本公开提供了一种变电站接地网综合优化方法及系统,包括获取反应土壤电阻率情况的土壤模型；基于所述土壤模型，构建接地网初始结构，并确定变电站接地网接地电阻、接触电压以及跨步电压的安全限值；对所述接地网初始结构进行综合优化，获得优化后的接地网结构；其中，所述综合优化具体为：根据接地网边长以及土壤相关参数，确定最优压缩比以及接地网各网孔间距，基于各网孔间距对接地网初始结构进行初步优化；对初步优化后的接地网的边角网孔进行圆角处理以及边缘网孔进行加密处理；同时，对接地网增加斜接地极和垂直地极；判断所述接地网结构的相关指标是否满足所述安全限值，若否，则对当前接地网结构进一步进行综合优化，直至满足安全限值。满足安全限值。满足安全限值。
【技术实现步骤摘要】
一种变电站接地网综合优化方法及系统
[0001]本公开属于电力
，尤其涉及一种变电站接地网综合优化方法及系统。
技术介绍
[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]变电站接地系统作为电力系统的重要组成部分，对变电站设备的正常运行、站内人员安全起着直接作用，使其免于过电压和过电流的危害，尤其是发生雷击过电压或者是短路接地故障后，数值较大的故障电流通过接地网排入大地，起到短时散流的作用，快速降低接触电压和跨步电压，降低设备上的电压幅值，可以有效保证运行工作人员和变电站内电气设备的安全。因此，接地网合理、科学的设计，并进行深入优化与改善起到极其重要的作用。
[0004]专利技术人发现，传统的接地网大多由水平导体和垂直导体组成，在产生的互阻的作用下会导致接地网的各个部分产生泄漏电流不均匀的现象，进而导致接触电压和跨步电压的增大危害设备及人身安全。在变电站接地网优化设计方面，传统的优化设计方法是让均压带在接地网形成均匀布置，这个时候，处于边角的网孔与次边角的接触电压要相差20％～30％，和中心网孔相比差别很大，为解决此问题一般采用不等间距布置接地网以均衡边角网孔的接触电压，但是在接地网设计中不但要让接地网获得较好的接触电压和跨步电压，还要让接地网有安全的接地阻抗，单纯地采用不等间距布置一般不能满足接地电阻的要求。
技术实现思路
[0005]本公开为了解决上述问题，提供了一种变电站接地网综合优化方法及系统，所述方案通过对变电站接地网所处土壤的电阻率进行实测，并用仿真分析软件对土壤进行分析得到变电站土壤模型，进而依据接地网初始结构和土壤模型，确定变电站接地网接地电阻、接触电压和跨步电压的安全限值；通过对不满足要求的接地网进行综合优化设计(即网孔间距优化、边角优化以及垂直优化)后，利用仿真分析软件再次计算各项指标是否符合设计规范，直至满足要求，所述方案能够有效的降低接地网的接触电压、跨步电压以及接地电阻，降低接地网运行的风险，保证变电站内运维人员和电气设备的安全运行，提高了变电站接地网安全运行水平。
[0006]根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种变电站接地网综合优化方法,包括：
[0007]获取变电站所处区域的土壤电阻率，并基于仿真软件对变电站所处区域土壤进行建模，获得反应土壤电阻率情况的土壤模型；
[0008]基于所述土壤模型，构建接地网初始结构，并基于所述土壤模型和接地网初始结构确定变电站接地网接地电阻、接触电压以及跨步电压的安全限值；
[0009]对所述接地网初始结构进行综合优化，获得优化后的接地网结构；其中，所述综合
优化具体为：根据接地网边长以及土壤相关参数，确定最优压缩比；基于最优压缩比，确定接地网各网孔间距，基于获得的各网孔间距对接地网初始结构进行初步优化；对初步优化后的接地网的边角网孔进行圆角处理以及对边缘网孔进行加密处理；同时，对接地网增加斜接地极和垂直地极；
[0010]判断所述接地网结构的相关指标是否满足所述安全限值，若否，则对当前接地网结构进一步进行综合优化，直至满足所述安全限值。
[0011]进一步的，所述根据接地网边长以及土壤相关参数，确定最优压缩比，其中，所述最优压缩比具体表示如下：
[0012]两层土壤下最佳压缩比的拟合公式为：
[0013]C＝0.3539+0.0734lg(L)+0.400lg(N)
‑
0.0568lg(H)
‑
0.1191exp(K)
[0014]其中，L为地网边长，N为导体根数，K为反射系数，H为上层土壤厚度，C为最优压缩比；
[0015]或，均匀土壤下最佳压缩比的拟合公式为：
[0016]C＝0.4599+0.1358lg(L)+0.2674lg(N)
‑
0.1073lg(ρ)；
[0017]其中，ρ为均匀土壤的土壤电阻率。
[0018]进一步的，所述基于最优压缩比，确定接地网各网孔间距，具体表示为：
[0019]d
n
＝d
max
C
n
[0020]其中，d
n
为距接地网中心网孔为n级的网孔间距，d
max
为中心网孔间距，C为最优压缩比。
[0021]进一步的，所述对初步优化后的接地网的边角网孔进行圆角处理以及边缘网孔加密处理，具体为：所述圆角处理为将接地网的四个边角由直角调整为圆角；所述边缘网孔加密处理为对接地网的边缘网孔通过增加地极的方式进行加密处理。
[0022]进一步的，所述斜接地极的位置以布置于靠近接地网边缘地带以及靠近边角为约束，所述斜接地极角度的选择通过仿真分析角度与斜接地极的接地性能的关系进行确定，所述斜接地极的根数与长度的选择通过仿真分析不同接地网面积下斜接地极根数和长度与接地电阻关系曲线进行确定。
[0023]进一步的，所述垂直接地极的位置、长度以及根数的确定，通过基于仿真分析软件确定垂直接地极的位置、长度和根数与接地电阻之间的关系进行确定。
[0024]进一步的，所述获取变电站所处区域的土壤电阻率，具体采用四极等距法进行测量。
[0025]根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种变电站接地网综合优化系统，包括：
[0026]数据获取单元，其用于获取变电站所处区域的土壤电阻率，并基于仿真软件对变电站所处区域土壤进行建模，获得反应土壤电阻率情况的土壤模型；
[0027]阈值确定单元，其用于基于所述土壤模型，构建接地网初始结构，并基于所述土壤模型和接地网初始结构确定变电站接地网接地电阻、接触电压以及跨步电压的安全限值；
[0028]综合优化单元，其用于对所述接地网初始结构进行综合优化，获得优化后的接地网结构；其中，所述综合优化具体为：根据接地网边长以及土壤相关参数，确定最优压缩比；基于最优压缩比，确定接地网各网孔间距，基于获得的各网孔间距对接地网初始结构进行初步优化；对初步优化后的接地网的边角网孔进行圆角处理以及对边缘网孔进行加密处
理；同时，对接地网增加斜接地极和垂直地极；判断所述接地网结构的相关指标是否满足所述安全限值，若否，则对当前接地网结构进一步进行综合优化，直至满足所述安全限值。
[0029]根据本公开实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的一种变电站接地网综合优化方法。
[0030]根据本公开实施例的第四个方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的一种变电站接地网综合优化方法。
[0031]与现有技术相比，本公开的有益效果是：
[0032](1)本公开提供了一种变电站接地网综合优化方法及系统，所述方案通过对变电站接地网所处土壤的电阻率进行实测，并用仿真分析软件对土壤进行分析得到变电站土壤模本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变电站接地网综合优化方法,其特征在于，包括：获取变电站所处区域的土壤电阻率，并基于仿真软件对变电站所处区域土壤进行建模，获得反应土壤电阻率情况的土壤模型；基于所述土壤模型，构建接地网初始结构，并基于所述土壤模型和接地网初始结构确定变电站接地网接地电阻、接触电压以及跨步电压的安全限值；对所述接地网初始结构进行综合优化，获得优化后的接地网结构；其中，所述综合优化具体为：根据接地网边长以及土壤相关参数，确定最优压缩比；基于最优压缩比，确定接地网各网孔间距，基于获得的各网孔间距对接地网初始结构进行初步优化；对初步优化后的接地网的边角网孔进行圆角处理以及对边缘网孔进行加密处理；同时，对接地网增加斜接地极和垂直地极；判断所述接地网结构的相关指标是否满足所述安全限值，若否，则对当前接地网结构进一步进行综合优化，直至满足所述安全限值。2.如权利要求1所述的一种变电站接地网综合优化方法,其特征在于，所述根据接地网边长以及土壤相关参数，确定最优压缩比，其中，所述最优压缩比具体表示如下：两层土壤下最佳压缩比的拟合公式为：C＝0.3539+0.0734lg(L)+0.4lg(N)
‑
0.0568lg(H)
‑
0.1191exp(K)其中，L为地网边长，N为导体根数，K为反射系数，H为上层土壤厚度，C为最优压缩比；lg为以10为底的对数；或，均匀土壤下最佳压缩比的拟合公式为：C＝0.4599+0.1358lg(L)+0.2674lg(N)
‑
0.1073lg(ρ)；其中，ρ为均匀土壤的土壤电阻率。3.如权利要求1所述的一种变电站接地网综合优化方法,其特征在于，所述基于最优压缩比，确定接地网各网孔间距，具体表示为：d
n
＝d
max
C
n
其中，d
n
为距接地网中心网孔为n级的网孔间距，d
max
为中心网孔间距，C为最优压缩比。4.如权利要求1所述的一种变电站接地网综合优化方法,其特征在于，所述对初步优化后的接地网的边角网孔进行圆角处理以及边缘网孔加密处理，具体为：所述圆角处理为将接地网的四个边角...
【专利技术属性】
技术研发人员：王乐天，姜晓晖，黄萍，陈博，于玉铭，王涛，咸秀超，王宣霖，李秉政，李观阳，孙志冰，刘振，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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