变电站接地网是工作接地、防雷接地和保护接地三者的统一,对于保障工作人员以及电气设备安全,维护电力系统稳定运行至关重要。由于常年埋于地下,接地网的性能目前主要通过现场测量接地电阻的大小进行判断,并采取大面积开挖手段进行排查。这种方法带有盲目性,工作量巨大且成本高昂。本文将对接地网故障诊断方法进行研究,在不停电和大规模开挖的前提下,实现具体故障位置和故障程度的诊断,从而及早发现可能存在的故障隐患,指导相关的维护工作,保障接地网的正常运行。首先,通过地面上的接地引线,将接地网等效成多端口的纯电阻网络。根据电网络理论和特勒根定理对该电阻网络建立端口电阻变化量和支路电阻变化量之间的数学关系模型,即诊断方程组,并采用非负最小二乘法进行迭代求解。其次,诊断方程组的病态性会使诊断结果可靠性偏低,为解决该问题,提出了接地网分区故障诊断方法,对接地网结构进行分层约简、划分区域,再对其应用诊断方程。根据本征支路的诊断结果,判断接地网内各个区域的故障情况。仿真结果有效地证明了诊断方法的准确性和实用性。在此基础上,为更好解决较大规模的接地网故障诊断问题,本文将病态方程组模型转化成优化问题模型,充分利用萤火虫算法搜索全局最优解的特性和粒子群算法收敛快、精度高的特性,设计萤火虫-粒子群混合算法对该模型进行求解。通过在较大规模的接地网中应用与分析,进一步验证了该算法具有良好的诊断效果。最后,基于上述诊断方法,开发接地网故障诊断系统。该系统由硬件测量系统和软件系统组成,能对不同结构的接地网进行诊断分析和状态评估。最后在变电站现场进行应用,结果表明该系统可以提供可靠的诊断结果,作为现场维护工作的参考依据。