大型厂、站接地网状态监测与故障诊断系统分析

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1、华北电力大学硕士学位论文会造成烧毁电气设备，影响电网安全运行等事故。由于接地网是埋于地下的隐蔽性，工程上对地网接地性能好坏的检测只能通过接地电阻的大小来间接判断，无法了解接地网导体的腐蚀和断点情况，因为即使接地网导体出现腐蚀和断点，接地电阻仍可能正常。所以工程上一般都是在发现接地网接地电阻不合格或发生接地网引起的事故后，通过大面积开挖查找接地网导体断点和腐蚀段，这种方法带有盲性、工作量极大，还影响电力系统的安全运行。1．1．2课题研究的意义接地网虽然按照规定，按时做了常规的开挖检查，但还是不能避免接地网事故的发生。主要原因是由于开挖检查要耗费大量的人工和物力

2、，所检查的项目和方法往往也很难保证在这一周期内不发生故障。接地网故障是由于长期的电流流入接地体而造成对接地导体和接地引下线的腐蚀，这种故障的发生都有先兆，这就可以发展一种连续的或定时的监测技术，对地网的运行状态进行监测，及时发现地网的缺陷。监测可以积累大量的数据，将被测试的接地网的当前数据和以往的监测数据相结合，对接地网的状态数据进行及时、全面的综合分析，发现和捕捉早期的缺陷，及时安排检修计划，确保电网安全稳定运行。，本文提出研究一种接地网状态监测和故障诊断系统，系统能在电网不停电和不对地网开挖的情况下，通过监测接地网接地引下线处的电位值，然后运用电路理论和

3、数学方法，对地网导体的断点和腐蚀进行检测和评估，以便及时发现故障的隐患，防止由于接地不良造成的危害，对保障电力系统安全可靠运行。因此，该系统的研究对保障设备和运行人员的安全具有重要的意义。这种接地网状态监测和故障诊断算法可在各变电站推广运用，具有广阔的应用前景。1．2国内外研究现状由于国外接地网大多使用铜导体，腐蚀问题不太严重，因此没有专门研究接地网故障诊断的参考文献，也没有可以借鉴的接地网故障诊断的系统方案。近年来，由于采用铜作为接地网导体费用太高，北美、欧洲也开始采用镀锌的钢导体作为接地网，这些接地网运行时间比较短，腐蚀问题还不十分严重，因此接地网故障问

4、题尚未引起人们的注意，相关的技术报告甚少12，3J。在国内，现在的电力系统接地网的检测技术，采用国家电力行业标准DL／475．1992《接地装置工频特性的测量导则》和DL／T621．1997《交流电气装置的接地》规程，规定检测的数值是测试点至整个发电厂、变电站接地网和土壤的电阻值，然后在厂、站内，用万用表、电桥、接地摇表等仪器抽测高压设备的接地点，华北电力大学硕士学位论文来测量导通及接地网电阻值，这种测试方法得出的数据很难快速的反应接地网、接地引线、接地装置的缺陷状况。采用这种方法，测试人员工作量大，测试工作时间长，开展测试工作的困难多【4，5J。目前针对极

5、地网状态监测，可查到的资料显示，福建省电力试验研究院黄瀛和福建省亿力电力网络信息设备有限公司林振波在2005年6月《福建电力与电工》上发表了《接地网状态在线监测系统的开发》一文，介绍了一套可在线监测接地网任意两点间连通阻抗值的系统，集微机技术、数字通讯技术、现场总线技术于一身，采用微机控制读取、存储和打印数据。该系统能够反映现场接地电阻的状态，为及时发现和排除地网腐蚀提供了判断依据。但该系统采用循回监测地网状态，同一个时间内只能检测两个点之间的电阻数据，而无法做到对整个接地网状态的统一同时监测，即使所测得的两点之间的电阻值也包含了很多复杂的串并联电阻，而非真

6、正意义上的两节点之间的电阻值，监测数据对接地网整体运行状况的反映也不能很直观反映在接地网平面示意图上，给接地网故障的诊断带来一定的不便【6J。在接地网故障检测方面，清华大学何金良、曾嵘、吴维韩等研究的发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法及其测量、诊断系统，获得国家发明专利(99109622．3)，该发明采用直流电源外接于地网的两接地引线间测量接地引线间电压及回路的电流，得到两接地引线间的入端电阻，将测量结果及地网的拓扑结构输入诊断软件得到各段倒替的电阻值，将该电阻与完好时电阻值进行比较以确定故障的位置和腐蚀程度。运用这种方法虽能达到对接地网故障的兔开挖检查，但

7、对于接地网故障检测的实时性不好，监测中需要专业人员根据初次的采集数据，实时调整测量的节点，进行多次得测量，给这种测量方法的推广应用带来一定麻烦【7，8】。重庆大学陈先禄、刘渝根研究的中大型接地网腐蚀优化诊断方法是将故障诊断学原理、网络理论、矩阵理论及计算机算法结合起来，应用于接地网腐蚀诊断这一工程实际问题。利用接地网拓扑结构图及接地网引下线间的电阻测量值，建立腐蚀诊断方程，通过求解诊断方程，计算出接地网支路电阻值变化量，采用模糊诊断方法判断出接地网导体腐蚀的情况。并且采用这种方法，对典发110kV、邮亭220kV、人和220kV变电站现场实测，较准确地判断出

8、接地网均压导体及引下线的腐蚀程度，对施上时接地导体之