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《重庆大学》 2005年
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土壤状况复杂地区变电站接地方法的设计研究

于玉铭  
【摘要】:近年来,随着电力系统容量的急剧增大,入地短路电流大幅上升。多数变电站建于土壤状况复杂地区,如何根据实际的不均匀土壤,结合新的施工工艺,在面积有限、土壤电阻率较高地区设计出符合国家规程规定的接地系统是保障电力系统运行人员和设备安全的一项重要工作。 国内外研究表明分层土壤结构模型能够描述实际的不均匀土壤,是进行接地设计的基础,而在大多数情况下两层土壤模型足以很好的描述实际的土壤构造。论文的研究内容包括两层土壤结构模型下的土壤参数分析、任意形状地网接地电阻的解析简化计算、空腹式接地装置接地电阻计算。 在分层土壤模型下,随测量间距变化的视在电阻率曲线是科学分析土壤结构的基础。论文采用电磁场理论推导得到视在电阻率的解析表达式,利用非线性优化方法求解土壤结构参数,编制了相应的计算程序,并通过仿真计算与现场数据处理对算法进行了验证。 传统的两层土壤模型下接地电阻的计算公式复杂且都需要查询专门的图表来确定其中的一些参数,使用起来非常不方便且应用范围较小。近年来Salama-Chow基于多重镜像和综合渐近线原理推导了两层土壤模型接地电阻计算公式,概念清晰,计算简便,缺点是在某些情况(尤其是在计算大型地网时)下计算误差较大且只能适用于正方形地网。论文从推导理论和方法上对该公式出现误差的原因进行了分析,提出了改进的计算公式并将其扩大到任意形状的地网,并与精确的计算机数值方法计算结果和工程实例测量结果进行了验证,减小了该公式的计算误差并扩大了其使用范围。 工程实际应用表明,在变电站占地面积较小且土壤电阻率较高时,采用以散流为核心的空腹式接地装置是一种经济有效的降阻方式。论文分析了其降阻原理,推导了其在两层土壤模型中接地电阻的简化计算公式,为该装置在不均匀土壤中的接地电阻计算提供了简洁有效的计算方法。 结合论文的研究工作,完成了四个变电站地网的科学设计,解决了生产运行中的问题,取得了理想的效果。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM862

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