基于薄壳理论的大型接地装置有限元模型

• 作者: 徐康 李景丽 李渊博 贺鹏威 郭丽莹
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 接地网 有限元方法 薄壳单元 复杂土壤结构 地表电位
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 输配电设备状态评价与故障诊断
• 页码范围: 1572-1579
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20180430024

摘要

准确计算复杂土壤结构中大型地网的性能是优化地网结构、保障电力系统安全稳定运行的重要基础.为此提出基于薄壳理论的大型接地装置有限元模型,针对有限元方法在大型地网计算中网格剖分困难、计算量大的问题,将接地导体等效为具有一定虚拟厚度的金属薄壳;并提出二维有限元与三维有限元耦合的方法求解.建立某变电站地网模型,分析复杂土壤结构对大型地网接地性能的影响,结果表明:引入薄壳理论使得该方法在保证计算精度的基础上大大减小了计算内存和时间;复杂土壤结构中的高阻区对故障电流的阻碍作用会抬升地网电位升;高阻区的电流密度较小,地表电位分布起伏较大,较之均匀土壤高阻区接触电压、跨步电压高出数倍,地网设计中应加以关注.