變電站接地系統(tǒng)數(shù)值計算與優(yōu)化設計研究.pdf

1、接地系統(tǒng)在變電系統(tǒng)中發(fā)揮很大的作用，能夠有效的穩(wěn)定整個系統(tǒng)電壓，保證變電站持續(xù)可靠運行。目前電網容量不斷增大，變電站站址處的土壤結構也比較復雜，使用國標中給出的傳統(tǒng)經驗公式計算得到的接地參數(shù)值誤差比較大，已經很難符合目前許多變電站設計的要求，并且簡單的等間距布置的水平接地網存在一定的電位梯度，使得整個接地網頂點處的接觸電壓明顯偏高。因此本文從數(shù)值計算方法和優(yōu)化設計方式這兩方面對接地網進行深入的探討。
　　本文首先通過對恒定電流場的

2、分析，在水平多層分層土壤中建立起點電流源的格林函數(shù)表達式，并且通過分層媒質的邊界條件，求解得到待定系數(shù)。同時利用復鏡像法，重點得到在水平雙層分層土壤中四種形式的格林函數(shù)。
　　接地網模型考慮了導體本身的內阻抗與外自感以及兩導體之間的互感，利用節(jié)點電壓法，直接計算得到接地網各點處的電位值，并且利用搭建的不等電位模型，分析了影響水平接地網上電位差的因素。得到在使用同等鋼材量時，敷設接地導體的數(shù)目越多，即導體的等效半徑越小，矩形接地網上

3、的最大電位差值越小的結論。
　　在均勻土壤中，本文采用添加垂直接地極的方式，降低接地網接地阻抗與接觸電壓的值，分析得到影響這些接地參數(shù)值的相關因素。并且根據(jù)國標中給出的均勻土壤不等間距布置水平接地導體的方式，得到更加簡單的導體布置擬合計算公式，同時將網孔最大接觸電壓之間的差值達到最小設為目標，當矩形水平接地網按照此方式布置導體時，得到橫縱方向上所使用的導體數(shù)目的比值。
　　在水平分層的雙層土壤中，引入復鏡像法，建立仿真模型，

4、采用加入垂直接地極以及不等間距敷設水平導體的方式對矩形接地網進行整體優(yōu)化。分析出添加垂直接地極后，影響復合接地網接地阻抗值的一些因素。將整個接地網上最大接觸電壓達到最小設成優(yōu)化目標，基于改進的自適應遺傳算法，得到最佳壓縮比，利用該壓縮比按照指數(shù)規(guī)律形式敷設水平導體。最后，對水平雙層土壤中110kV變電站接地網進行仿真，獲得接地阻抗具體值和地表電位、接觸電壓三維分布圖。通過上面兩種方式對矩形接地網實行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)將水平導體使用不等間距敷設時