一種模擬變電站地下樁基的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)變電站安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種模擬變電站地下粧基的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]接地網(wǎng)是保證發(fā)變電站安全運(yùn)行不可缺少的組成部分，其性能好壞直接影響到變電站的安全性能和雷電流的散流。對(duì)于常規(guī)的郊區(qū)變電站，由于可用面積大，可通過接地網(wǎng)的形式可以滿足安全要求。對(duì)于城區(qū)地下變電站而言，占地面積小，各種設(shè)施設(shè)備眾多，如何在有限的空間內(nèi)建設(shè)構(gòu)建安全可靠的接地系統(tǒng)是保障變電站內(nèi)工作人員及周邊公眾安全的基礎(chǔ)。為了盡可能保證地下變電站的接地系統(tǒng)性能達(dá)到安全要求(如接地電阻、接觸電壓、跨步電壓等)，應(yīng)盡可能的利用一切可使用的設(shè)備和設(shè)施，從而在保證安全的前提下得到性價(jià)比最高的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施。
[0003]地下粧基是變電站設(shè)施中的重要組成部分，尤其是對(duì)于位于城區(qū)的地下變電站而言，粧基是保證變電站建筑穩(wěn)固安全可靠的關(guān)鍵。在地下變電站建設(shè)過程中，會(huì)創(chuàng)建幾十根或者上百根的地下粧基基礎(chǔ)以支撐變電站系統(tǒng)，成為穩(wěn)固和穩(wěn)定地下變電站的重要支柱。目前衡量地下粧基的主要指標(biāo)主要按JGJ94-2008《建筑粧基技術(shù)規(guī)范》考慮，更多的考慮其物理特性，如強(qiáng)度，硬度和耐久性等，而未過多考慮其電氣特性。
[0004]為了盡可能的利用一切可使用的埋地系統(tǒng)以擴(kuò)展地下變電站接地系統(tǒng)可利用范圍，有些研宄者提出是否可以將地下粧基系統(tǒng)作為地下變電站接地系統(tǒng)的一部分。為了更好的評(píng)估使用地下粧基后，地下變電站綜合接地系統(tǒng)的性能，以及此時(shí)故障電流在原有接地系統(tǒng)和地下粧基的分布散流情況，需要?jiǎng)?chuàng)建包含原有接地系統(tǒng)以及地下粧基的系統(tǒng)分析模型。
[0005]目前，為了更好的在設(shè)計(jì)階段就較為可靠準(zhǔn)確的獲得接地系統(tǒng)性能，減少施工完成后的改進(jìn)和后續(xù)改造成本，多采用各種專用分析工具進(jìn)行相應(yīng)的分析和計(jì)算，如現(xiàn)在得到廣泛使用和認(rèn)可的⑶EGS、ANASYS等專業(yè)分析工具。如⑶EGS軟件采用電磁場(chǎng)的方法進(jìn)行接地系統(tǒng)整體性能的分析和計(jì)算，可以考慮的接地導(dǎo)體可以為實(shí)心導(dǎo)體(如扁鋼、角鋼)、帶常規(guī)帶涂層導(dǎo)體(如管道、水管等)以及多層覆蓋層導(dǎo)體(如電力電纜等)。但是對(duì)于地下粧基系統(tǒng)，由于先前未將其考慮成接地系統(tǒng)的一部分，所以缺乏有效的模擬模型，無法結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況在分析工具中進(jìn)行模擬和計(jì)算。
[0006]為了在設(shè)計(jì)階段就可以采用專用分析軟件對(duì)包含接地粧基的綜合接地系統(tǒng)進(jìn)行模擬，從而可以準(zhǔn)確計(jì)算其降阻效果，得到包含地下粧基系統(tǒng)后接地系統(tǒng)的安全性能。需要采用必要的方法對(duì)地下粧基系統(tǒng)進(jìn)行合理有效的模擬，提出可用于相關(guān)分析工具計(jì)算的地下粧基模擬模型，以提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確度，減少浪費(fèi)和后續(xù)的改造花費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種模擬變電站地下粧基的方法，基于該模型可以在將地下粧基作為接地系統(tǒng)的一部分時(shí)，很好的對(duì)地下粧基及其散流效果進(jìn)行模擬，從而可以在各種專業(yè)分析工具中建立包含地下粧基系統(tǒng)在內(nèi)的復(fù)合綜合接地系統(tǒng)分析模型并進(jìn)行相應(yīng)的分析計(jì)算。模型中按照地下粧基的實(shí)際結(jié)構(gòu)，考慮了地下粧基中的鋼筋以及混凝土材料，建立了包含粧基中鋼筋及混凝土材料的計(jì)算分析模型，從而在設(shè)計(jì)階段就可以對(duì)地下粧基的降阻和散流效果進(jìn)行分析，并可應(yīng)用于包含傳統(tǒng)接地導(dǎo)體和地下粧基在內(nèi)的綜合接地系統(tǒng)性能分析中，提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確度，避免后續(xù)進(jìn)行改造和完善的情況。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0009]一種模擬變電站地下粧基的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0010]I)創(chuàng)建了地下粧基接地分析模型；
[0011]2)將地下粧基接地分析模型應(yīng)用到包含常規(guī)接地導(dǎo)體和地下粧基的復(fù)合接地系統(tǒng)中；
[0012]3)采用分析工具在考慮地下粧基的情況下分析整個(gè)綜合接地系統(tǒng)的性能。
[0013]所述的創(chuàng)建了地下粧基接地分析模型具體為:
[0014]11)構(gòu)建地下粧基結(jié)構(gòu)的環(huán)形鋼筋結(jié)構(gòu)；
[0015]21)在鋼筋結(jié)構(gòu)內(nèi)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)。
[0016]所述的地下粧基接地分析模型的粧基數(shù)目和地下粧基排列方式設(shè)有多種，從而模擬不同地下粧基數(shù)目和地下粧基排列方式情況下的綜合接地效果。
[0017]所述的粧基的混泥土半徑和鋼筋的厚度設(shè)有多種，從而模擬不同大小粧基的接地效果。
[0018]所述的分析工具包括⑶EGS或AMASYS軟件。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過合理分析得到單根地下粧基的模擬模型。通過此種地下粧基模型，在進(jìn)行包含地下粧基的接地系統(tǒng)性能分析時(shí)，可以在模擬常規(guī)接地導(dǎo)體的同時(shí)也可對(duì)地下粧基進(jìn)行模擬，從而可以在考慮地下粧基的情況下分析整個(gè)接地系統(tǒng)的性能。在接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就可以準(zhǔn)確的得到包含地下粧基情況下接地系統(tǒng)的性能，提高了設(shè)計(jì)準(zhǔn)確度。發(fā)明取得了下列有益效果:
[0020](I)模擬地下粧基；
[0021]目前，對(duì)于地下粧基系統(tǒng)，還未見有將其作為接地系統(tǒng)一部分進(jìn)行研宄的情況，也未見有建立其模型并進(jìn)行接地效果分析的研宄。通過此模型，可以在考慮地下粧基實(shí)際結(jié)構(gòu)和組成的前提下，得到接地分析中使用的地下粧基分析模型。
[0022](2)綜合接地系統(tǒng)性能的分析；
[0023]對(duì)于包含傳統(tǒng)接地導(dǎo)體和地下粧基的綜合接地系統(tǒng)，通過專業(yè)分析軟件在進(jìn)行接地系統(tǒng)性能分析時(shí)，可以在考慮地下粧基散流、降阻效果的情況下得到整個(gè)接地系統(tǒng)的性能，得到更為可靠準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)、計(jì)算結(jié)果。
[0024](3)方法簡(jiǎn)單，便于操作實(shí)現(xiàn)
[0025]該模型使用起來簡(jiǎn)單，便于操作實(shí)現(xiàn)?；谠撃Ｐ涂梢栽谶M(jìn)行接地系統(tǒng)性能分析中，可將地下粧基視為與常規(guī)帶覆蓋層的接地導(dǎo)體相同的方式使用相關(guān)專業(yè)分析工具(如CDEGS軟件)進(jìn)行計(jì)算和分析。
[0026](4)廣泛的適用性
[0027]該地下粧基模型適用于單根粧基情況，也可以將其使用于包含傳統(tǒng)接地導(dǎo)體和多個(gè)地下粧基的綜合接地系統(tǒng)中。
【附圖說明】
[0028]圖1是地下粧基工作原理示意圖；
[0029]圖2是單根地