变电站接地网的空间磁场快速计算方法

雷击接地网或者发生短路故障时,变电站接地网导体上的电流以及土壤中的泄漏电流会产生较强的空间磁场,可能影响站内设备的正常工作进而危害变电站的安全运行,计算接地网常用的矩量法无法考虑土壤中的泄漏电流对空间磁场的影响。为此,基于矩量法提出了一种计算土壤中泄漏电流所产生的磁场的方法。利用矩量法求得的接地网导体上的泄漏电流可以计算土壤中任意位置的电场强度,进而求出该位置土壤中的泄漏电流密度。接地网周围土壤区域的泄漏电流所产生的磁场与地网导体轴向电流所产生的磁场之和即为实际接地网所产生的磁场。研究结果表明,采用该方法进行空间磁场计算不仅可以克服传统矩量法的缺点,而且计算速度明显优于同样可以考虑土壤泄漏电流的有限元方法。通过与有限元方法进行比较验证了该方法的有效性。     

故障电流多点入地接地网接地阻抗数值分析

降低变电站接地网的接地阻抗是保证人身和设备安全的重要措施。基于矩量法和场路结合的思想 ,提出了一种新的接地网工频接地参数计算方法。该方法既考虑了接地导体的电阻和自感 ,又考虑了导体间的互感 ,并可计算故障电流多点入地的大型变电站接地网工频接地参数。计算结果表明 ,对于大型钢材接地网 ,电气设备采用 4条接地引线并接在地网不同位置时 ,接地阻抗降低量 >10 %。     

复合接地网接地电阻的简化计算

基于电力行业标准《交流电气装置的接地》推荐的水平接地网接地电阻的计算公式,提出了计算复合接地网接地电阻的简化公式。用该公式计算的结果与用矩量法、边界元法计算结果进行了比较,比较结果表明简化公式可供工程使用。     

大型变电站接地网接地阻抗与接地电阻的差异

采用基于场路结合方法开发的接地网接地参数数值计算软件分析了接地网的接地阻抗与接地电阻的差 异。计算结果表明:接地电阻的概念只适用于小型接地网;随着接地网占地面积的加大以及土壤电阻率的降低,接地阻抗中感性分量的作用越来越大,大型地网应采用接地阻抗设计。     

变电站接地网的频域有限元方法

变电站接地网的安全性问题已成为电力系统电磁兼容的重要研究课题之一。文中基于有限元方法，将接地网一维导体单元与三维土壤单元相耦合，并考虑导体阻抗的频变特性，研究变电站接地网的接地性能。与三维有限元的A-V方法相比，该文计算方法的计算量大大降低，同时可以考虑频率对接地网接地性能的影响。通过与矩量法和测量结果进行比较，验证了该计算方法的正确性和有效性。利用计算得到的接地网导体轴向电流和土壤泄漏分布电流，进一步计算了接地网产生的空间磁场强度。结果表明，文中方法与矩量法的计算结果略有差异，原因在于矩量法中未考虑土壤泄漏分布电流的影响，文中计算方法可以方便地应用于复合土壤结构的接地网的接地性能分析。     

接地网相关接地参数计算与仿真

常规的接地网参数计算方法只能得出接地参数的数值,不能直观反映跨步电压、接触电压和地面电位的分布,为此,提出了接地网参数数值计算方法。根据电流场理论,运用边界元法对接地网进行数学建模,通过Matlab软件计算了垂直二层介质下的接地电阻,同时借助其图像功能直观反映接地网的跨步电压、接触电压以及地面电位的分布。算例表明,该算法精确度高,能够适用于接地网接地参数的研究及工程应用。     

二层土壤矩形基础接地电阻的计算

应用矩量法对二层土壤中矩形混凝土内水平网接地电阻进行计算 ,得出了数值计算方法 ,编制了通用计算程序。该程序运算速度快、精度高 ,可直接应用于接地工程中     

两层土壤中立体地网基础接地电阻的计算

应用矩量法得出了两层土壤中矩形混凝土内立体接地网的接地电阻数值计算方法,用FORTRAN语言编制了计算程序,用算例与有关文献比较,验证了方法和程序的正确性,分析了电阻率及上层土壤厚度对接地电阻的影响。     

变电站接地网的暂态分析方法综述

绍了用于变电站接地网暂态分析的4种方法：电路法、电磁场法、场路结合法和传输线模型法，分析了各方法的基本原理、适用的工程条件、需要解决的问题和发展方向。电路法模型简单，可以兼顾土壤放电的非线性特性以及接地导体之间的相互耦合作用，但仅适用于暂态电流频率为几百kHz以下的情况；电磁场分析法基于天线理论，算法精度较高，但计算量较大，在处理地网参数的时变性方面有困难；场路结合法能够对接地网和地上电网统一建模，降低了计算量，在1 MHz的暂态电流频率范围内可以满足工程精度要求；传输线法计算效率较高，在处理干扰传递耦合相关问题方面有很好的前景，但难以确定兼顾时变和频变特性的地网导体参数。     

垂直分层土壤中引外接地网的格林函数

为解决分层土壤中引外接地网的格林函数理论推导复杂和数值求解方法繁琐的问题,提出一种适用于具有任意分层的水平土壤结构的计算点电流源电流场的递推算法,即利用傅氏变换对贝塞尔函数进行转换,复镜像法对系数进行展开,通过土壤边界条件推导出格林函数通用表达式,避免了极为复杂的公式表达.经算例对比得出,该方法准确有效,可以应用于水平多层土壤接地问题的计算.     

水平分层土壤中矩形混凝土任意形状复合接地网电阻的计算

对水平分层的多层土壤，先使用等效电阻率的方法，将水平多层土等效为二层土壤，然后对矩形混凝土内任意形状的复合接地网的接地电阻，提出2种处理方法，第1种方法是建立分界面上的积分方程，然后用矩量法离散，并用有限面积来代替二层土壤无限大分界面进行求解．第2种方法是用无穷多个镜像代替二层土壤的作用，将二层土壤中的基础接地问题化为均匀土壤中的基础接地问题进行求解．应用静电场和恒定电流场的相似性，论述了第1种方法的实现过程，包括积分方程的建立，矩量法离散，奇点的处理，以及离散后的代数方程式等．编制了能计算矩形混凝土内任意形状复合地网接地电阻的程序，用文献[1，2]的计算结果，检验了方法的正确性．     

电缆隧道中盾构接地系统接地电阻计算及测量

接地电阻是接地系统安全运行的重要参数之一。本文提出了考虑钢筋水泥层电阻率时,盾构接地系统(基于盾构结构的接地系统)接地电阻的计算方法。基于半球形接地极,给出计算双层土壤介质时等效电阻率的方法,并将该方法推广到盾构接地系统,计算钢筋水泥层和土壤双层介质的等效电阻率,从而采用已经被提出的简化计算公式求解盾构接地系统的接地电阻。同时采用三极法测量北京市岳各庄220k V电缆隧道盾构接地系统的接地电阻。测量结果表明,本文方法计算值偏小,与测量值相对误差在10%~32%之间,可用于计算盾构接地系统接地电阻。     

双层结构土壤模型地网接地电阻的简化计算

为了简化双层结构土壤模型中地网接地电阻的计算,提出了将双层土壤模型等效为均匀土壤模型的计算方法。分析了接地网面积、接地网的长宽比、上层土壤电阻率等参数对等效均匀土壤电阻率的影响后,指出接地网面积、上层土壤的电阻率和厚度以及反射系数等参数均对等效均匀土壤电阻率有重要影响;采用CDEGS软件仿真所得数据建立求解等效均匀土壤电阻率的BP神经网络所得结果与CDEGS软件计算对比表明,该BP神经网络具有较高的准确性和可信度,可为多层土壤结构中接地网的设计提供可靠帮助。     

双层土壤中基础接地电阻的计算

用有限面来替代无穷大的面,对双层土壤中矩形钢筋混凝土接地体的接地电阻进行了计算,得出计算方法.并对混凝土基础桩的接地电阻编制了计算程序.计算结果表明,该方法简便可行,为电力部门计算双层土壤中基础接地电阻提供了一种数值计算方法.     

变电站接地网暂态建模方法

为提高接地网暂态模型计算效率及建模灵活性,保证其计算精度,基于场路结合思想推导了接地网暂态建模及数值计算方法。该方法有效计及了接地导体间电磁互耦作用,可准确计算接地网不同频率电流及冲击电流作用时的暂态响应。采用该方法对接地网不同频率电流作用下的接地阻抗进行了仿真计算,并对接地网雷电流作用下暂态电位分布进行了计算,绘制了三维电位分布图。经与电磁场模型计算结果及接地网现场暂态电位分布试验结果对比,验证了模型的正确性。     

分层土壤中点电流源格林函数的快速计算方法

为了解决分层土壤中点电流源的格林函数理论推导复杂和数值计算繁琐的问题,阐述了多层水平分层土壤中点电流源的格林函数模型及其建立过程,基于此模型得到了求解任意分层土壤中点电流源格林函数的快速计算方法,并利用MATLAB对其进行编程。经算例对比,得出了该方法计算接地网接地阻抗的结果准确有效,而且大大提高了接地网接地特性的计算效率。     

基于冲击接地电阻的输电线路接地极形状优化

降低输电线路杆塔接地极的冲击接地电阻能有效防止线路遭受雷击。采用冲击系数法,对不同形状接地极的冲击接地电阻进行计算分析,得出冲击接地电阻随土壤电阻率增加而变大;随电极埋深变大而减小;随电极有效面积增大而减小。在此基础上改进接地极的形状,采用ETAP软件对改造后的接地极进行仿真计算,结果表明,改造后的接地极的冲击接地电阻明显减小,达到了较好的防雷效果。     

垂直分层土壤中测试电极布置对变电站接地电阻测量值的影响

采用数值计算方法分析了垂直分层土壤结构中的接地系统接地电阻测量时测量电极的布置规律。分析了接地系统布置在不同位置时,不同方向布置测量线路所要求的电压极的正确位置。分析表明,更加科学、合理的测量方法应当是在了解接地系统附近的土壤分层结构情况的基础上,选择合理的电流极的引线方向及电压极的布置位置,才能得到比较准确的测量结果,才能做到对测量结果与真实值之间的差别心中有数。     

池塘对附近变电站接地电阻影响的分析

基于矩量法和边界元法分析了高阻地区的池塘对附近变电站接地网接地电阻的影响。结果表明:通常该影响较小,而利用池塘外引接地网则可有效降低接地电阻且外引接地体垂直于变电站一侧的岸边时效果较好。