[发明专利]接地电阻的仿真建模方法

说明书

本发明公开了一种接地电阻的仿真建模方法，选取G0为雷击点所在杆塔的接地电阻，以G0为起点从左至右的杆塔的接地电阻依次为GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR6、GR7，以G0为起点从右至左的杆塔的接地电阻依次为GL1、GL2、GL3、GL4、GL5、GL6、GL7；然后进行接地电阻的仿真和建模，通过接地电阻的变化对入地电荷量所产生的影响，以便及时发现接地电阻异常。

技术领域

本发明涉及建模方法，尤其涉及接地电阻的仿真建模方法。

背景技术

雷击故障是输电线路发生最频繁的故障，是否能够有效地减少雷击故障，很大程度上取决于杆塔的接地情况。雷电击中杆塔时如果存在接地异常，会导致导线和地线之间的压差过大，从而发生反击跳闸故障。提前发现线路杆塔接地电阻的异常，能够帮助电力工作人员做好雷害防范工作，因此目前亟需研究能实现接地电阻在线监测、并且直接反映冲击接地电阻的方法。该方法将自然落雷作为信号源，由于雷电本身为冲击信号，此时所研究接地电阻呈现冲击接地电阻特性。本文以电荷大小作为基本监测量，通过仿真确定接地电阻在异常情况入地电荷量的增减情况，从而可利用本方法对接地电阻的异常情况进行后续的监测，提高监测效率。

发明内容

鉴以此，本发明要解决的问题在于提供一种利用落雷电流作为测量接地电阻的变化对入地电荷影响，以便及时发现接地电阻异常的一种接地电阻的仿真建模方法。

一种接地电阻的仿真建模方法，包括以下步骤：

S1：当雷电击中避雷线后，雷电流从雷击点向两侧传播，故选取G0为雷击点所在杆塔的接地电阻，以G0为起点从左至右的杆塔的接地电阻为GR1、GR2……GRn(n为大于0的自然数)，以G0为起点从右至左的杆塔的接地电阻为GL1、GL2……GLn(n为大于0的自然数)；

S2：选取雷电流为双指数负雷电波；

S3：取电荷量为q，避雷线上的电流为I，时间为t，则

雷电电荷一部分通过接地电阻流入大地中，另一部分则留在输电线中，将流入大地电荷量与总体电荷量的比值记作分流系数k，将输电线看作无限长的情况下，各个杆塔附近的等效电路相同，k可看作固定值，Ig是当前杆塔的分流，而当前杆塔的接地电阻是G1，后续各杆塔的接地电阻并联共同组成G2，分流系数由G1、G2以及线路和杆塔的等效阻抗决定，将通过当前杆塔的接地电阻Gn上的电流看作Ign、则Ign＝kI(1-k)^n，n为大于0的自然数，通过上述系数之间的关系即可算出流入每根杆塔的电流；

S4：利用LCC模块对避雷线进行仿真，利用波阻抗元件模拟入地雷电波在杆塔上的波过程，提取仿真过程中的离散电流数据，并用数值积分算法(1)计算雷电电荷量；

S5：选取G0杆塔为雷电所击中的杆塔，分析雷电流与G0杆塔两侧对称的GRn与GLn杆塔电流之和(包括G0)的关系，通过仿真软件绘画出雷电流、GR(n-1)或GL(n-1)(且两者均包括G0杆塔)、G0杆塔两侧对称的GRn与GLn杆塔电流之和(包括G0杆塔)的波形图，从而确定GR(n-1)或GL(n-1)(且两者均包括G0杆塔)的入地电流和与入射雷电流波形的重合度和G0杆塔两侧对称的GRn与GLn杆塔电流之和(包括G0)入地电流和与入射雷电流波形的重合度，并比较波形图中两者的重合度之间的大小，从而确定计算流入大地的电荷所需的杆塔数量；

S6：拟合入地电荷量的方程式为y＝0.2489·0.8765^x-0.05971(2)，从而确定入地电荷量的指数拟合曲线，式中x是杆塔基数，G0对于x应为0，GR1对于x应为1、GR2对于x应为2，依次类推，因此可根据方程式得知入地电荷量随着杆塔基数的增加呈指数衰减，即电流每经过一基杆塔都按照固定比例衰减，衰减大小与分流系数k有关；