變電站接地網(wǎng)頻域電磁場數(shù)值計算方法研究及其應(yīng)用.pdf

1、接地網(wǎng)是變電站安全運行的重要保證,其接地性能一直受到設(shè)計和生產(chǎn)運行部門的重視.該文基于矩量法,結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目"變電站瞬態(tài)電磁環(huán)境的預(yù)測計算方法研究"(項目編號:50077006),提出了完整的分析變電站接地網(wǎng)接地性能的頻域電磁場數(shù)值計算方法并將其應(yīng)用到實際工程中.通過與該文實驗結(jié)果和國外知名軟件包計算結(jié)果進行對比以及大量的工程應(yīng)用,充分驗證了該文提出方法的有效性和實用性.該文主要創(chuàng)新成果如下:(1)提出了基于復(fù)鏡像法的恒定電場

2、中多層水平分層土壤的格林函數(shù)及其對土壤參數(shù)偏導(dǎo)數(shù)的快速算法,并在此基礎(chǔ)上建立了基于土壤電阻率測量數(shù)據(jù)的多層水平分層土壤電阻率快速建模方法.同時,還提出了對恒定電場中格林函數(shù)待定系數(shù)和高頻下半無限大導(dǎo)電媒質(zhì)中廣義索末菲積分待定系數(shù)進行采樣的自適應(yīng)方法.為快速計算工頻和高頻時變電站接地網(wǎng)的接地性能奠定了理論基礎(chǔ).(2)提出了基于矩量法和電路理論的分別以接地導(dǎo)體漏電流為未知量并忽略導(dǎo)體間互感影響和以接地導(dǎo)體軸向電流為未知量并計及導(dǎo)體間互感影響

3、的兩種接地網(wǎng)工頻電磁場數(shù)值計算方法,并將前一種方法進一步推廣到垂直分層土壤中的接地網(wǎng)、連有絕緣電纜的接地網(wǎng)以及輸電線路及鐵塔附近三維工頻電場的計算.這兩種方法使用的未知量少,分析的情況比較全面.數(shù)值計算和實驗對比證明,通常情況下分析接地網(wǎng)時可以忽略接地導(dǎo)體之間的互感,使用該文提出的前一種方法就可以滿足工程設(shè)計要求.(3)提出了基于矩量法的未知量較少的接地網(wǎng)高頻電磁場數(shù)值計算方法.基于快速傅立葉變換,利用該文提出的計算方法,可以分析接地網(wǎng)

4、遭受雷擊時的瞬態(tài)性能.(4)建立了一個檢驗該文方法的試驗接地網(wǎng),通過對該接地網(wǎng)和其它多座變電站接地網(wǎng)接地性能的測試,獲得了大量實測數(shù)據(jù).通過與該文提出方法的計算結(jié)果進行對比,有力地驗證了該文提出方法的有效性和實用性.(5)開發(fā)了變電站接地網(wǎng)頻域電磁場數(shù)值計算軟件包,該軟件包操作方便,前后處理功能強大,計算速度快.利用該軟件包對大量工程問題進行了計算和分析,獲得了大量有工程價值的結(jié)果,并被工程部門采用.該文開發(fā)的軟件包可以取代進口國外知名