模型参数反演计算过程中将产生一定的误差，为此，在模型分析过程中应提高对其的重视程度。

3.3 钟管变电站接地网故障诊断成像

钟管变电站接地网故障诊断成像亦有助于钟管变电站接地网综合分析行为的展开，因而应提高对其的重视程度。例如，浙江湖州钟管变电站在对自身实际运行情况进行综合分析的过程中即强调了故障诊断成像的应用，并在对开关场区进行布置的过程中将接地网节点电压合理划分为4组，继而通过不同组间测量的方式达成了接地网故障成像诊断目的。从以上的分析中可以看出，在钟管变电站综合分析过程中强化钟管变电站接地网故障诊断成像的实现是非常必要的，因而应将其落实到实践实验项目中，达到最佳的接地网故障分析状态。

4 变电站接地网接地性能分析装置实例

4.1 成果

随着社会的不断发展，接地网故障诊断问题逐渐引起了人们的关注。为此，为达到良好的隐患诊断效果，国网河北省电力公司检修分公司在发展的过程中即提高了对接地网故障诊断的重视程度，并致力于开发变电站接地网接地性能分析装置，继而通过对该装置的应用逐渐缓解了变电站实际运行过程中凸显出的接地不良等问题，最终达到了良好的运行状态。就变电站接地网性能分析装置实际运行现状来看，其在运行过程中尝试了对异频特种电源系统的应用，并在此基础上有效结合了软件系统功能，最终达到了精准化接地网接地性能分析状态。同时，该装置的构建是基于地表面磁感应强度分布特征达到的性能分析目的，因而相关技术人员在对装置进行操控的过程中必须强化与其运行特点的有效结合。

4.2 主要技术创新点

经过大量的实验研究表明，变电站接地网接地性能分析装置技术创新点主要体现在以下三个方面：第一，在装置设计过程中实现了工作频率自由交换模式，即相关技术人员在对装置进行操控的过程中可在300～400Hz范围内对电流源系统工作频率进行调整，以期其能达到最佳的运行状态;第二，改善分布测量系统也是该设备突显出的技术创新点之一，即在此基础上可将测量误差降至最低，继而由此为相关技术人员系统操控行为的展开提供有利的数据参考;第三，缺陷探测技术的应用也达到了装置改良目的，即确保相关技术人员在对装置进行应用的过程中可精准检测出接地网运行中存在的故障问题，最终可实现对其故障问题的有效解决。

5 结语

综上可知，近年来，变电站接地网故障诊断成像系统逐渐引起了人们的关注，因而在此背景下为了给予人们一个良好的用电环境，要求变电站在实际运行过程中应提高对故障诊断问题的重视度，且应从完善硬件系统、开发软件系统、完善测量方式、规范接地网故障诊断算法等途径入手缓解传统变电站接地网故障诊断中凸显出的问题，达到高水平的故障诊断状态。

参考文献

[1] 蓝茂明.变电站接地网故障诊断技术研究现状[J].电气开关，2012，12（1）.

[2] 李琳.基于电网络理论的变电站接地网腐蚀及断点诊断方法[J].电工技术学报，2012，21（10）.

[3] 曾嵘.电力系统接地技术现状及展望[J].高电压技术，2015，15（8）.

（责任编辑：周 琼）