CN115060974B - 直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法及相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法及相关装置，方法包括：以中心塔为起点，根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装监测装置，计算直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻，并判断仿真接地电阻与基准接地电阻的比值是否大于比率阈值，若是，则选取当前位置为目标安装位置，目标安装位置的杆塔为耐张塔；若否，则用下一个安装位置代替当前安装位置，返回根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻的步骤，直至确定目标安装位置。本申请能够解决现有技术耗费人力物力，效率较低的问题。
Description
技术领域
本申请涉及直流接地极线路技术领域，尤其涉及一种直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法及相关装置。
背景技术
直流接地极是直流输电工程的重要组成部分，承担着将直流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，并同时起着钳制换流阀中性点电位的作用，是换流站、直流线路安全稳定运行的重要保障。现有的直流接地极接地电阻测量方式为离线式的“电流电压表法”，需要在换流站(或接地极)外加试验直流源，利用两条接地极极线分别作为电流线电位线或者自主放置电压线，并在远离接地极本体10倍余接地极最大对角线长度的多个地点布置辅助电压极，会耗费大量的人力、物力和时间，测试过程资源利用率低。合理地布置辅助电流极和电压极是直流接地极接地电阻测量的关键。
现有的直流接地极接地电阻测量方式为离线式的“电流电压表法”，需要在换流站(或接地极)外加试验直流源，利用两条接地极极线分别作为电流线电位线或者自主放置电压线，并在远离接地极本体10倍余接地极最大对角线长度的多个地点布置辅助电压极。这样测试耗费人力物力，测试效率偏低。
发明内容
本申请提供了一种直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法及相关装置，用于解决现有技术耗费人力物力，监测效率较低的问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法，包括：
以中心塔为起点，根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算所述直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻，并判断所述仿真接地电阻与基准接地电阻的比值是否大于比率阈值，若是，则选取所述当前位置为监测装置的目标安装位置，所述目标安装位置的杆塔为耐张塔；
若否，则用下一个安装位置代替所述当前安装位置，返回所述根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算所述直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻的步骤，直至确定所述目标安装位置。
优选地，所述以中心塔为起点，根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算所述直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻，之前还包括：
采用预置仿真软件计算出基于接地电阻定义的直流接地极的基准接地电阻。
本申请第二方面提供了直流接地极的接地电阻在线监测位置选取装置，包括：
分析模块，用于以中心塔为起点，根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算所述直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻，并判断所述仿真接地电阻与基准接地电阻的比值是否大于比率阈值，若是，则选取所述当前位置为监测装置的目标安装位置，所述目标安装位置的杆塔为耐张塔；
判断模块，用于若否，则用下一个安装位置代替所述当前安装位置，触发所述分析模块，直至确定所述目标安装位置。
优选地，还包括：
基准计算模块，用于采用预置仿真软件计算出基于接地电阻定义的直流接地极的基准接地电阻。
本申请第三方面提供了直流接地极的接地电阻在线监测位置选取设备，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法。
本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面所述的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法。
本申请第五方面提供了一种包括指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面所述的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请中，提供了直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法，包括：以中心塔为起点，根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻，并判断所述仿真接地电阻与基准接地电阻的比值是否大于比率阈值，若是，则选取所述当前位置为监测装置的目标安装位置，所述目标安装位置的杆塔为耐张塔；若否，则用下一个安装位置代替所述当前安装位置，返回所述根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻的步骤，直至确定所述目标安装位置。
本申请提供的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法，在监测接地电阻之前通过计算的方式对不同安装位置的监测性能进行分析，分析的过程中不仅考虑了在线监测装置的位置因素，还考虑了接地极线路的温度影响，更加符合实际情况；选取到的目标安装位置能够更加准确的监测到直流接地极的接地电阻，避免了不必要的人力物力的耗费。因此，本申请能够解决现有技术耗费人力物力，监测效率较低的问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的直流接地极和接地极线路结构示意图；
图4为本申请实施例提供的仿真接地电阻与比值变化曲线图一；
图5为本申请实施例提供的仿真接地电阻与比值变化曲线图二。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法的实施例，包括：
步骤101、以中心塔为起点，根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻，并判断所述仿真接地电阻与基准接地电阻的比值是否大于比率阈值，若是，则选取所述当前位置为监测装置的目标安装位置，所述目标安装位置的杆塔为耐张塔；
步骤102、若否，则用下一个安装位置代替所述当前安装位置，返回步骤101，直至确定所述目标安装位置。
进一步地，步骤101，之前还包括：
采用预置仿真软件计算出基于接地电阻定义的直流接地极的基准接地电阻。
需要说明的是，本实施例中的方法可以实时模拟监测来计算直流接地极的接地电阻，以无穷远零电位为参考点，先计算安装位置杆塔处导线对杆塔塔身的线塔电位差，然后根据接地极线路的导线温度计算安装位置杆塔到中心塔的接地极线路直流电阻。在接地极线路电流已知的情况下，用目标安装位置杆塔导线对杆塔塔身的线塔电位差减去目标安装位置杆塔到中心塔的接地极线路的电位差，即可得到电流入地点对无穷远零电位的目标电位差，用电流入地点对无穷远零电位的电位差除以接地极线路电流，即可得到直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻。
可以理解的是，根据明确的影响因素进行监测装置的安装位置选取，不仅可以更加准确的测得直流接地极的接地电阻，对于输电线路和杆塔的规划而言也更加合理。杆塔包括直线塔和耐张塔，安装位置杆塔宜为耐张塔，因为在直线塔上安装监测装置较为困难。接地极线路预置温度可以根据实际情况设计温度梯度序列，也可以设置影响较大的几个值，本实施例选取的是影响较为明显的最高温度和最低温度。
此外，本实施例中主要是计算分析，所以可以通过仿真软件实现，在确定最佳安装位置之前，就不必在实际监测任务中投入过多人力物力。本实施例选取CDEGS仿真软件对直流接地极接地电阻进行仿真分析计算。
中心塔处拟为距离直流接地极最近的安装点，同时也是接地极线路电流入地点，本实施例中视为零距离点，以电流入地点为起点，延伸至无限远的距离，在此过程中所遇到的电阻即为基准接地电阻，实际上就是根据接地电阻的定义计算得到的直流接地极接地电阻，将此电阻定义为基准接地电阻。直流接地线路向外延伸，其上布设的可安装在线监测装置的耐张塔距离中心塔越来越远，即下一个安装位置是比当前安装位置离中心塔更远一点的杆塔，本实施例就是在这个情况下，拟逐个安装点进行监测装置的安装位置分析，具体的直流接地极与直流接地极线路上的杆塔分布请参阅图3。
分析过程是：由近及远的计算每个可安装杆塔的当前位置在接地极线路预置温度的直流接地极仿真接地电阻，然后计算出仿真接地电阻与基准接地电阻之间的比值；接着判断该比值是否超过比率阈值，若是，则停止计算，将此时的安装位置作为目标安装位置，同时停止往后的计算分析。若比值不达标，则需要继续往后面的安装位置分析，计算和判断过程与前面相同，在此不再赘述。逐个安装位置进行计算判断分析，直至找到目标安装位置即可停止。本实施例中选取的比率阈值为97％，还可以根据实际情况进行自适应设置，在此不作限定；而且，根据对比分析可知比率阈值是百分比值。
为了便于理解，本申请提供了具体的应用例，给定一个水平浅埋型直流接地极和接地极线路，接地极采用垂直接地极，形状为按椭圆环等间距布置，椭圆环长轴415m，短轴286m，共布置52口垂直电极井，井间距约22.4m；每个电极井深43m，其中垂直电极长35m，电极顶部距地面8m。馈电材料采用Ф70mm低碳钢，活性填充材料采用石油焦炭，截面直径Ф1.0m，焦炭电阻率取为0.3Ω·m。接地极线路长为72.24km，两极采用JNRLH60/G3A-300/40导线，每极2分裂，15℃单根导线直流电阻为0.0957Ω/km。避雷线采用JLB20A-80导线，单根避雷线直流电阻1.0788Ω/km，杆塔地网接地电阻取为10Ω。直流接地极的额定电流为3125A。直流接地极和接地极线路示意图如图3，土壤结构如表1。
表1某典型水平浅埋型直流接地极土壤结构
| 层序 | 厚度(m) | 电阻率(Ω·m) |
| 1 | 2.2 | 121.54 |
| 2 | 18.93 | 248.82 |
| 3 | 218.9 | 175 |
| 4 | 110 | 1169 |
| 5 | 2660 | 295 |
| 6 | 7000 | 375 |
| 7 | 17000 | 242 |
| 8 | 33000 | 114 |
| 9 | Infinite | 82 |
计算的基准接地电阻为0.309Ω，且此时接地极线路的的接地极线路预置温度为15℃，不同位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置时的直流接地极的仿真接地电阻曲线及仿真接地电阻与基准接地电阻的比值曲线如图4。由图4可知，从避雷线对地绝缘的末基杆塔(162号)开始，随着直流接地极接地电阻在线监测装置安装位置的杆塔编号的减小，测量得到的直流接地极的仿真接地电阻总体趋势逐渐增大。为了便于施工，选取耐张塔来安装直流接地极接地电阻在线监测装置。在避雷线对地绝缘的首基杆塔(136号)至末基杆塔(162号)之间，耐张塔有136号、140号、144号、147号、149号、151号、153号、155号、159号、160号、162号。从图4可以看出，接地极线路15℃时，比值ε大于97％的耐张塔仅有136号塔，即在接地极线路避雷线对地绝缘设计的首基杆塔处安装直流接地极接地电阻在线监测装置能较好地满足工程测量精度，需要说明的是，杆塔编号越大，距离中心塔的距离越近。
为了便于理解，本申请提供了另一个应用例，给定一个水平浅埋型直流接地极和接地极线路，接地极采用垂直接地极，形状为按椭圆环等间距布置，椭圆环长轴415m，短轴286m，共布置52口垂直电极井，井间距约22.4m。每个电极井深43m，其中垂直电极长35m，电极顶部距地面8m。馈电材料采用Ф70mm低碳钢，活性填充材料采用石油焦炭，截面直径Ф1.0m，焦炭电阻率取为0.3Ω·m。接地极线路长为72.24km，两极采用JNRLH60/G3A-300/40导线，每极2分裂，90℃单根导线直流电阻为0.1251Ω/km。避雷线采用JLB20A-80导线，单根避雷线直流电阻1.0788Ω/km，杆塔地网接地电阻取为10Ω。直流接地极的额定电流为3125A。直流接地极和接地极线路示意图如图3，土壤结构如表1。
计算的基准接地电阻为0.309Ω，且此时接地极线路的的预置温度为90℃，不同位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置时的直流接地极的仿真接地电阻曲线及仿真接地电阻与基准接地电阻的比值曲线如图5。由图5可知，从避雷线对地绝缘的末基杆塔(162号)开始，随着直流接地极接地电阻在线监测装置安装位置的杆塔编号的减小，测量得到的直流接地极的仿真接地电阻总体趋势逐渐增大。为了便于施工，选取耐张塔来安装直流接地极接地电阻在线监测装置。在避雷线对地绝缘的首基杆塔(136号)至末基杆塔(162号)之间，耐张塔有136号、140号、144号、147号、149号、151号、153号、155号、159号、160号、162号。从图5可以看出，接地极线路的预置温度为90℃时，比值ε大于97％的耐张塔仅有136号塔，即在接地极线路避雷线对地绝缘设计的首基杆塔处安装直流接地极接地电阻在线监测装置能较好地满足工程测量精度。
本申请实施例提供的一种直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法，在监测接地电阻之前通过计算的方式对不同安装位置的监测性能进行分析，分析的过程中不仅考虑了接地电阻在线监测装置安装位置的因素，还考虑了接地极线路温度的影响，更加符合实际情况；选取到的目标安装位置能够更加准确的监测到直流接地极接地电阻，避免了不必要的人力物力的耗费。因此，本申请实施例能够解决现有技术耗费人力物力，监测效率较低的问题。
为了便于理解，请参阅图2，本申请提供了直流接地极的接地电阻在线监测位置选取装置的实施例，包括：
分析模块201，用于以中心塔为起点，根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻，并判断所述仿真接地电阻与基准接地电阻的比值是否大于比率阈值，若是，则选取所述当前安装位置为监测装置的目标安装位置，所述目标安装位置的杆塔为耐张塔；
判断模块202，用于若否，则用下一个安装位置代替所述当前安装位置，触发所述分析模块201，直至确定所述目标安装位置。
进一步地，还包括：
基准计算模块203，用于采用预置仿真软件计算出基于接地电阻定义的直流接地极的基准接地电阻。
本申请还提供了直流接地极的接地电阻在线监测位置选取设备，设备包括处理器以及存储器；
存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
处理器用于根据程序代码中的指令执行上述方法实施例中的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行上述方法实施例中的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法。
本申请还提供了一种包括指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法实施例中的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法，其特征在于，包括：
以中心塔为起点，根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算所述直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻，并判断所述仿真接地电阻与基准接地电阻的比值是否大于比率阈值，若是，则选取所述当前位置为监测装置的目标安装位置，所述目标安装位置的杆塔为耐张塔，所述基准接地电阻定义为以电流入地点为起点，延伸至无限远距离的过程中所遇到的电阻，根据接地电阻定义计算得到；
若否，则用下一个安装位置代替所述当前位置，返回所述根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算所述直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻的步骤，直至确定所述目标安装位置。
2.根据权利要求1所述的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法，其特征在于，所述以中心塔为起点，根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算所述直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻，之前还包括：
采用预置仿真软件计算出基于接地电阻定义的直流接地极的基准接地电阻。
3.直流接地极的接地电阻在线监测位置选取装置，其特征在于，包括：
分析模块，用于以中心塔为起点，根据由近及远的方式，拟在直流接地极线路当前位置安装直流接地极接地电阻在线监测装置，计算所述直流接地极在接地极线路预置温度下的仿真接地电阻，并判断所述仿真接地电阻与基准接地电阻的比值是否大于比率阈值，若是，则选取所述当前位置为监测装置的目标安装位置，所述目标安装位置的杆塔为耐张塔，所述基准接地电阻定义为以电流入地点为起点，延伸至无限远距离的过程中所遇到的电阻，根据接地电阻定义计算得到；
判断模块，用于若否，则用下一个安装位置代替所述当前位置，触发所述分析模块，直至确定所述目标安装位置。
4.根据权利要求3所述的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取装置，其特征在于，还包括：
基准计算模块，用于采用预置仿真软件计算出基于接地电阻定义的直流接地极的基准接地电阻。
5.直流接地极的接地电阻在线监测位置选取设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-2任一项所述的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-2任一项所述的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法。
7.一种包括指令的计算机程序产品，其特征在于，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行权利要求1-2任一项所述的直流接地极的接地电阻在线监测位置选取方法。
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| 电力铁塔运行状态智能在线监测的研究及应用;张元军;李清华;;科技视界;20160805(22);全文 * |
| 雷电流监测装置安装位置对测量结果的影响分析;王辉;陈水明;何金良;孙为民;罗毅;;高压电器;20090616(03);全文 * |
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