(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210437651.1 (22)申请日 2022.04.25 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610031 四川省成 都市金牛区二环路 北一段111号 (72)发明人 林圣　彭琪雯　王爱民　 (74)专利代理 机构 成都信博专利代理有限责任 公司 5120 0 专利代理师 卓仲阳 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种适用于CDEGS的变电站接地网快速建模 方法 (57)摘要 本发明公开了一种适用于CDEGS的变电站接 地网快速建模方法， 具体为： 根据变电站接地网 设计标准中的导体参数、 埋设深度， 实际测量得 到的变电站尺 寸、 接地网接地电阻以及土壤电阻 率， 利用接地电阻计算公式推算等效接地网网格 的初始大小， 在CDEGS软件中建立等效接地网， 利 用软件计算其接地电阻， 改变等效接地网的网格 大小使其接地电阻不断逼近实际值， 进而得到 符 合实际接地电阻的等效接地网的导体结构。 本发 明为分析杂散电流影响下接地网的电气特性和 运行状况奠定了基础， 利于分析电网系统中杂散 电流的分布规律、 传播特点等特征和性质， 为变 压器直流偏磁、 城市电网结构腐蚀的防范和治理 提供依据。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114969894 A 2022.08.30 CN 114969894 A 1.一种适用于 CDEGS的变电站接地网快速建模方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤A： 根据变电站接地网的设计标准， 获得接地网接地导体的横截面积Sd、 电阻率ρd以 及接地网的埋设深度h； 通过实际测量获取变电站的长a和宽b、 接地网的接地电阻Rth、 变电 站所在位置的土壤电阻率ρ； 步骤B： 计算变电站的等效接地网 网格的初始大小； B1： 根据公式(1)和(2)分别计算 等效接地网的圆柱型导体半径 r和单位长度电阻R； B2： 将接地网的接地电阻Rth、 等效接地网的圆柱型导体半径r代入公式(3)， 计算等效接 地网水平接地极的总长度L： B3： 利用公式(4)和(5)计算 等效接地网的网格长和宽的初始值； 式中， m为等效接地网的网格长度， n 为等效接地网的网格宽度； 步骤C： 在CDEGS软件中建立变电站的等效接地网模型； C1： 在CDEGS软件MALZ 模块的计算单 元中设置 土壤模型， 土壤电阻率设置为ρ； C2： 利用CDEGS软件MALZ模块中的SesCAD工具在地面下h米处平面内绘制a ×b、 网格大 小为m×n的水平接地网， 设置每根 导体半径均为r、 单位长度电阻均为R； 步骤D： 等效接地网的接地电阻仿真计算； D1： 利用CDEGS软件MALZ模块中的SesCAD工具在等效接地网中心点处垂直布置长度1m 的激励导体， 并在导体外层设置完全绝缘的涂层； 设置激励导体半径为0.1m， 电流大小为 100A； D2： 运行搭建的变电站等效接地网模型， 在运行结果数据文件中读取等效接地网的接 地电阻值Rd； D3： 根据公式(6)计算Rd与Rth的误差Δ： Δ＝Rth‑Rd     (6) D4： 判断相对误差 若否， 则进行步骤D5； 若是， 建模完成； D5： 判断Δ＜0， 若否， 则增大等效接地网 的m和n， 若是， 则 减小等效接地网的m和n， 并跳 回到步骤C2。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114969894 A 2一种适用于C DEGS的变电站 接地网快速建模方 法 技术领域 [0001]本发明属于变电站接地网建模技术领域， 尤其涉及一种适用于CDEGS的变电站接 地网快速建模方法。 背景技术 [0002]在直流牵引供电的地铁系统中， 部分电流从钢轨泄露至大地， 形成杂散电流。 随着 城市的不断发展， 地铁系统与电网系统的规模越来越大、 联系越来越密切， 越来越多的杂散 电流从各种途径入侵城市电网。 [0003]变电站作为城市电网的重要组成部分， 对于电力系统安全稳定运行起到关键作 用， 其中接地网是保障变电站设备及人身安全的重要措施。 接地网导体埋于地下， 由于杂散 电流的影响， 接地网导体腐蚀加快， 地表电位发生变化， 加重变压器的直流偏磁现象， 可能 导致变压器出现紧固件松脱、 绕组过热等情况， 给变电站稳定运行带来安全隐患。 因此， 考 虑并分析杂散电流影响下接地网运行状况， 对于电力系统安全稳定运行 具有重要意 义。 [0004]现常用CDEGS软件分析变电站接地网的电气特性和运行状况。 由于变电站接地网 深埋于地下， 规模较大且结构复杂， 由于时间推移 导体结构参数可能发生变化， 同时土壤中 存在其余接地金属结构， 获取实际地下导体情况 的难度较大， 难以按照 实际结构建立变电 站接地网模型。 只能在保证接地电阻一致的情况下建立等效的变电站接地网。 然而， 依照公 式计算接地网接地电阻的方法较为复杂。 而CD EGS软件可以计算接地电阻， 快速建立符合 实 际接地电阻的接地网等效模 型， 但是目前缺乏在CD EGS中快速 建立接地网模型的有效方法， 无法较好分析杂散电流影响下接地网的电气特性和运行状况。 发明内容 [0005]为解决上述问题， 本发明提供一种适用于 CDEGS的变电站接地网快速建模方法。 [0006]本发明的一种适用于 CDEGS的变电站接地网快速建模方法， 包括以下步骤： [0007]步骤A： 根据变电站接地网的设计标准， 获得接地网接地导体的横截面积Sd、 电阻 率ρd以及接地网的埋设深度h； 通过实际测量获取变电站的长a和宽b、 接地网的接地电阻 Rth、 变电站所在位置的土壤电阻率ρ 。 [0008]步骤B： 计算变电站的等效接地网 网格的初始大小。 [0009]B1： 根据公式(1)和(2)分别计算等效接地网的圆柱型导体半径r和单位长度电阻 R。 [0010] [0011] [0012]B2： 将接地网的接地电阻Rth、 等效接地网的圆柱型导体半径r代入公式(3)， 计算等 效接地网水平接地极的总长度L。说　明　书 1/4 页 3 CN 114969894 A 3