电力变电一次业务计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电力变电一次业务计算方法及系统，主要包括采用分布系数法进行计算分析计算出感应电压电流计算及接地电阻电势，电力变电一次业务计算系统，采用软件的方式来实现对上述计算方法的自动化计算。主要包括图纸管理模块、感应电压电流计算模块、布点设置模块、工频分流系数计算模块及接地电阻电势计算模块。本发明专利技术的计算方法和系统，支持在原图纸上进行计算，可快速计算出电力变电一次业务的感应电压电流及接地电阻电势，同时也便于日常管理及维修检测。

Primary service calculation method and system of power transformation

【技术实现步骤摘要】
电力变电一次业务计算方法及系统
本专利技术涉及一种电力工程设计
，特别涉及一种电力变电一次业务计算方法及系统。
技术介绍
随着我国电力工业的迅速发展，为减少输电线路占地面积，节约土地资源，高压同塔双回甚至多回线路被越来越多地采用。但与此同时，多回线路采用同杆架设运行也带来了一些新的问题。由于同塔多回线路回路间电磁和静电耦合作用比较强，当一回路停运其它回路运行时，在停运线路上可能会感应出较大的感应电流或者感应电压，给线路接地刀闸选型和线路运行检修带来一定困难。根据目前设计行业的现状，大部分设计单位在工程设计中，基本没有进行线路感应电压、电流计算，隔离开关线路侧接地刀闸开合感应电流的能力选型，仅依据《交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件》(DL/T486)的要求进行，对于心里没底的设计选型，往往通过选择B类设备(较高的要求)，不科学，不严谨。造成上问题的主要是由于变电一次计算的相关业务都非常复杂，人工计算量非常大。比如长线路的感应电压，其需要每各一段距离计算一处的感应电压，然后做出曲线显示，长度非常大的线路需要进行几十次的计算才能得出结论。部分业务计算情况比较繁多，设计的计算方式也不一样，比如避雷针保护范围的计算，因为避雷针的布置不完全一致，存在单根、多根、等高、不等高等等实际的布置情况，其设计的计算方法和计算结论也不一样，多种情况叠加起来计算非常繁多。而针对统一进行变电一次计算相关的软件相对较少，大部分客户依然停留在手工计算的阶段，而计算通常存在着过程复杂，计算量较大，希望能有一种协助进行变电一次业务计算的方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术白的目的在于提供一种电力变电一次业务计算方法及系统。实现感应电压电流及接地电阻电势的快捷计算，使得变电一次项目管理更方便，同时便于线路检修。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现：电力变电一次业务计算方法，其特征在于，主要包括采用分布系数法进行计算分析计算出感应电压电流计算及接地电阻电势，感应电压电流根据线路接地刀闸首末端是否接地分为以下三种方式计算:当线路首末端接地刀闸都不接地时：线路单端接地：设线路首端不接地，末端接地，可得检修线路接地端的静电感应电流和不接地端的电磁感应电压为：I静＝ωl(CAbUA+CBbUB+CCbUC)U磁＝ωl(MAbIA+MBbIB+MCbIC)线路首末端均接地：若检修线路两端刀闸均接地，则检修线路的电磁感应电流可得：I磁＝(MAbIA+MBbIB+MCbIC)/L式中:CAa、CBa、CCa为运行线路A、B、C相与检修线路a相之间的单位长度互电容；C0a为检修线路a相的单位长度对地电容；MAa、MBa、MCa为运行线路A、B、C相与检修线路a相之间的单位长度互电感；L为检修线路a相的单位长度电感；l为线路长度；UA、UB、UC为运行线路的三相电压；IA、IB、IC为运行线路的三相电流。接地电阻电势计算包括以下几个部分：1)入地短路电流的计算：我们首先要对接地短路电流进行计算，厂或所内、外产生接地短路时，流经接地装置的电流可别按下式计算，计算入地短路电流取式中较大的I值；I＝(Imax-IN)(1-Kf1)(1-1)I＝IN(1-Kf2)(1-2)式中：I——入地短路电流，A；Imax——接地短路时的最大接地短路电流，A；IN——发生最大接地短路电流时，流经发电厂、变电所接地中性点的最大接地短路电流，A；Kf1、Kf2——分别为厂、所内外短路时避雷线的工频分流系数。2)接地电阻的计算：计算工频分流系数时，应先了解避雷线有无绝缘装置，对于绝缘装置的避雷线，才考虑避雷线的分流。计算接地网内短路避雷线的工频分流系数时，需已知接地网的接地电阻，其方法如下：预先估计一个可能达到的接地电阻Rg，由式(1-1)和式(1-2)算出I，而I和Rg的乘积应满足IRg≤2000V。如果估计到I＞4000A，则取Rg＝0.5Ω。在高电阻地区，如不能满足Rg≤0.5Ω，或Rg≤2000/I时，可按现场情况取一个接地电阻Rg，但不得超过5Ω，由式(1-1)和式(1-2)可算出I。除验算接触电势和跨步电势外，还应验算工频反击过电压。有多回与系统连接的架空输电线路时，计算用的工频分流系数Kf2应取其中分流系数最小者。3)接地装置的电位的计算：发生接地故障时，接地装置的电位按下式计算：Ew＝IR(1-3)式中：I——计算用入地短路电流，A；R——接地装置(包括人工接地网极其连接的所有其他自然接地体)的接地电阻Ω。4)最大接触电势和最大跨步电势的计算：最大接触电势可按下式计算：式中：Ejm——最大接触电势，V；Kj——接触电势系数；Ew——接地装置的电位，V。当接地极的埋设深度h＝0.6-0.8m时，Kj可按下式计算：Kj＝KnKdKs(1-5)式中：Kn——均压带根数影响系数；Kd——均压带直径影响系数；Ks——接地网面积影响系数。Kn、Kd、Ks的计算公式见下表1-1：最大跨步电势可按下式计算：Ekm＝KkEw(1-6)式中：Ekm——最大跨步电势，V；Kk——跨步电势系数；Ew——接地装置的电位，V。跨步系数可按(1-7)式确定：式中：L——接地网中接地体的总长度(m)；L1——接地网的外缘边线总长(m)；S——接地网的面积(m2)；h——接地网的水平均压带的埋深(m)；d——接地网的水平均压带的直径(m)。5)接触电势允许值和跨步电势允许值的计算：在小接地短路电流系统发生单相接地时，一般补迅速切除故障，此时，发电厂、变电所电力设备接地装置的接触电势和跨步电势不应超过下列数值：Ek＝50+0.2ρb(1-9)式中：Ej——接触电势，V；Ek——跨步电势，V；ρb——人脚站立处地表面的土壤电阻率(Ω.m)。进一步地，所述接触电势系数分为以下几种：均压带根数影响系数Kn，当n≤9时，长孔接地网为方孔接地网为当n≥10时，长孔接地网为方孔接地网为均压带直径影响系数Kd，长孔接地网为1.0，方孔接地网为1.2-10d,d为各种接地体的等效直径d(m)；接地网面积影响系数Ks,当时，长孔接地网及方孔接地网均为式中S为接地网面积。本专利技术同时还公开了一种电力变电一次业务计算系统，使用电力变电一次业务计算方法，包括图纸管理模块、感应电压电流计算模块、布点设置模块、工频分流系数计算模块及接地电阻电势计算模块，所述图纸管理模块包括新建、删除、导入、导出图纸板块，用于实现图纸的电子化管理，感应电压电流计算模块，分为双回架线和四回架线的两种模式，将计算方法设置于计算接口类，通过输入带电线参数、排列参数及线路参数并调用计算接口类实现对感应电压电流的计算，所述布点设置模块用于用户在接地网中设置接地点位，所述工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力变电一次业务计算方法，其特征在于，主要包括采用分布系数法进行计算分析计算出感应电压电流计算及接地电阻电势，感应电压电流根据线路接地刀闸首末端是否接地分为以下三种方式计算:/n当线路首末端接地刀闸都不接地时：/n

【技术特征摘要】
1.一种电力变电一次业务计算方法，其特征在于，主要包括采用分布系数法进行计算分析计算出感应电压电流计算及接地电阻电势，感应电压电流根据线路接地刀闸首末端是否接地分为以下三种方式计算:
当线路首末端接地刀闸都不接地时：



线路单端接地：设线路首端不接地，末端接地，可得检修线路接地端的静电感应电流和不接地端的电磁感应电压为：
I静＝ωl(CAbUA+CBbUB+CCbUC)
U磁＝ωl(MAbIA+MBbIB+MCbIC)
线路首末端均接地：若检修线路两端刀闸均接地，则检修线路的电磁感应电流可得：
I磁＝(MAbIA+MBbIB+MCbIC)/L
式中:CAa、CBa、CCa为运行线路A、B、C相与检修线路a相之间的单位长度互电容；C0a为检修线路a相的单位长度对地电容；MAa、MBa、MCa为运行线路A、B、C相与检修线路a相之间的单位长度互电感；L为检修线路a相的单位长度电感；l为线路长度；UA、UB、UC为运行线路的三相电压；IA、IB、IC为运行线路的三相电流；
接地电阻电势计算包括以下几个部分：
1)入地短路电流的计算：我们首先要对接地短路电流进行计算，厂或所内、外产生接地短路时，流经接地装置的电流可别按下式计算，计算入地短路电流取式中较大的I值；
I＝(Imax-IN)(1-Kf1)(1-1)
I＝IN(1-Kf2)(1-2)
式中：I——入地短路电流，A；Imax——接地短路时的最大接地短路电流，A；IN——发生最大接地短路电流时，流经发电厂、变电所接地中性点的最大接地短路电流，A；Kf1、Kf2——分别为厂、所内外短路时避雷线的工频分流系数；
2)接地电阻的计算：
计算接地网内短路避雷线的工频分流系数时，需已知接地网的接地电阻，其方法如下：
预先估计一个可能达到的接地电阻Rg，由式(1-1)和式(1-2)算出I，而I和Rg的乘积应满足IRg≤2000V；
如果估计到I＞4000A，则取Rg＝0.5Ω；
在高电阻地区，如不能满足Rg≤0.5Ω，或Rg≤2000/I时，可按现场情况取一个接地电阻Rg，但不得超过5Ω，由式(1-1)和式(1-2)可算出I；除验算接触电势和跨步电势外，还应验算工频反击过电压；
有多回与系统连接的架空输电线路时，计算用的工频分流系数Kf2应取其中分流系数最小者；
3)接地装置的电位的计算：
发生接地故障时，接地装置的电位按下式计算：
Ew＝IR(1-3)
式中：I——计算用入地短路电流，A；R——接地装置(包括人工接地网极其连接的所有其他自然接地体)的接地电阻Ω；
4)最大接触电势和最大跨步电势的计算：
最...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉浩明，严芬，殷志，冯峰，蔡亮，孙宁，朱晓斐，褚卿莹，程莉红，
申请(专利权)人：无锡市广盈电力设计有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32