一种电力系统接地网截面面积选取方法、系统及设备技术方案

本申请涉及一种电力系统接地网截面面积选取方法、系统及设备，包括获取接地网设计参数、接地极设计参数和距离数据并采用CDEGS软件获得接地网单位长度的最大泄露电流；获取接地网材料参数数据和电力系统的运行数据确定接地网材料的单位长度重量；根据运行数据和最大泄露电流确定接地网的单位长度腐蚀量；根据单位长度重量和单位长度腐蚀量确定单位长度最小重量；根据单位长度最小重量和参数数据确定接地网材料的最小截面面积；根据最小截面面积和接地网材料截面选取原则选取接地网材料的截面面积。该方法实现在考虑腐蚀情况下选择接地网材料截面面积，使得选择的接地网材料符合计及电化学腐蚀影响的热稳定性要求。合计及电化学腐蚀影响的热稳定性要求。合计及电化学腐蚀影响的热稳定性要求。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统接地网截面面积选取方法、系统及设备


[0001]本申请涉及电力系统接地
，尤其涉及一种电力系统接地网截面面积选取方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]换流站接地网是电力系统人身和设备安全的重要保障，受资源和技术经济的限制，现有换流站接地网的材料主要采用钢材。换流站接地网长期埋在条件恶劣的地下土壤中，腐蚀问题会相当突出。根据现有电力系统对接地网的GB/T 50065
‑
2011《交流电气装置的接地设计规范》规定，在有效接地系统及低电阻接地系统中，发电厂和变电站电气装置中电气装置接地导体(线)的截面，应按接地故障(短路)电流进行热稳定校验；接地装置的防腐蚀设计，宜按当地的腐蚀数据进行；接地网可采用钢材，但应采用热镀锌。镀锌层应有一定的厚度。
[0003]虽然现有电力系统对接地网的GB/T 50065
‑
2011规定接地网的截面应能够满足泄放电力系统故障电流的热稳定性要求，并计及腐蚀的影响。但在电力系统的换流站与深井接地极一体化设计中，直流接地极主要承担着将直流输电系统双极运行时的不平衡电流、单极闭锁时健全极的负荷电流安全导入大地，流过直流接地极的电流会经过大地流入或流出换流站接地网，使换流站接地网发生电化学腐蚀。一般来说，在直流输电系统工程建成后，停运或金属回线运行方式的占比时间极少，导致换流站接地网电化学腐蚀可能比自然腐蚀严重的多，所以换流站与深井接地极一体化设计主要考虑换流站接地网电化学腐蚀的腐蚀量。而在实际的换流站与深井接地极一体化设计过程中，由于直流输电系统接地的换流变压器和500kV交流变压器需要安装电容隔直装置防止变压器产生直流偏磁现象，各条进出线路避雷线与换流站接地网未直接相连，防止直流深井接地极直流电流经过直接接地的避雷线流入杆塔腐蚀杆塔接地装置，因此没有明确的换流站钢材接地网截面选取方法，换流站接地网截面可能未能满足计及电化学腐蚀影响的热稳定性要求，这严重威胁着换流站的安全稳定运行。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种电力系统接地网截面面积选取方法、系统及设备，用于解决现有对换流站钢材接地网选取不能满足计及电化学腐蚀影响的热稳定性要求的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
[0006]一种电力系统接地网截面面积选取方法，应用于换流站与深井接地极一体化的电力系统上，该电力系统接地网截面面积选取方法包括以下步骤：
[0007]获取接地网设计参数、接地极设计参数以及接地网与接地极之间的距离数据；根据所述接地网设计参数、所述接地极设计参数和所述距离数据采用CDEGS软件获得接地网单位长度的最大泄露电流；
[0008]获取接地网材料参数数据和电力系统的运行数据，根据所述接地网材料参数数据确定基于无腐蚀影响的接地网材料所需最小的单位长度重量；根据所述运行数据和所述最大泄露电流确定接地网的单位长度腐蚀量；
[0009]根据所述单位长度重量和所述单位长度腐蚀量确定基于腐蚀影响的接地网的单位长度最小重量；根据所述单位长度最小重量和所述接地网材料参数数据确定接地网材料的最小截面面积；
[0010]若所述最小截面面积大于截面面积阈值，则根据所述最小截面面积和接地网材料截面选取原则选取接地网材料的截面面积；
[0011]其中，所述接地网材料截面选取原则为接地网材料截面选取应尽量小和采用常用规格的原则。
[0012]优选地，根据所述运行数据和所述最大泄露电流确定接地网的单位长度腐蚀量包括：
[0013]根据所述运行数据采用法拉第定律计算，得到每安培电流流过接地网材料阳极的单位年腐蚀量；
[0014]根据所述运行数据、所述单位年腐蚀量和所述最大泄露电流采用腐蚀量计算公式计算，得到电力系统运行接地网的单位长度腐蚀量；
[0015]所述腐蚀量计算公式为：G1＝((G
×
I2×
I1×
(1
‑
λ))/I+(G
×
λ
×
I1))
×
n；
[0016]式中，G1为电力系统运行接地网的单位长度腐蚀量，G为每安培电流流过接地网材料阳极的单位年腐蚀量，I1为最大泄露电流，I2为不平衡电流，λ为单极运行率，I为每极的额定电流，n为运行寿命；其中，所述运行数据包括接地极的克当量、接地极溢流电流的持续时间、接地极溢出的电流大小、每极的额定电流、不平衡电流、单极运行率和运行寿命。
[0017]优选地，根据所述单位长度重量和所述单位长度腐蚀量确定基于腐蚀影响接地网的单位长度最小重量包括：将所述单位长度重量与所述单位长度腐蚀量作和计算，得到基于腐蚀影响的接地网的单位长度最小重量。
[0018]优选地，根据所述单位长度最小重量和所述接地网材料参数数据确定接地网材料的最小截面面积包括：根据所述单位长度最小重量和所述接地网材料参数数据采用第一截面面积计算公式计算，得到接地网材料的最小截面面积；所述第一截面面积计算公式为：S
g2
＝M/(ρL1)，式中，S
g2
为最小截面面积，M为单位长度最小重量，ρ为接地网材料的密度，L1为接地网材料的长度。
[0019]优选地，该电力系统接地网截面面积选取方法包括：获取电力系统的短路电流和故障电流等效持续时间，采用第二截面面积计算公式计算，得到基于无腐蚀影响的接地网的截面面积阈值；所述第二截面面积计算公式为S
g1
＝(I
g
t
e
)/c，式中，S
g1
为截面面积阈值，I
g
为短路电流，c为接地网材料的系数，t
e
为故障电流等效持续时间。
[0020]优选地，该电力系统接地网截面面积选取方法包括：根据所述接地网设计参数、所述接地极设计参数和所述距离数据采用CDEGS软件计算，获得阳极最大泄露电流和阴极最大泄露电流；从所述阳极最大泄露电流和所述阴极最大泄露电流选取数值最大的计算接地网单位长度的最大泄露电流。
[0021]本申请还提供一种电力系统接地网截面面积选取系统，应用于换流站与深井接地极一体化的电力系统上，包括泄露电流确定模块、腐蚀量计算模块、截面面积计算模块和选
取模块；
[0022]所述泄露电流确定模块，用于获取接地网设计参数、接地极设计参数以及接地网与接地极之间的距离数据；根据所述接地网设计参数、所述接地极设计参数和所述距离数据采用CDEGS软件获得接地网单位长度的最大泄露电流；
[0023]所述腐蚀量计算模块，用于获取接地网材料参数数据和电力系统的运行数据，根据所述接地网材料参数数据确定基于无腐蚀影响的接地网材料所需最小的单位长度重量；根据所述运行数据和所述最大泄露电流确定接地网的单位长度腐蚀量；
[0024]所述截面面积计算模块，用于根据所述单位长度重量和所述单位长度腐蚀量确定基于腐蚀影响的接地网的单位长度最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统接地网截面面积选取方法，应用于换流站与深井接地极一体化的电力系统上，其特征在于，包括以下步骤：获取接地网设计参数、接地极设计参数以及接地网与接地极之间的距离数据；根据所述接地网设计参数、所述接地极设计参数和所述距离数据采用CDEGS软件获得接地网单位长度的最大泄露电流；获取接地网材料参数数据和电力系统的运行数据，根据所述接地网材料参数数据确定基于无腐蚀影响的接地网材料所需最小的单位长度重量；根据所述运行数据和所述最大泄露电流确定接地网的单位长度腐蚀量；根据所述单位长度重量和所述单位长度腐蚀量确定基于腐蚀影响的接地网的单位长度最小重量；根据所述单位长度最小重量和所述接地网材料参数数据确定接地网材料的最小截面面积；若所述最小截面面积大于截面面积阈值，则根据所述最小截面面积和接地网材料截面选取原则选取接地网材料的截面面积；其中，所述接地网材料截面选取原则为接地网材料截面选取应尽量小和采用常用规格的原则。2.根据权利要求1所述的电力系统接地网截面面积选取方法，其特征在于，根据所述运行数据和所述最大泄露电流确定接地网的单位长度腐蚀量包括：根据所述运行数据采用法拉第定律计算，得到每安培电流流过接地网材料阳极的单位年腐蚀量；根据所述运行数据、所述单位年腐蚀量和所述最大泄露电流采用腐蚀量计算公式计算，得到电力系统运行接地网的单位长度腐蚀量；所述腐蚀量计算公式为：G1＝((G
×
I2×
I1×
(1
‑
λ))/I+(G
×
λ
×
I1))
×
n；式中，G1为电力系统运行接地网的单位长度腐蚀量，G为每安培电流流过接地网材料阳极的单位年腐蚀量，I1为最大泄露电流，I2为不平衡电流，λ为单极运行率，I为每极的额定电流，n为运行寿命；其中，所述运行数据包括接地极的克当量、接地极溢流电流的持续时间、接地极溢出的电流大小、每极的额定电流、不平衡电流、单极运行率和运行寿命。3.根据权利要求1所述的电力系统接地网截面面积选取方法，其特征在于，根据所述单位长度重量和所述单位长度腐蚀量确定基于腐蚀影响的接地网的单位长度最小重量包括：将所述单位长度重量与所述单位长度腐蚀量相加计算，得到基于腐蚀影响的接地网的单位长度最小重量。4.根据权利要求1所述的电力系统接地网截面面积选取方法，其特征在于，根据所述单位长度最小重量和所述接地网材料参数数据确定接地网材料的最小截面面积包括：根据所述单位长度最小重量和所述接地网材料参数数据采用第一截面面积计算公式计算，得到接地网材料的最小截面面积；所述第一截面面积计算公式为：S
g2
＝M/(ρL1)，式中，S
g2
为最小截面面积，M为单位长度最小重量，ρ为接地网材料的密度，L1为接地网材料的长度。5.根据权利要求1所述的电力系统接地网截面面积选取方法，其特征在于，包括：获取电力系统的短路电流和故障电流等效持续时间，采用第二截面面积计算公式计算，得到基于无腐蚀影响的接地网的截面面积阈值；所述第二截面面积计算公式为S
g1
＝(I
g
t
e
)/c，式中，S
g1
为截面面积阈值，I
g
为短路电流，c为接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵航航，张义，范敏，蔡汉生，石延辉，贾磊，郑武略，刘刚，林明杰，胡上茂，廖鹏，冯瑞发，陈庆鹏，李龙桂，胡泰山，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局，
类型：发明
国别省市：