接地网相关接地参数计算与仿真

陈春，李靖，吴莹，蒋琼

(长沙理工大学电气与信息工程学院，长沙市，410014)

0 引言

准确计算接地网参数对发电厂、变电站的安全运行意义重大。发电厂、变电站的接地参数包括接地电阻、接触电压、跨步电压、网孔电压及接地网上面的地表面电位分布等。接地系统参数的计算方法大致可以分成2类，一类是采用经验公式进行简单的估算；另一类是利用数值计算的方法进行精确的计算，如采用模拟电荷法［1］、边界元法等。本文采用数值计算方法，利用边界元法进行数学建模，并对系统进行仿真，考虑了变电站接地网的实际结构以及故障电流流散时的实际情况，提高了相关经验公式计算过程中的精度。

1 基本原理

本文采用边界元法计算接地网参数。如果电流I流入埋设在地中的接地装置，接地体表面S上得电流密度［2］分布函数为J(x'，y'，z')，设G(p，p')为求该解问题的格林函数，导体表面任一点的电位为

根据等位面这一边界条件求解电流分布函数的近似解，并利用其等效取代导体进行计算。利用线密度δ(x'，y'，z')取代面密度J(x'，y'，z')，则式(1)可简化为

对接地体进行多单元划分，各单元的线电流密度为常数，且各不相等。把沿接地体轴线连续分布的线电流密度进行离散，分别为有限个待求的电流密度δi(x'，y'，z')，各个单元的电位用其中点电位表示，利用式(2)列出各个单元的电位方程为

式中Kij为线电流密度δi(x'，y'，z')指定的匹配点j的电位，称为电位计算系数。接地体是等位体，式(3)的uj具有相同的值，联合式(3)可求出各个单元的电流密度，从而求出全部电流场的问题。……