应用快速多极子边界元法的接地网接地参数计算方法

为解决用传统边界元法求解某些大型地网接地参数时需要的存储量过大而导致普通计算机因内存的限制无法进行求解的问题,提出用快速多极子边界元法求解地网接地参数,利用树的存储结构代替传统的系数矩阵存储形式,减少计算存储量,提高了计算效率.通过求解规模较小地网的接地参数对传统边界元和快速多极子边界元进行比较,快速多极子边界元法计算出的接地电阻值与CDEGS软件的计算值最大误差在2％以内,表明该方法的有效性.利用该方法对传统边界元法及CDEGS软件无法求解的工程算例进行求解,计算出的相关接地参数初步满足工程要求.     

边界元法在块状土壤结构接地中的应用研究

目前通常用直接边界元法和间接边界元法对块状土壤接地问题进行研究,但对这2种方法进行对比研究却鲜见报道。对地网处在块状土壤区域中的接地模型分别用直接边界元法和间接边界元法法进行原理推导,通过与接地软件CDEGS的计算结果进行对比表明2种方法及编程原理的正确性;计算结果表明在相同边界剖分方式下,直接边界元法在求解该块状土壤接地模型时需要的剖分单元数量比间接边界元法需要的剖分单元数量更少,而且随着块状土壤厚度的减小,直接边界元法在剖分数量上的优势更加明显且计算结果更加稳定。最后运用直接边界元法对较为复杂的块状土壤接地模型进行计算,计算结果对实际接地工程应用提供了参考。     

多介质工频电场分析的快速多极子边界元法

针对变电站关键设备工频电场计算存在计算效率低的问题,结合快速多极子法和边界元模拟电荷法提出一种快速计算多介质工频电场分布的方法.根据边界元模拟电荷法基本原理建立变电站关键设备工频电场计算模型.利用快速多极子法可以加速矩阵与向量乘积效率的特点,得到提高多介质工频电场分布的快速算法.并应用该方法具体计算500kV变电站中开关场内刀闸周围的电场分布.结果表明:快速多极子边界元模拟电荷法的计算结果与积分工程软件的仿真结果的最大相对误差为8.1%.在满足工程误差允许前提下,该方法相对于传统边界元模拟电荷法运算速度快、内存消耗少、计算精确度高,适合于求解大尺度多未知量、多自由度的工频电场计算问题.     

应用快速多极子曲面边界元法的换流阀塔电场计算

直流换流阀塔电场的精确快速计算对于阀塔设计具有重要指导意义,但是阀塔结构复杂,规模巨大,多种介质混合存在,数值求解存在较大困难。针对该问题,提出多介质多极子曲面边界元法。以静电场多介质边界积分方程为基础,解决多介质共存问题。提出多介质情况下多极子的展开形式,利用改进的多极子方法加速基于坐标变换的曲面边界元,提高计算精度,降低计算代价。通过带有均压环的绝缘子模型,与不同方法比较验证算法的计算准确度和效率。使用实际换流阀塔模型研究绝缘子对金具表面电场的影响以及绝缘子内部电位和电场的分布情况。最后应用该算法分析±160kV换流阀单桥臂的电场。本文方法适合于分析多介质共存的大规模电场问题,是直流换流阀塔优化设计的有效工具。     

人工改善土壤后地网接地参数的计算分析

本文将在地网导体周围进行人工土壤改善对地网接地参数的影响等效为对接地导体等效半径的影响,结合已有的接地参数计算公式,提出了计算人工改善土壤后地网接地参数的计算公式,并分析得出：人工改善土壤对接地电阻的降低作用甚微,但能有效降低地网最大接触电压,对不等间距地网能极大的降低最大跨步电压。     

边界元法在均匀介质复合接地网接地参数计算中的应用

本文将边界元方法应用于均匀介质中复合接地网接地电阻、跨步电势、接触电势等参数的计算,详细介绍其方法原理及处理技术,实例计算表明,该方法计算速度快、精度高、占用计算机内存少.可供实际应用。     

边界元法在基础接地中的应用——混凝土基础桩接地电阻的计算

本文将边界元法应用于基础接地领域,获得了混凝土基础桩接地电阻的数值计算方法,论述了它的程序实现过程和处理技巧。通过实例计算并与解析解比较,结果表明该方法简单易行,精度较高,可供实际应用。最后做了应用计算举例。     

结合矩量法和边界元法的综合接地算法研究

为解决复杂土壤条件下接地系统参数计算问题,结合矩量法和边界元法,提出了一种可计算土壤中含有不同电阻率媒质模型的新型接地数值算法。该算法在分层土壤模型计算方法基础上,将土壤中不同电阻率媒质表面进行块状剖分,通过计算每块边界单元的电荷量分析其对地下电场以及接地系统泄漏电流分步的影响。该方法弥补了目前接地计算方法只能处理分层土壤模型的缺点,可对既分层又分块的土壤模型进行计算。同时通过两个接地极模型的计算,证明了该方法的可行,并通过其计算结果与经典文献中计算结果以及实测结果的比较说明该方法的正确性。     

多辅助电流极法测量地网接地电阻的研究

针对当前三极法测量过程中存在的问题,提出了用多辅助电流极法测量地网接地电阻的思想.介绍了三极法和多极法测量接地电阻的原理,从理论上对多极法和三极法的地面电位分布进行了推导比较.推导了四极法、五极法、六极法的零位点及其补偿点的位置及N个辅助电流极时零位点和补偿点的通式.通过CDEGS软件仿真计算,对三极法、四极法、五极法...     

垂直接地体在立体地网中的敷设方式和降阻效果的研究

利用等值复数镜像法编制的接地计算程序对各种敷设方式的立体地网进行大量的接地计算 ,研究了垂直接地体敷设方式、位置、数量、深度对立体地网的降阻效果的影响 ,得到的结论将为地网改造工作提供有益的参考     

变电站接地网雷电电磁场的快速算法

提出了一种计算大型变电站接地网电磁场的快速算法.首先,该算法使用修正镜像法(modified image method,MIM)将待求模型所处的半无限有损空间化为均匀空间,从而避免了原电场积分方程中出现的索末菲积分计算.其次,借助快速多极子方法(fast multipole method,FMM)求解该电场积分方程,最后,利用共轭梯度法求解线性代数方程.在选取基函数及权函数时充分考虑了阻抗矩阵对称性和区组元素相互作用的平移不变性.与其他文献及CDEGS软件的计算对比结果,验证了该算法的正确性、适用性及有效性.     

表层块状土壤对接地网性能的影响研究

变电站的建设会改变原始地基表层一定区域内的土壤,为研究表层块状土壤对接地网性能的影响,优化接地网的接地性能。文中运用CDEGS软件仿真了大面积表层块状土壤产生的跨步电压二次峰值现象,针对表层块状土壤的各种参数,研究了块状土壤长度L、边缘坡度tanθ、电阻率ρ等因素对跨步电压二次峰值的影响;在此基础上,搭建了接地模拟试验系统,改良了以往的琼脂冻体使用方法,验证了以琼脂冻体模拟表层块状土壤的可行性,并对块状土壤电阻率、土壤尺度等参量对跨步电压二次峰值的影响进行了模拟试验。结果表明:大面积低阻率的表层块状土壤在降低接地电阻的同时,也造成站外出现跨步电压的二次峰值;该二次峰值受块状土壤的长度和电阻率影响很大,块状土壤长度越长、电阻率越大,电压峰值就越低;块状土壤的尺度越大,改变土壤电阻率所带来的二次峰值降低效果越好。实际的变电站建设中可使土石方工程的边缘形成较小的坡度以减少实际工程量、节约投资,具有一定的工程指导意义。