大型接地网地面电位分布计算及改进

论文摘要

进入21世纪以来,国家电网建设了越来越多的超高压、特高压电网,随即使得电力系统的电压等级越来越高,这就使得系统发生故障时的短路电流越来越大,就对电力系统的接地网设计与测量提出了更高的要求。过去判断接地网安全与否主要是用测量接地电阻的方法来评价,而实际中危害的却是故障时接地网上产生的电位分布大小、跨步电压大小以及接触电压的大小。本文在结合前几届同学研究的接地网不等间距分布测量、地面电位分布和电位梯度分布的仿真计算[3-7]的基础上,对仿真程序进行改进,得到更新、更准的测量效果。本文采用经改进的接地参数计算软件对任意结构的接地网进行模拟仿真计算,并通过ORIGIN软件对所得的计算结果进行分析,绘制出接地网的地面电位分布图,更直观、清晰的反映接地网的地面分布情况,有利于分析不同故障时接地网的状况。本文对对称分布的地网进行计算,证明程序的正确性;对结构不规则地网进行计算,证明程序对各类不规则地网的计算也是适用的;对规则地网带有长导体情况下计算,证明改进后程序的合理性;对程序的数学模型中的一种积分方式进行改进,验证了改进工作的合理性,并且提高了程序的运算准确性。最后,通过接地参数计算软件对大型变电站地网进行计算,并用ORIGIN软件进行分析,画出地面电位分布三维图和灰度图,通过两组数据和图形对比,显示出程序改进后的合理性。通过与实际测量的数据对比证明了程序的正确性和合理性。最终得出该计算与分析方法能更为直观有效的分析接地网布置的合理性和安全性,对评价接地网的安全性有理论性指导的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 计算接地网地面电位分布的重要性
• 1.3 国内外研究背景与现状
• 1.4 论文的主要研究内容
• 2 接地技术基础理论
• 2.1 接地电阻
• 2.2 接触电势与跨步电势
• 2.2.1 接触电势与跨步电势定义
• 2.2.2 接触电势与跨步电势的计算
• 2.3 本章小结
• 3 接地网接地参数计算的原理和方法
• 3.1 恒定电流场理论
• 3.2 对地网地面电位的计算
• ij和G（P,O_j ）'>3.3 计算互电阻R_ij和G（P,O_j）
• 4 接地网对地面电位分布影响的计算与分析
• 4.1 规则地网对地面电位分布的计算与分析
• 4.1.1 10×10 正方形均匀网格地网的地面电位分布
• 4.1.2 8×5 长方形网格地网的地面电位分布
• 4.2 不规则地网对地面电位分布影响的计算与分析
• 4.2.1 正八边形地网的地面电位分布
• 4.2.2 正十六边形地网的地面电位分布
• 4.3 本章小结
• 5 对计算电位分布软件的改进
• 5.1 带有长导体接地网的地面电位分布计算
• 5.1.1 近距点积分公式的影响
• 5.1.2 地网中长导体不分段时的地面电位分布计算
• 5.1.3 地网中长导体分段时的地面电位分布计算
• ij 计算的改进'>5.2 对原程序中计算互电阻R_ij计算的改进
• ij 计算的改进'>5.2.1 互电阻R_ij计算的改进
• 5.2.2 计算带有长微段的地网
• 5.3 Origin 软件使用
• 5.4 本章小结
• 6 实际变电站接地网对地面电位分布影响的计算分析
• 6.1 实际变电站地网的分布情况
• 6.2 变电站接地网对地面电位分布影响的计算分析
• 6.2.1 程序改进前接地网地面电位分布的计算
• 6.2.2 程序改进后接地网地面电位分布的计算
• 6.3 与实际测试的对比
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 8×5 长方形网格长导体不分段数据文件
• ij 子程序'>附录B 接地网电阻、电位计算程序计算互电阻R_ij子程序
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
• 致谢