[发明专利]一种基于多土壤模型的变压器直流偏磁抑制方法

权利要求书

1.一种基于多土壤模型的变压器直流偏磁抑制方法，其特征在于：包括步骤如下：

步骤一：采集n个站点的坐标，并建立n个站点的坐标矩阵并从中选定坐标原点，建立数学直角坐标系；

步骤二：设定土壤电阻测量点个数t，在n个站点中选出t个站点作为测量点；

步骤三：分别采样t个测量点处的土壤电阻率，并建立相应的土壤模型，从而得到t种等效土壤模型；

步骤四：建立研究区域电网的直流模型，分别计算每种土壤模型下直流接地极单极运行时区域内各站点的地电位分布，得到区域内各站点的地电位分布矩阵u；设置地电位权重系数矩阵α，并采用所述权重系数矩阵α对多种土壤模型下得到的不同地电位进行综合加权，得到加权后的多土壤模型下每个站点的综合地电位U；

步骤五：根据步骤四得出的多土壤模型下各站点的综合地电位U，以及研究区域电网的直流模型，计算各变电站的偏磁电流大小；

步骤六：根据计算结果判断变压器偏磁电流是否超出限值，对电流超过限值的变压器加装直流偏磁抑制装置；循环步骤五～六，直至各变压器偏磁电流大小均满足要求。

2.根据权利要求1所述的一种基于多土壤模型的变压器直流偏磁抑制方法，其特征在于：步骤二中采用迭代聚类分析方法在n个站点中选出t个站点作为测量点，具体包括以下步骤，

步骤2-1：从n个站点中选取t个站点作为初始聚类中心；

步骤2-2：分别计算n个站点中每个站点与选取的t个站点的距离，并根据最小距离重新将站点进行分组；

步骤2-3：采用质心法重新计算每组数据的聚类中心，然后从每组数据中选出距离中心最近的站点作为下一次迭代的初始点；

步骤2-4：循环步骤2-2到步骤2-3，直到每组数据的聚类中心收敛不再发生变化为止，即得到t个测量点。

3.根据权利要求1所述的一种基于多土壤模型的变压器直流偏磁抑制方法，其特征在于：第j个测量点处的等效土壤模型R_j表示如下：

其中，N表示层数，h_i表示第i层的厚度，r_i表示第i层的土壤电阻率。

4.根据权利要求1所述的一种基于多土壤模型的变压器直流偏磁抑制方法，其特征在于：

所述直流网络模型包括地下电流场和地上电阻网络两个部分，所述地上电阻网络包括各站点直流接地电阻R_S、输电线路直流电阻R_L、变压器直流电阻R_T，分别表示为：

其中R_Si表示第i个站点的直流接地电阻；R_Lij表示第i个站点与第j个站点之间输电线路的直流电阻；R_Ti表示第i个变压器的直流电阻。

5.根据权利要求1所述的一种基于多土壤模型的变压器直流偏磁抑制方法，其特征在于：区域内各站点的地电位分布矩阵u是直流接地电阻R_S、输电线路直流电阻R_L、变压器直流电阻R_T、第j个测量点处的等效土壤模型R_j和直流接地极单极运行时的入地电流值I_S的函数，表达式如下：

其中u_j＝f(I_S,R_j,R_S,R_L,R_T)，u_j是在第j种土壤模型下各站点地电位，u_ij表示第i个站点在第j种土壤模型下的地电位，R_j为第j个测量点处的等效土壤模型，I_S为直流接地极单极运行时的入地电流值。