接地網(wǎng)的電阻抗成像系統(tǒng)與方法研究.pdf

1、變電站接地網(wǎng)是維護(hù)電力系統(tǒng)安全運行、保障工作人員和站內(nèi)接地電氣設(shè)備安全的重要保證，但接地網(wǎng)常年埋設(shè)于地下，由于焊接不規(guī)范、土壤腐蝕等原因，造成接地網(wǎng)導(dǎo)體和引出線的腐蝕或斷裂，這將危及接地設(shè)備和工作人員安全。為了解決實際工程中存在的接地網(wǎng)圖紙丟失、診斷方法無圖像化故障位置顯示等問題，本文研究了接地網(wǎng)的電阻抗成像系統(tǒng)與方法，為接地網(wǎng)的診斷與成像提供一種新的思路。本文的主要工作如下：
　　(1)對接地網(wǎng)電阻抗成像系統(tǒng)的需求、組成以及設(shè)計

2、思路進(jìn)行了詳細(xì)分析。為了解決目前存在的一些問題，如：測量數(shù)據(jù)較少、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)未知、變電站接地網(wǎng)實驗困難等，將接地網(wǎng)電阻抗成像系統(tǒng)設(shè)計為三部分：硬件測量平臺、模擬實驗網(wǎng)絡(luò)平臺、軟件計算方法，分別實現(xiàn)電壓和電流數(shù)據(jù)的自動化測量、接地網(wǎng)模擬實驗、接地網(wǎng)的電阻抗成像的功能。
　　(2)搭建了接地網(wǎng)電阻抗成像實驗平臺，包括：測量平臺和實驗網(wǎng)絡(luò)平臺。對于測量平臺，其包括：電流源模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通道切換模塊、其它輔助模

3、塊等。對于實驗網(wǎng)絡(luò)平臺，為了滿足不同的實驗情況，搭建了1?電阻網(wǎng)絡(luò)與7×3網(wǎng)格的接地網(wǎng)模擬網(wǎng)絡(luò)，分別模擬不同結(jié)構(gòu)的接地網(wǎng)和相近電阻、相同材料情況下的接地網(wǎng)，并進(jìn)行了電阻網(wǎng)絡(luò)焊點電阻測試和模擬網(wǎng)絡(luò)支路電阻計算。
　　(3)提出了接地網(wǎng)的電阻抗成像方法。通過對電阻抗成像方法的分析，建立了電阻抗成像的正問題和逆問題的求解方程；在分析正則化處理方法的基礎(chǔ)上，選擇利用Tikhonov正則化的牛頓迭代法對逆問題進(jìn)行迭代求解；研究了迭代求解的初

4、值選取與雅克比矩陣的計算方法；通過對比電阻抗成像在接地網(wǎng)與醫(yī)學(xué)中的不同，研究了接地網(wǎng)成像涉及到的成像區(qū)域與測量引出線選擇的問題，從而提出了分塊成像的思想與基于圖論的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)檢測方法，并得出接地網(wǎng)成像最佳區(qū)域大小和引出線個數(shù)選擇對成像結(jié)果的影響，最終實現(xiàn)接地網(wǎng)的電阻抗成像。研究結(jié)果表明：小的成像區(qū)域更有利于故障位置的判斷；測量引出線的個數(shù)對成像結(jié)果存在影響，并且選擇更多的引出線進(jìn)行數(shù)據(jù)測量更有利于提高成像結(jié)果的質(zhì)量。
　　(4)進(jìn)行