直流输电接地极电流场计算方法及特性研究

论文摘要

接地极电流场计算是直流输电工程接地极设计的重要内容。本文对直流输电接地极电流场的计算方法进行了分析和研究,提出基于电阻网络模型的接地极电流场计算方法；以此算法为基础,对接地极电流场的相关问题及特性进行了研究；并开发了相应的直流输电接地极设计软件。主要包括以下内容：(1)介绍了基于电阻网络模型的直流输电接地极电流场计算方法。根据不同电极形状,对接地极场域范围和场域分割方式进行分析。在同等条件下,使用本文算法计算给定算例,与相关软件和报告得到数据结果进行对比,验证了算法的正确性。(2)对电流场的相关问题和特性进行了分析和研究。首先分析了不同场域范围下的电流场计算结果,由此确定合理的场域计算范围；然后就接地极纵向电阻对接地极电流场的影响进行了研究,并根据不同电极形状进行了讨论；最后研究了水平方向土壤电阻率分布不均匀情况下接地极电流场的分布特性,并得出相关结论。(3)以电阻网络法为核心编写直流输电接地极设计软件。对软件的总体思想和基本模块进行了介绍；分析了软件设计过程中存在的问题；并使用本软件对实际直流输电工程接地极电流场进行计算,综合分析比较多种设计方案,最终给出推荐方案。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 接地电极型式
• 1.3 接地极电流场相关参数
• 1.4 现有电流场计算分析方法
• 1.5 本文主要工作
• 2 基于电阻网络模型的直流输电接地极电流场计算方法
• 2.1 算法模型基本思想
• 2.2 场域确定及分割
• 2.2.1 场域范围
• 2.2.2 分割方式
• 2.2.3 等值电阻
• 2.3 电阻网络的形成及求解
• 2.4 电流场相关参数计算
• 2.5 算法模型验证
• 2.5.1 对比软件简介
• 2.5.2 算例对比测试
• 2.6 本章小结
• 3 接地极电流场相关问题及特性研究
• 3.1 不同场域范围对电流场结果影响
• 3.1.1 圆环形电极
• 3.1.2 跑道形电极
• 3.2 接地极纵向电阻对电流场影响
• 3.2.1 圆环形电极
• 3.2.2 跑道形电极
• 3.2.3 直线形电极
• 3.3 水平方向土壤电阻率分布不均匀时的电流场特性
• 3.3.1 极址靠近山脉
• 3.3.2 极址靠近河流
• 3.4 本章小结
• 4 直流输电接地极设计软件开发
• 4.1 软件设计思路及总体结构
• 4.2 软件设计问题及分析
• 4.3 软件基本模块
• 4.3.1 参数输入模块
• 4.3.2 电流场计算模块
• 4.3.3 结果查看模块
• 4.4 接地极设计实例
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究工作展望
• 参考文献
• 作者简历
• 攻读硕士学位期间发表和录用的论文