接地系統(tǒng)數(shù)值計(jì)算方法研究及其軟件開發(fā).pdf

1、接地系統(tǒng)參數(shù)數(shù)值計(jì)算方法的研究始于上世紀(jì)七十年代，傳統(tǒng)的計(jì)算接地參數(shù)所用的多種數(shù)值計(jì)算方法需作若干假設(shè)，部分計(jì)算參數(shù)的處理不夠嚴(yán)謹(jǐn)，存在計(jì)算效率低、精度差等問(wèn)題。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，接地系統(tǒng)日益擴(kuò)大，其結(jié)構(gòu)亦趨向大型化、復(fù)雜化，從而對(duì)新的更加有效的接地網(wǎng)模擬計(jì)算方法提出了迫切的需求。本文主要研究接地網(wǎng)參數(shù)的數(shù)值計(jì)算方法，提出了改進(jìn)的兩層土壤接地網(wǎng)參數(shù)計(jì)算方法并開發(fā)了其模擬計(jì)算軟件以提高接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)水平。 論文首先論述了有效計(jì)算兩

2、層大地模型的關(guān)鍵問(wèn)題——格林函數(shù)的計(jì)算方法。詳細(xì)地分析了多層大地模型中點(diǎn)電流源所產(chǎn)生的電場(chǎng)，并介紹了經(jīng)典鏡象法以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的復(fù)鏡象法，基于此給出了兩層水平與垂直分層大地模型中點(diǎn)電流源在任意層中的格林函數(shù)。 文中深入研究了兩層土壤接地網(wǎng)模擬計(jì)算的基本方法，為了解決用迦遼金矩量法模擬計(jì)算接地網(wǎng)時(shí)雙重積分帶來(lái)的困難，推導(dǎo)出了成任意角度的兩導(dǎo)體段間互阻的解析計(jì)算公式，從而大大提高了接地網(wǎng)計(jì)算軟件的計(jì)算精度和效率。 本文

3、將融入了對(duì)稱概念的復(fù)鏡象法與直接矩陣法有機(jī)結(jié)合，并在此基礎(chǔ)上提出了接地電阻的優(yōu)化算法。該方法不必假設(shè)總的泄漏電流，而是通過(guò)矩陣變換直接求出接地電阻，仿真試驗(yàn)表明該方法精確度高、計(jì)算時(shí)間短。 論文的另一主要工作是基于本文所提出的兩層土壤接地網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化算法，開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算與仿真軟件。該軟件具有友好的界面，使用靈活方便。不僅實(shí)現(xiàn)了接地網(wǎng)參數(shù)的精確計(jì)算，而且能給出地表各點(diǎn)電位的三維分布圖及等勢(shì)線，為接地網(wǎng)的工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，提高