考慮土壤頻變性的接地裝置頻域性能研究.pdf

1、隨著電力工業(yè)的發(fā)展，系統(tǒng)容量越來越大、電壓等級越來越高。近年來，特高壓輸電技術(shù)和超特高壓變電站等應(yīng)用越來越廣泛。由于特高壓輸電線路跨度范圍廣，當(dāng)其遭受雷擊跳閘時(shí)會導(dǎo)致更大面積的故障出現(xiàn)；另外，超特高壓變電站中電氣開關(guān)在操作或故障時(shí)會產(chǎn)生較高頻率的電流。作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，接地裝置在系統(tǒng)遭受雷擊或故障時(shí)能夠迅速泄放故障電流，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。因此，準(zhǔn)確計(jì)算高頻暫態(tài)電流下接地裝置的頻域性能至關(guān)重要。
　　傳統(tǒng)的接

2、地性能分析中，土壤參數(shù)一般都是依照工頻參數(shù)設(shè)置。實(shí)際的雷電流和暫態(tài)電流頻率覆蓋范圍很廣，在計(jì)算接地裝置性能時(shí)需將高頻電流考慮在內(nèi)。本文首先介紹了土壤電氣參數(shù)頻變特性的機(jī)理，總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于土壤參數(shù)的試驗(yàn)測量平臺和典型的頻變公式，并選取Visacro-Alipio頻變公式供本文數(shù)值模型使用。然后利用COMSOL Multiphysics建立了考慮土壤頻變性的接地裝置頻域性能矢量有限元模型；其中模型采用麥克斯韋全波方程，同時(shí)考慮場域中的位移

3、電流和感應(yīng)電流的影響，更加準(zhǔn)確地描述接地裝置散流故障電流尤其是高頻故障電流的物理過程；采用空間坐標(biāo)變換法處理開域電磁場的計(jì)算問題，在保證計(jì)算精度的基礎(chǔ)上降低了計(jì)算量；針對高頻情況下的集膚效應(yīng)問題，引入阻抗邊界條件。采用本文模型計(jì)算接地網(wǎng)的接地參數(shù)并與華北電力大學(xué)現(xiàn)場試驗(yàn)測量及 CDEGS軟件計(jì)算結(jié)果對比驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。最后，利用上述數(shù)值模型分析典型接地裝置的頻域性能，分別在考慮和不考慮土壤頻變特性條件下計(jì)算頻率為50Hz、1MH、2