[发明专利]一种杂散电流对变电站接地点电位影响的计算方法及系统

权利要求书

1.一种杂散电流对变电站接地点电位影响的计算方法，其特征在于，包括：

所述基于杂散电流、机车牵引电流和变电站接地点电位之间的线性关系构建机车牵引电流和变电站接地点电位的关系式，包括：

基于电阻网络模型确定杂散电流与机车牵引电流之间的线性关系；

基于模拟电荷法确定杂散电流与变电站接地点电位之间的线性关系；

基于所述杂散电流与机车牵引电流的线性关系和所述杂散电流与变电站接地点电位的线性关系，确定机车牵引电流与变电站接地点电位的线性关系；

基于所述机车牵引电流与变电站接地点电位的线性关系，构建机车牵引电流和变电站接地点电位的关系式。所述基于所述机车牵引电流与变电站接地点电位的线性关系，构建机车牵引电流和变电站接地点电位的关系式，如下式所示：

φ＝LQ

式中：φ：变电站接地点电位矩阵；L：关联因子矩阵；Q：机车牵引电流矩阵；基于所述机车牵引电流和变电站接地点电位的关系式计算变电站接地点电位的最大值或最小值；

基于所述变电站接地点电位的最大值或最小值确定杂散电流对变电站接地点电位的影响范围。

2.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述杂散电流与牵引电流之间的线性关系，如下式所示：

式中：I_g：从轨道泄漏到大地的杂散电流；m：划分的轨道分段数量；I(m)：每段轨道上的牵引电流；Rg：单位长度轨地过渡电阻值，R：单位长度走行轨阻抗值；H：供电区间的长度。

3.如权利要求2所述的计算方法，其特征在于，所述牵引电流通过下式计算：

I(m)＝F(k，m)

式中：k：线路上的第k辆机车。

4.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述接地点电位与杂散电流之间的线性关系，如下式所示：

式中：φ_q：应用模拟电荷法求得地表以下场域中任意一点q(x，y，z)的电位；δ：沿接地体表面流散的电流密度；ρ_t：土壤电阻率；L：同线路机车间距；R_qp：电流源P点到q点的距离；R'_qp：对应R_qp的镜像；ζ：各介质分界面上的电荷密度；S：各分界面单元面积；ε₀：真空介电常数；

其中，基于所述各介质分界面上的电荷密度与所述各分界面单元面积确定电量；通过所述电量与时间的乘积得到杂散电流。

5.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述变电站接地点电位矩阵，如下式所示：

φ＝[φ₁，φ₂，...，φ_q，…，φ_n]^T

式中：φ_n：变电站接地点电位；φ_q：变电站接地点q(x，y，z)的电位；n：变电站接地点的点数。

6.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述机车牵引电流矩阵，如下式所示：

Q＝[I(1)，I(2)，……，I(m)]^T

式中：m：划分的轨道分段数量；I(m)：每段轨道上的机车牵引电流。

7.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述基于所述机车牵引电流和变电站接地点电位的关系式计算变电站接地点电位的最大值或最小值，包括：

基于监测到的轨道分段机车牵引电流的最大值或最小值和所述机车牵引电流和变电站接地点电位的关系式，计算变电站接地点电位的矩阵；

从所述变电站接地点电位矩阵中选出变电站接地点电位的最大值或最小值。