接地电阻测量中的杆塔建模问题

论文总字数：24081字

摘 要

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摘要

输电线路杆塔接地电阻的合格程度与线路的耐雷水平密切相关，对整个电力系统的安全运行有重要影响。因此，接地电阻的准确测量是衡量接地装置是否达到要求的重要手段。为了保障电力系统的安全性与稳定性，在线路施工验收以及日常维护时准确测量线路杆塔接地电阻显得十分有必要。目前电力系统常用的方法分为三极法和钳表法两种，不管是三极法还是钳表法，在测量之前均需要执行将杆塔塔身与接地极之间的连接线断开的工作，这无疑使得杆塔接地电阻的测量过程更加繁琐，若在测量过程中不慎未将连接线断开则会造成测量结果的严重偏差。因此，一种无需在测量前断开杆塔塔身与接地极之间电气连接的杆塔接地电阻测量方法,对接地电阻的工程测量具有十分重要的意义。

本文总结了现有的集中电感模型、单波阻抗模型和多波阻抗模型，与三级法和钳表法等接地电阻测量方式，并在此基础上，提出一种新型的接地电阻修正方法，研究不同的接地电阻测量方法在断线与不断线两种条件下的接地电阻测量结果的差异。针对本文涉及到的模型和测量方法，采用PSCAD/EMTDC平台进行仿真。

关键词：杆塔模型 多波阻抗 接地电阻 PDCAD/EMTDC

ABSTRACT

Abstract：Tower grounding resistance of the transmission line is closely related to the qualification of mine-resistant line, which has a significant impact on the safety of the entire power system. Therefore, whether the measurement of grounding resistance is accurate is an important way to confirm whether the grounding requirement is qualified. In order to protect the security and stability of the power system, it is necessary to make sure that to measure the tower grounding resistance accurately in the line of construction inspection and routine maintenance. The common methods are three-pole and clamp method, whether it is three-pole or clamp method, it is needed to break down the connection between the tower and the ground rod before measuring. There is no doubt that it makes the measuring process more tedious. During the measurement, if someone forgets to break down the connection between the tower and the ground rod, there will be terrible error in the results. Thus, one method during which there is no need to break down the connection between the tower and the ground rod before measuring is needed.

This paper summarizes the current centralized model inductance, impedance model of single and multi-wave impedance model, and the methods of grounding resistance measurement such as three-pole and Clamp method, on which basis we will study the differences of the two measurement on both situations that the tower is connected to the ground or not. In order to make all the things mentioned above, PSCAD / EMTDC will be necessary for simulation.

Key words: Tower modeling; Multi-surge vertical model; Grounding resistance; PSCAD/EMTDC

目 录

1 绪论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 本文主要研究内容 4

2 线路杆塔模型 6

2.1 引言 6

2.2 集中电感模型 6

2.3 单一的波阻抗模型 8

2.4 多波阻抗模型 9

3 接地电阻的测量与建模 12

3.1 接地电阻测量方法原理 12

3.2 三级法 13

3.3 钳表法 14

3.4 杆塔接地电阻模型 15

4 杆塔接地电阻测量的仿真 18

4.1 引言 18

4.2 波阻抗的Bergeron模型 18

4.3 六杆塔输电系统 19

4.4 杆塔的多波阻抗模型 20

4.5 钳表法测接地电阻 25

4.6 仿真结果与分析 26

5 总结与展望 31

5.1 工作总结 31

5.2 工作展望 31

致 谢 32

参考文献 33

1. 绪论
   1. 课题研究的背景

第二次科技革命以来，社会存在和发展就离不开电力，作为国民经济的重要职能部门之一，电力行业在互联网时代，仍旧在为现代工业、农业、科技、国防源源不断 的输送血液，还与人们的日常生活有着密不可分的联系。电力系统的主体结构由各类发电厂站、升压变电所、输电线路、负荷中心变电所、配电线路以及用电设备组成。输电线 路由导线、避雷线、杆塔等主要电气元件组成。导线用于输送电能；为了防止线路被雷 击而跳闸或被损坏，引入了避雷线；为了解决长距离输电中导线和避雷线的布置，人们建立了杆塔并采用架空方式布置线路，同时杆塔的存在还解决了导线避雷线相互之间布线时存在的距离问题。在电力系统中，输电线路就是用于输送电能，联 系发电厂变电所，实现电力系统并网的重要组 成部分。输电线路分布广、线路长，纵横交错绵延千里，沿途遇到各种各样极为复杂 的地理环境和气象条件。如果输电线路的保护措施无法确保安全可靠，会给国民经济和人民群众生产生活带来极大的安全隐患。

最初，接地技术的引入是为了防止电力电子设备遭雷击，从而采取的保护性措施，其目的是把雷电流通过避雷线引入大地。接地电阻是用来衡量接地状态是否良好的一个重要安全指标。接地电阻是指电流由接地装置经大地向远方扩散的电阻，其中包括接地线和接地体自身的电阻、接地体与大地之间的接触电阻，以及接地体到另一接地体之间的大地电阻，或是接地体到无限远处的大地电阻。接地电阻值直接体现了电气装置与大地接触的良好程度。

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