[发明专利]一种软基地区变电站地质变形安全评估方法

说明书

本发明公开了一种软基地区变电站地质变形安全评估方法，该方法基于北斗地基增强网，利用北斗GNSS进行软基变电站地质变形自动化监测；基于地质变形监测数据，建立监测点数据与变电站地质结构间的关联关系（数学模型），实现软基变电站地质变形的实时监测与预警；本发明将有效提高软基变电站地质环境变形监测评估智能化水平，保证变电站安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种建于软基地区的电力系统变电站的地质环境变形监测与防护领域。

背景技术

电网变电站数量大、分布广,变电站地基的变形程度直接影响到变电站地网安全运行，严重变形时将影响到变电站主要设备的运行安全。尽管在前期电力建设时对变电站的地质情况进行了勘察，但是因建设用地的限制无法完全避开地质隐患点，部分变电站建于软土地质弱承载区即软基地区。变电站软基过大、过快或相对不均匀的地质形变会影响到变电站内一次和二次电气设备的安全性能，众多关键设备面临失地的危险，这将严重威胁变电站的安全稳定运行，近年来已有多个变电站接地网下沉或变形的事故发生。

因此，在变电站运行过程中迫切需要对软土地基进行实时监测，根据监测成果评估地质环境的变形程度，这是保障变电站安全运行的前提条件之一。软基的变形监测属于工程测量领域，目前一般采用传统光学测量方法如水准仪进行沉降监测，采用全站仪同时进行沉降及水平位移监测，也可以采用静力水准仪进行沉降监测。但是，光学测量一般需要人工操作，因视线容易被遮挡在变电站难以实施自动化监测，而且光学方法在夜晚及降雨、大雾、大风等不良气候条件时不能实施；静力水准仪虽然能方便地部署自动化监测但是又不能进行位移监测。因此，目前缺乏一种针对变电站软基同时进行沉降与水平位移自动化监测的技术，同时，如何科学地确定软基变电站的地质变形控制标准（阈值），当变形程度超出控制标准后进行预警，也是一个亟待解决的问题。

基于北斗地基增强网的地质变形监测技术已逐步在我国进行推广应用，主要应用于地壳运动、桥梁、高速公路等领域，具有实时性好、监测精度高、安全可靠等优点，能够适应于各种气象条件以及夜晚；但是用于变电站软土地基地质环境变形监测还鲜有报道。

利用基于北斗地基增强网的变电站地面监测数据解算算法，提出软基变电站地质变形监测方法；基于软基变电站地质变形监测数据，建立地质沉降监测点与变电站地质结构间的关联关系（数学模型），提出基于地质沉降点监测信息的变电站整体地质变形安全评估方法；实现软基变电站地质变形的的实时监测与预警。本发明将有效提高软基站址变电站地质环境变形监测评估智能化水平，保证了变电站安全稳定运行。

发明内容

本发明基于北斗地基增强网，利用北斗GNSS进行软基变电站地质变形自动化监测；基于地质变形监测数据，建立监测点数据与变电站地质结构间的关联关系（数学模型），提出基于监测信息的软基地区变电站地质变形安全综合评估方法，实现软基变电站地质变形的的实时监测与预警；本发明将有效提高软基变电站地质环境变形监测评估智能化水平，保证变电站安全稳定运行。

基于软基变电站地质形变监测数据，寻找地质沉降监测点与变电站地质结构间的关联关系，提出基于地质沉降点监测信息的变电站整体地质形变程度评估方法；

本发明首先通过建立软基变电站地质概化模型与数值模拟模型，利用数值分析方法得到软基在荷载作用下位移场的时空演化规律，确定软基在可能的极限荷载条件下的变形控制值；其次，基于北斗地基增强网，利用北斗GNSS进行软基变电站地质变形自动化监测；第三，基于地质变形监测数据和第一步的数值模拟数据，建立监测点数据与变电站地质结构间的关联关系模型（人工智能数学模型），提出基于监测信息的变电站地质变形安全评估方法，实现软基变电站地质变形的的实时监测与预警，具体技术实现步骤如下：

1、收集资料与地质分析

现场踏勘、收集、分析变电站既有的地质勘察、基础设计资料，查明变电站地基的地质特征特别是软土分布情况与各软土层的物理力学性质指标，并查明地下水对软基变形的影响及相关参数；