变电站接地网是电力系统可靠安全运行的重要保障,由于接地网的金属导体常年埋在土壤中,随着电力系统的发展,接地短路电流不断增大,接地网的问题越来越突出,如果接地网发生严重腐蚀,会对变电站一次和二次设备造成损坏,威胁电力系统的正常运行。为此国内外很多学者对接地网的故障诊断进行了大量研究,主要包括了电网络理论方法和磁场诊断方法。本文在现有接地网故障诊断方法的基础上与逆问题结合建立了接地网故障诊断方程和接地网故障诊断的灵敏度方程,利用灵敏度方法提出接地网故障的分区诊断方法,并进行了模拟仿真验证。提出了基于四电极法的电压循环测量方式,设计了一套接地网故障诊断系统,包括循环测量装置和故障诊断软件。本文的主要工作内容如下:①将电阻抗逆问题与接地网故障诊断结合建立了故障诊断方程,并利用正则化算法求解接地网故障诊断方程,研究了几种不同的正则化形式和正则化参数选取的L曲线法,通过模拟仿真验证了方法的可行性。并对算法的抗噪性和不同测量模式的结果进行了分析。②建立接地网故障诊断的灵敏度方程,使用LSQR正则化算法求解灵敏度方程,通过模拟仿真验证算法的可行性。提出基于灵敏度的接地网故障分区诊断方法,并对各种接地网进行模拟仿真分析。③为了减小接触电阻和引线电阻对电压测量的影响,使用了电阻抗测量中的四电极电压测量方法,并提出16通道的电压循环测量方式以实现接地网的自动激励和测量,提高测量效率。④设计了一套接地网故障诊断软件,能够实现接地网的建模、测量数据的自动读取、故障诊断和诊断结果显示等功能。⑤通过电阻网络和钢筋网的实验验证了故障诊断算法的准确性和故障诊断系统可靠性,在变电站进行了现场实验进一步验证了本文提出的算法和设计的系统的可行性。