[发明专利]一种接地网不等间距优化布置方法

说明书

本发明公开了一种接地网不等间距优化布置方法，所述优化布置方法包括以下步骤：步骤1：推导拟合函数：使用矩形的接地网最优布置方案，建模并移动均压带，得到优化后均压带的位置，通过函数拟合得出优化函数；步骤2：分析优化函数在不同的土壤反射系数、上层土壤厚度和接地网面积对优化系数的影响；步骤3：将拟合函数应用到非均匀土壤下矩形接地网的优化中。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及接地网不等间距优化布置方法。

背景技术

接地网的优化设计顾名思义，就是通过对接地网中均压带、垂直接地体等进行位置、数量和参数的调整，以达到当故障电流通过接地网泄流的时候，地表的电位分布均匀，使得每一部分的接地网充分发挥作用，降低地面电位梯度值，降低变电站内的接触电压和跨步电压，达到相关要求，从而保证变电站内的工作人员人身安全，设备正常工作。通过大量的研究表明：当均压带均匀分布的时候，变电站接地网边角地带的接触电压会比中心地带的接触电压高出很多，导致了变电站接地网没有充分利用，没有起到保护设备和人身安全的作用，本发明主要针对这个问题进行一系列的研究。

针对均压带的布置方案，总体研究分为两个方向，一个是利用遗传算法，另一个是利用分布公式。两种方法各有优缺点，遗传算法虽然精度高且影响因素考虑全面，但是有的影响因素是此消彼长的关系，不可能用一个目标函数达到两个因素都最佳的状态，所以在计算上要有所取舍，只能达到相对最佳的状态。并且计算起来计算数据量大，编程困难，比较难以实现。利用分布公式的方法虽然简便适用，现在广泛用于变电站的设计和建设中，但是广泛应用的純指数布置方案存在衰减较快的缺点。

大多数变电站接地系统一般采用水平接地网。在以往的接地网设计中，通常采用等间距布置，即接地导体之间的间距基本相等。等间距布置的接地网因中间导体受到屏蔽作用，使得中间导体利用率低，散流电流密度较小，从而引起较大的地表电位梯度。

因此希望有一种接地网不等间距优化布置方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接地网不等间距优化布置方法，该方法能够均匀泄漏电流，从而均匀地表电位分布，有效降低接触电压和跨步电压。

本发明提供一种接地网不等间距优化布置方法，所述优化布置方法包括以下步骤：

步骤1：推导拟合函数：使用矩形的接地网，建模并移动均压带，得到优化后均压带的位置，通过函数拟合得出优化函数；

步骤2：分析优化函数在不同的土壤反射系数、上层土壤厚度和接地网面积对优化系数的影响；

步骤3：将拟合函数应用到非均匀土壤下矩形接地网的优化中。

优选地，所述步骤1中的推导拟合函数具体步骤包括：进行正方形地网的优化，n根垂直于边长的均压带将接地网的一边分为n-1段，增加接地网每边的导体数量，并调整导体位置，假设每个网孔的最大接触电压为U_max，记录下每个网孔U_max相等时每段接地体占接地网边长总长的占比，定义第i段所占比为M_i，经过拟合得到公式(1)：

当改变接地网面积和均压带的数量时，进行拟合，最优拟合公式为公式(2)：

优选地，最优参数值、所述步骤2中的上层土壤厚度以及反射系数的关系为：

所述上层土壤反射系数为定值且大于零时，最优参数值随所述土壤厚度的增大而增大，当所述土壤厚度达到一定值时最优参数值达到最大值，然后随所述土壤厚度的增大最优参数值减小；

所述上层土壤反射系数为定值且小于零时，最优参数值随所述土壤厚度的增大而减小，当所述土壤厚度达到一定值时最优参数值达到最大值，然后随所述土壤厚度的增大最优参数值减小；