基于磁谐振的接地网断点检测技术研究

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接地网为电力系统运行提供可靠的接地,是电力系统或继电保护系统中不可或缺的重要部分。它的腐蚀或断口产生的故障对供电可靠性和系统安全性带来严重的影响,因此需要对接地网腐蚀或断口进行检测,以保证电力系统可靠运行。针对传统的开挖检测方法费时又费力的问题,采用非开挖检测方法能有效地找出接地网断点,保证电力系统的安全运行。现阶段国内外研究无法得到一种可靠的、长距离的、并且能够具有一定的穿越障碍层能力的检测方法,所以需要进一步研究接地网断点检测方法。本文研究了基于磁谐振的接地网断点检测方法,提出了接地网回路断开和闭合时的电路拓扑结构区别,利用两者拓扑结构在发射线圈等效输入阻抗的差异建立一种检测接地网回路断开的方法,该方法针对性地解决了深探测距离和抗干扰能力的问题。具体内容如下:(1)分析了收发线圈系统的情况,结合接地网的通断状态,将接地网形象化,进行等效电路建模,提出和分析接地网完好时或存在断口时的电路模型。根据磁谐振原理和频率分叉推导,分析接地网谐振特征存在的条件,来找出反映目标线圈谐振频率信息的特征区域,提出基于磁谐振频率信息的检测方法,并利用普通发射线圈仿真验证接地网通断情况。(2)为了增大检测距离的要求,提出线圈优化标准,分析两个线圈之间的互感,拓展到不同的发射线圈类型,针对环形发射线圈和矩形发射线圈,分别对接地网进行互感分析和验算。其次,分别对发射线圈的种类、半径、尺寸和绕制方法进行分析,针对接地网检测系统设计出优化的发射线圈,用于接地网断点检测研究,并利用优化的发射线圈进行仿真分析,验证优化线圈的效果。(3)构建接地网通断检测系统的实验平台。在接地网单网孔情况下,应用优化后的发射线圈对单网孔的通断情况进行实验验证。在多网孔接地网情况下,提出多种不同断口类型,对田字形网孔进行归纳分析并提出多网孔接地网检测方法。模拟典型的接地网出现随机断口情况,在拓扑信息已知或拓扑信息缺失的情况下,验证检测方法找出接地网断口。(4)分析检测方法的抗干扰能力,分析不同位置处金属障碍物的引入对系统影响。在考虑金属障碍物的影响,提出存在金属障碍物时收发线圈系统的电路模型,并利用发射线圈的输入阻抗变化获取金属障碍物的参数。最后搭建实验进行验证存在金属障碍物收发线圈系统的电路模型,并针对不同厚度、不同尺寸和不同材料的金属障碍物,探究检测方法的抗干扰能力。
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