本文選題：接地電阻 + 短距測量　； 參考：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著電力行業(yè)的發(fā)展,特高壓輸電技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛,超特高電壓變電站的數(shù)量也越來越多,其接地網(wǎng)尺寸與之前相比顯著增大。接地網(wǎng)的接地性能關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。接地電阻是衡量接地系統(tǒng)電氣性能的重要指標(biāo),在發(fā)、變電站投運(yùn)前或運(yùn)行一段時(shí)間后都要對(duì)其接地電阻進(jìn)行測量。目前我國常用的接地電阻測量方法主要分為傳統(tǒng)長距法和基于電位補(bǔ)償理論的短距法。其中傳統(tǒng)長距法測量引線長度需達(dá)到4~5倍接地網(wǎng)對(duì)角線長度,工作量較大;而基于電位補(bǔ)償理論的短距法則需要根據(jù)具體地網(wǎng)結(jié)構(gòu)來計(jì)算補(bǔ)償點(diǎn)位置。對(duì)于實(shí)際工程中存在的設(shè)計(jì)圖紙缺失的大尺寸接地網(wǎng),兩種方法都不適用。因此,開發(fā)研制普遍適用的接地電阻短距測量新方法至關(guān)重要。本文在深入分析傳統(tǒng)方法測量原理的基礎(chǔ)上,提出一種普遍適用的接地電阻短距測量新方法。首先建立了基于薄殼理論的大型接地裝置有限元模型,針對(duì)有限元方法在處理大型接地網(wǎng)問題時(shí)剖分困難、計(jì)算量大的缺點(diǎn),在建模過程中引入薄殼理論,將接地導(dǎo)體等效為具有一定虛擬厚度的金屬薄殼,并在處理無窮大求解區(qū)域問題時(shí)引入了空間幾何坐標(biāo)變換,在保證計(jì)算精度的前提下大大減小了計(jì)算量,通過與文獻(xiàn)實(shí)測結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了本文模型的有效性;而后基于本文所建模型分析不同結(jié)構(gòu)土壤中不同形狀、結(jié)構(gòu)和尺寸接地網(wǎng)附近的地表電位分布規(guī)律,確定了采用半球型接地極模型或平板接地極模型計(jì)算接地網(wǎng)的遠(yuǎn)區(qū)電位時(shí)的適用范圍;而后據(jù)此提出采用等效接地極模型計(jì)算電壓極處的電位,并以此為參考電位,結(jié)合實(shí)測接地網(wǎng)與電壓極間電壓值來計(jì)算接地電阻的短距測量方法;最后采用本文方法測量實(shí)際接地網(wǎng)的接地電阻,通過與0.618法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了本文方法的有效性。結(jié)果表明:本文方法適用于復(fù)雜土壤結(jié)構(gòu)以及接地網(wǎng)設(shè)計(jì)圖紙缺失的情況;采用半球型接地極作為計(jì)算模型時(shí),測量引線長度縮短至2D;采用平板接地極作為計(jì)算模型時(shí),測量引線長度縮短至1D;此外,采用本文方法測量時(shí)電壓引線和電流引線可沿不同路徑布置,若地形允許可沿反方向布置測量引線,此時(shí)可有效消除引線間互感。
[Abstract]:With the development of power industry, UHV transmission technology is widely used, and the number of UHV substations is increasing. The grounding performance of grounding grid is related to the safe and reliable operation of power system. Grounding resistance is an important index to measure the electrical performance of grounding system. It is necessary to measure the grounding resistance before the substation is put into operation or after running for a period of time. At present, the commonly used grounding resistance measurement methods in China mainly include the traditional long distance method and the short distance method based on the potential compensation theory. The traditional method of measuring lead length needs to reach 4 ~ 5 times the diagonal length of grounding grid, and the short distance rule based on potential compensation theory needs to calculate the position of compensation point according to the concrete ground net structure. Neither of the two methods is applicable to the large scale grounding grid which is missing from the design drawings in practical engineering. Therefore, it is very important to develop a new method for measuring earthing resistance in short distance. Based on the analysis of the traditional measuring principle, a new method for measuring the short distance of grounding resistance is proposed in this paper. Firstly, the finite element model of large earthing device based on thin shell theory is established. Aiming at the disadvantage of finite element method in dealing with the problem of large grounding grid, the thin shell theory is introduced in the process of modeling. The grounding conductor is equivalent to a thin metal shell with a certain virtual thickness, and the spatial geometric coordinate transformation is introduced in the process of solving the problem of infinite region, which greatly reduces the calculation amount on the premise of guaranteeing the calculation accuracy. The validity of the model is verified by comparing with the measured results in the literature, and then the distribution law of surface potential near the grounding grid with different shapes, structures and sizes is analyzed based on the model built in this paper. The range of application of the hemispherical earth electrode model or the plate earth pole model for calculating the far area potential of the grounding grid is determined, and then the equivalent earth electrode model is proposed to calculate the potential at the voltage pole, which is used as the reference potential. Combined with the measured voltage between the grounding grid and the voltage pole to calculate the earthing resistance of the short-distance measurement method. Finally, the method is used to measure the grounding resistance of the actual grounding grid, and the effectiveness of this method is verified by comparison with the 0.618 method. The results show that this method is suitable for complex soil structure and the missing design drawings of grounding grid, when the hemispherical earth pole is used as the calculation model, the length of the measuring lead is shortened to 2D; when the plate earth pole is used as the calculation model, the length of the measuring lead is reduced to 2D. The length of the measuring lead can be shortened to 1D, in addition, the voltage and current leads can be arranged along different paths when the method is used in this paper, and the mutual inductance between the leads can be effectively eliminated if the topography permits the arrangement of the measuring leads in the opposite direction.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM862;TM63;TM934.1

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本文編號(hào)：1802841