变电站地网腐蚀的一种新诊断方法

　长期以来，变电站接地网腐蚀诊断一般通过大面积开挖进行检测，此方法检测盲目、工作量也极大，且存在影响电力系统安全运行的隐患。本文利用重庆大学编制的《发、变电站接地网腐蚀诊断软件》结合逐步逼近思想提出了一种在不停电、不大面积开挖接地网的条件下，快速准确诊断接地网腐蚀情况的新方法。该方法能够有效的诊断出旧地网腐蚀的位置和程度，并能有效检测新变电站铺设地网的品质。建议将此软件和方法在全省范围内推广应用。

　　接地是在电气设备和大地之间的电气连接，在任何时候它将电气连接处的电位固定在一个允许的范围内，保证人身和设备的安全和可靠运行。当前我国面临日益增长的用电需求，电力系统规模和容量迅速扩大，接地短路电流越来越大，对接地技术的要求越来越严格，不但接地电阻值要低，而且均压效果必须良好，维护水平更要提高。一旦发、变电站发生接地故障，可能带来巨大的经济损失和社会影响。由于地网故障而引起的重大事故屡见不鲜，应当引起高度重视。

国内外研究现状

　　由于接地网埋设于地下，以往工程上对接地网接地性能好坏的检测一般通过接地电阻的大小来间接判断，但无法了解接地网的腐蚀情况，在传统接地电阻测试方法中，只要测量处的接地体不发生断路，即使在接地网被严重腐蚀，接地电阻也可能达到标准要求。所以工程上一般都是在发现地网接地电阻不合格或发生地网引起的事故后，通过大面积开挖查找接地网断点和腐蚀段，这种方法带有盲目性、工作量极大，还影响电力系统的运行。

　　为此，本文力求研究一种新的接地网诊断方法，能在不停电和不对地网大面积开挖的情况下，通过测量接地引线之间的电阻，运用电路理论和数学方法对地网的腐蚀情况进行诊断，提高接地网的维护水平。

诊断的基本原理

　　变电站的接地网一般由外缘闭合中间敷设若干均压导体相互相连成网状电极并与若干垂直接地极（体）相连。实际变电站的接地网比较复杂，为方便数据的输入和数学方程的建立，现对接地网做以下假设：

　　（１）不考虑接地网的自然接地体；（２）假设测量的接地引线与接地网的连接点都是在接地网水平支路的节点上；（３）假设各个节点都有接地引下线，即为可及节点。

　　假设接地网有ｎ＋１个节点，ｂ条支路。忽略土壤因素的影响，可以将接地网看成一个纯电阻网络。地网竣工之后，由于各段导体的长度、截面积和电阻率已确定，可得出它们的原始电阻值（标称参数）；当接地网运行多年后某些导体出现腐蚀或者发生断裂时，此时的支路电阻与原始值相比变大。这样就得到两个拓扑结构相同，支路电阻不同的电阻网络。其中原先的网络端口电阻（即接地引线间的电阻）因拓扑结构，支路电阻已知，可以根据电网络理论计算得到；而腐蚀后接地网的节点间电阻值，因变电站电气设备都有和接地网相连接的接地引线，可以通过接地引线测量腐蚀后接地网的节点间电阻值。这样就可以得到了节点间电阻变化值，利用特勒根定理可以求出节点间电阻变化值和支路电阻变化值的关系，再应用适当的数学方法，可以从节点电阻变化值推出接地网支路的电阻变化值，从而判断地网腐蚀及断点情况。

　　由以上思路，运用电网络知识和特勒根定理，推导出发、变电站地网腐蚀诊断方程组为：
 

式中，ｍ是测量的节点对数，△Ｒ′ｉｊ（ｍ）是第ｍ次测量的腐蚀前后节点间电阻的变化值，△Ｒｋ是腐蚀前后ｋ支路电阻的变化值，Ｉｋ（ｍ）、Ｉ′ｋ（ｍ）分别是第ｍ次测量时腐蚀前、腐蚀后流过ｋ支路的电流；Ｉ０是测量时节点间注入的电流。运用最优化方法即可以解得矩阵△Ｒｋ。

　　基于以上原理，重庆大学过电压与接地教研室开发了《变电站接地网腐蚀诊断软件》、《发、变电站接地网腐蚀诊断软件》可以快速准确的找出故障位置、故障程度。

小 结

　　基于电路原理和特勒根定理推出了发、变电网腐蚀诊断方程组，用最优化算法实现了方程组求解，编制了《变电站接地网腐蚀诊断软件》；利用故障诊断理论提出了逐步诊断的思想，结合《变电站接地网腐蚀诊断软件》大大提高诊断速度，效果良好。