大型变电站接地网接地电阻短距测量方法研究

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1、学校代码10459学号或申请号201412182239密级硕士学位论文大型变电站接地网接地电阻短距测量方法研究作者姓名：李渊博导师姓名：李景丽副教授学科门类：工学学位名称：电力系统及其自动化培养院系：电气工程学院完成时间：2017年5月Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchontheGroundingResistanceMeasurementofLargeSubstationGroundingGridwithShortElectrodeWireByYuanbo

2、LiSupervisor:AssociateProf.JingliLiPowerSystemandItsAutomationSchoolofElectricalEngineeringMay2017学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的实物作品，知识产权归属郑州大学。

3、根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日摘要随着电力行业的发展，特高压输电技术的应用日益广泛，超特高电压变电站的数量也越来越多，其接地网尺寸与之前相比显著增大。接地网的接地性能关系着电力系统的安全可靠运行。接地电阻是衡

4、量接地系统电气性能的重要指标，在发、变电站投运前或运行一段时间后都要对其接地电阻进行测量。目前我国常用的接地电阻测量方法主要分为传统长距法和基于电位补偿理论的短距法。其中传统长距法测量引线长度需达到4~5倍接地网对角线长度，工作量较大；而基于电位补偿理论的短距法则需要根据具体地网结构来计算补偿点位置。对于实际工程中存在的设计图纸缺失的大尺寸接地网，两种方法都不适用。因此，开发研制普遍适用的接地电阻短距测量新方法至关重要。本文在深入分析传统方法测量原理的基础上，提出一种普遍适用的接地电阻短距测量新方法。首先建立了基于薄壳理论的大型接地装置有限元模型，针对有限元方法在处理大型接地网

5、问题时剖分困难、计算量大的缺点，在建模过程中引入薄壳理论，将接地导体等效为具有一定虚拟厚度的金属薄壳，并在处理无穷大求解区域问题时引入了空间几何坐标变换，在保证计算精度的前提下大大减小了计算量，通过与文献实测结果进行对比验证了本文模型的有效性；而后基于本文所建模型分析不同结构土壤中不同形状、结构和尺寸接地网附近的地表电位分布规律，确定了采用半球型接地极模型或平板接地极模型计算接地网的远区电位时的适用范围；而后据此提出采用等效接地极模型计算电压极处的电位，并以此为参考电位，结合实测接地网与电压极间电压值来计算接地电阻的短距测量方法；最后采用本文方法测量实际接地网的接地电阻，通过与

6、0.618法进行对比验证了本文方法的有效性。结果表明：本文方法适用于复杂土壤结构以及接地网设计图纸缺失的情况；采用半球型接地极作为计算模型时，测量引线长度缩短至2D；采用平板接地极作为计算模型时，测量引线长度缩短至1D；此外，采用本文方法测量时电压引线和电流引线可沿不同路径布置，若地形允许可沿反方向布置测量引线，此时可有效消除引线间互感。关键词：接地电阻短距测量复杂土壤结构地表电位有限元方法薄壳单元空间坐标变换IAbstractWiththedevelopmentofelectricpowerindustry,theapplicationofEHV(extra-highvolt

7、age)transmissiontechnologybecomemoreandmorewidely.ThenumberofUHV(ultra-highvoltage)substationisincreasing,whichhasalargergroundingnetthanbefore.Thegroundingnetcanprovideprotectionforthesafeandstableoperationofpowersystems.Groundingresistanceisoneof