接地网的数值仿真计算研究

论文摘要

发电厂变电站的接地系统是维护电力系统安全可靠运行，保障运行人员和电气设备安全的根本保证和重要措施。随着电力系统电压水平的不断提高和系统容量的不断增大，传统的采用经验公式的设计计算方法已经很难满足现代设计的要求了。现代计算机高速可靠的性能，为数值计算方法在接地网设计计算中的应用提供了坚实的基础。本文给出了接地网数值计算方法的数学模型，为了适用于计算机编程，对其各个部分进行了数值化处理；并利用面向对象语言编制出了接地网计算软件，该软件界面友好、操作简便，能够计算复合地网等各种复杂地网各导体泄放电流、接地电阻以及空间任意点电位等。为了验证本软件的正确性，文中提供了多种形状地网和不同情况下的计算实例，并与他人研究成果进行了对比。接地网的一些重要参数对数值计算的精确度有很大的影响，本文利用已编制的软件通过大量的实例计算和理论推导对它们进行了研究。接地极的等值半径和地网的埋深对接地电阻等地网参数的计算影响相对较小；入地短路电流是计算空间电位升及接触电位差等的一个重要参数，可利用简化等效方法等进行较精确的计算。土壤电阻率对接地电阻计算精度有相当大的影响，需要经过较准确的测量后再进行处理；为了计算多层土壤结构下的地网参数，文中对多层土壤结构的等效电阻率进行了推导，并给出了计算的例证。相对短垂直接地极，长垂直接地极对降低地网接地电阻以及地网安全性能影响效果更佳，本文对此进行了大量的分析计算，并在此基础上给出了长垂直接地极的布置规则，对接地网设计具有一定的指导意义。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究工作的目的和意义
• 1.2 接地系统数值计算方法发展概述
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 接地数值计算的数学模型
• 2.1 恒定电流场理论
• 2.2 表面电荷法
• j）的计算'>2.3 G（P，O_j）的计算
• ij的计算'>2.4 R_ij的计算
• 第三章 数学模型的数值化处理
• 3.1 积分公式的数值计算方法选择
• 3.2 空间点P的坐标转换
• 3.3 微段的划分
• 3.3.1 水平接地网情况
• 3.3.2 复合接地网情况
• 3.4 微分段的划分
• 3.5 接触电位差与跨步电位差的计算
• 3.6 矩阵的数值计算方法选择
• 3.7 计算流程图
• 第四章 接地网数值计算软件
• 4.1 面向对象技术简介
• 4.1.1 面向对象的概念与实质
• 4.1.2 面向对象的要点
• 4.1.3 面向对象的特性
• 4.1.4 面向对象开发
• 4.2 面向对象技术的应用
• 4.2.1 该程序的框架
• 4.2.2 接地计算类
• 4.3 软件使用简介
• 4.4 本程序的验证计算
• 第五章 接地网重要参数和垂直接地极研究
• 5.1 接地极等值半径的处理
• 5.2 接地网埋深对接地电阻的影响
• 5.3 等效土壤电阻率的计算
• 5.3.1 土壤电阻率的影响因素
• 5.3.2 土壤电阻率的测量
• 5.3.3 等效电阻率的求解
• 5.4 最大入地短路电流
• 5.5 垂直接地极作用分析以及敷设方式研究
• 5.5.1 短垂直接地极作用分析
• 5.5.2 长垂直接地极作用分析
• 5.5.3 长垂直接地极敷设方式研究
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 作者在读期间科研成果简介
• 致谢