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，當其遭受雷擊跳閘時會導(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)遭受雷擊或故障時能夠迅速泄放故障電流，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供保障。因此，準確計算高頻暫態(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。實際的雷電流和暫態(tài)電流頻率覆蓋范圍很廣，在計算接地裝置性能時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)頻變特性的機理，總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于土壤參數(shù)的試驗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，同時考慮場域中的位移

3、電流和感應(yīng)電流的影響，更加準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；采用空間坐標變換法處理開域電磁場的計算問題，在保證計算精度的基礎(chǔ)上降低了計算量；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)場試驗測量及 CDEGS軟件計算結(jié)果對比驗證了模型的準確性。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算頻率為50Hz、1MH、2