[发明专利]一种基于磁场微分法的变电站接地网拓扑结构绘制方法

摘要

本发明公开了一种基于磁场微分法的变电站接地网拓扑结构绘制方法，本发明选取一对接地网引下线，以其中一个接地引下线作为电流注入点，另一个接地引下线作为电流流出点，向接地网中注入的恒定电流I，首先绘制出与接地网引下线电流流出点相交的导体支路，再建立空间直角坐标系，沿已经绘制出的导体支路沿线确定支路节点，从而初步绘制出接地网的网络模型：再沿已经绘制出的导体支路确认其它规则导体支路的位置，修改已绘制的导体支路的长度完成所有平行于x轴或y轴的导体支路的测量与绘制和导体支路的长度修改；最后利用支路节点周围的圆弧磁场确定斜搭支路。本发明为沿线搜索，大大减少了采样点数量，支路绘制过程简单高效。

主权项

1.一种基于磁场微分法的变电站接地网拓扑结构绘制方法，其特征在于：包括以下步骤：A：选取一对接地网引下线，以其中一个接地引下线作为电流注入点，另一个接地引下线作为电流流出点，向接地网中注入的恒定电流I；B：确定与接地网引下线电流流出点相交的导体支路的方向：以接地网引下线电流流出点所在的垂直接地极为极点O，以极点O为起点的任意方向的一条射线为极轴，选择一个半径为r的圆弧C作为磁通密度测量区域，圆弧C的圆心与极点O重合，1.5m≤r≤2m；测量圆弧C竖直方向上的磁通密度分量磁通密度分量沿圆弧C方向求微分，利用磁场微分法的峰值特性求得与极点O相交的所有导体支路的方向，即与接地网引下线电流流出点所在的垂直接地极相交的所有导体支路的方向；C：建立空间直角坐标系，初步绘制出接地网的网络模型：以接地网引下线电流流出点所在的垂直接地极为零点O，接地网引下线方向为z轴，依据步骤B中确定的导体支路的方向建立空间直角坐标系；直角坐标系中x轴和y轴的选择过程如下：c1:若步骤B中确定的导体支路仅有一条，则该导体支路所在的方向为x轴，与该导体支路垂直的方向为y轴；c2:若步骤B中确定的导体支路有多条，多条导体支路中存在方向相互垂直的两条导体支路，则方向相互垂直的两条导体支路分别为x轴和y轴；c3:若步骤B中确定的导体支路有多条，多条导体支路中不存在方向相互垂直的两条导体支路，则根据变电站布局方向，选取与变电站布局方向接近的导体支路为x轴，与该导体支路垂直的方向为y轴；建立直角坐标系后，沿x轴测量z轴方向上的磁通密度分量磁通密度分量沿x轴方向求微分；沿y轴测量z轴方向上的磁通密度分量磁通密度分量沿y轴方向求微分；利用磁场微分法的峰值特性得到x轴和y轴上的支路节点位置和相邻的支路节点之间的距离；x轴上的支路节点向y轴正向绘制导体支路，y轴上的支路节点向x轴正向绘制导体支路；初步绘制出接地网的网络模型，接地网的网络模型中导体支路相交的点为支路节点；D：沿步骤C中的绘制的导体支路确认其它规则导体支路的位置，修改已绘制的导体支路的长度，更新接地网的网络结构模型：沿步骤C中沿绘制的每一条导体支路测量z轴方向上的磁通密度分量，并沿每一条导体支路方向分别求微分；利用磁场微分法的峰值特性得到每一条导体支路上的所有的支路节点和每一条导体支路的长度；利用导体支路上的支路节点，绘制出所有与x轴或y轴平行的导体支路，忽略孤立节点，并依据每一条导体支路的长度修改已绘制的导体支路的长度；无法绘制新的与x轴或y轴平行的导体支路的支路节点称为孤立节点；E：重复步骤C和步骤D，直到完成所有平行于x轴或y轴的导体支路的测量与绘制和导体支路的长度修改；F：利用支路节点周围的圆弧磁场确定斜搭支路，进一步更新接地网的网络结构模型：所述的支路节点包括孤立节点；每一个支路节点周围均选择一个半径为r_w的圆弧C_w为磁通密度测量区域；圆弧C_w的圆心与支路节点重合；1.5m≤r_w≤2m；测量每一个支路节点周围的圆弧C_w竖直方向上的磁通密度分量磁通密度沿圆弧C_w方向求微分，利用磁场微分法的峰值特性求得是否存在与圆弧C_w包围的之路节点相交且斜搭的导体支路，若存在斜搭的导体支路，则利用磁场微分法的确定斜搭的导体支路的角度，并绘制出斜搭的支路；G：重复步骤A到步骤F，直至绘制区域覆盖整个变电站，建立完整的接地网的网络结构模型。