[发明专利]一种高土壤电阻率地区的能源站接地网及其降阻优化方法在审

专利信息
申请号: 201911349083.4 申请日: 2019-12-24
公开(公告)号: CN111048919A 公开(公告)日: 2020-04-21
发明(设计)人: 杨京才;徐杰;徐伟明;金祝飞;赵家振;沈敏瑜;李斌;刘维亮 申请(专利权)人: 嘉兴恒创电力设计研究院有限公司;国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司
主分类号: H01R4/66 分类号: H01R4/66;H01R43/00;G06F30/18;G06F30/20
代理公司: 杭州杭诚专利事务所有限公司 33109 代理人: 尉伟敏
地址: 314033 浙*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 土壤 电阻率 地区 能源 接地 及其 优化 方法
【权利要求书】:

1.一种高土壤电阻率地区的能源站接地网,其特征在于,包括复合接地网,所述复合接地网包括水平接地网(1)和布置在水平接地网外边缘的垂直接地网,所述水平接地网包括水平接地导体,所述水平接地导体采用不等间距布置,所述垂直接地网包括垂直接地导体(2),所述垂直接地导体包括电极(3)和极管(4),所述电极(3)周围填充有回填料,所述极管(4)上端和下端分别设置了水分吸水孔(5)和用于离子交换的离子释放孔(6)。

2.根据权利要求1所述的一种高土壤电阻率地区的能源站接地网,其特征在于,所述能源站包括数据中心和变电站,所述变电站主接地网和数据中心主接地网采用互联敷设的方式。

3.根据权利要求1-2所述的一种高土壤电阻率地区的能源站接地网及其降阻优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一、对能源站站址区进行勘测,获取站址气候条件、土壤电阻率实测值和地质勘察情况,确定水平接地网接地导体的选择模型,并根据不同接地导体的导电性能、热稳定性和截面选择,计算接地导体是否满足要求;

步骤二、根据能源站站址区内的土壤电阻率,确定能源站的土壤电阻率模型;

步骤三、根据能源站站址的降阻效果和经济技术指标,分别计算不同降阻方案下的垂直接地导体的接地电阻,确定接地网的降阻方案,

步骤四、根据确定的降阻方案,敷设接地网,并确定接地网的布置参数和结构参数;

步骤五、根据变电站的入地电流水平,分别计算不同敷设情况下的跨步电压和接触电势,检查跨步电位差和接触电势是否满足要求;如不满足要求,调整接地网布置参数和结构参数,最终至满足要求。

4.根据权利要求3所述的一种高土壤电阻率地区的能源站接地网及其降阻优化方法,其特征在于,所述步骤一中水平接地网接地导体的选择模型如表达式(1)所示:

式中:Sg代表接地导体(线)的最小截面,Ig代表流过接地导体(线)的最大接地故障不对称电流有效值,按工程设计水平年系统最大运行方式确定,te代表接地故障的短路电流的等效持续时间,C—接地导体(线)材料的热稳定系数,tm代表主保护动作时间,tf代表断路器失灵保护动作时间,to代表开关固有动作时间。

5.根据权利要求3所述的一种高土壤电阻率地区的能源站接地网及其降阻优化方法,其特征在于,所述步骤二中土壤电阻率模型如表达式(2)所示:

式中:R表示接地电阻,ρ表示土壤电阻率,S表示接地网面积。

6.根据权利要求3所述的一种高土壤电阻率地区的能源站接地网及其降阻优化方法,其特征在于,所述步骤四中接地网结构参数及布置参数模型如表达式(3)所示:

式中:ns表示垂直接电极的数量,dl表示水平接地网的接地导体之间的距离即d1、d2、d3……dn-3、dn-2、dn-1、dn的数值。

7.根据权利要求3所述的一种高土壤电阻率地区的能源站接地网及其降阻优化方法,其特征在于,所述步骤五中具体包括以下步骤:

步骤5.1、建立接触电位差和跨步电位差的数学模型,计算正常情况下和敷设碎石后的接触电位差和跨步电位差的允许值,所述接触电位差和跨步电位差的数学模型如表达式(4)和表达式(5)所示:

式中:t表示短路等效持续时间,Ut表示接触电位差,Us表示跨步电位差,ρf表示表层电阻率;

步骤5.2、建立最大接触电位差和跨步电位差的数学模型,计算最大接触电位差和跨步电位差,最大接触电位差和最大跨步电位差如表达式(6)和表达式(7)所示:

式中:Um表示最大接触电位差,Usmax表示最大跨步电位差,ρ表示土壤电阻率,Km表示网孔电压几何校正系数;Ki表示接地网不规则校正系数,IG表示接地网的最大入地电流;IG表示接地网的最大入地电流,Ls表示埋入地中的接地系统导体有效长度。

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