大的经济损失和不良的社会影响。为了确保电网的安全稳定运行，提高供电可靠性，必须配备套与次系统相适应的安全保护系统。而输电线路在电力系统中不仅承担着输送电能的任务更是连接各个变电站的桥梁。因此需要有良好的架空输电线路杆塔接地装置才能保证整个系统的稳定和安全。架空输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要，降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平减少线路雷击跳闸率的主要措施。对于降低接地电阻，在工程中常常采用的措施主要有增大地网面积，增大接地体的尺寸增加接地体的埋深引外接地利用自然接地体换土采用降阻剂等。这些降阻措施都有其应用的特定条件，所以在工程中实践中尚未有降低杆塔接地电阻的通用方法。而提高计算接地电阻计算过程中的土壤复杂程度能够得到更小更精确的接地电阻值，有效的从根本上降低了接地电阻值。现今随着建设智能电网目标的提出，电力系统安全与稳定的要求越来越高。架空输电线路的安全与稳定将面临巨大的考验。杆塔塔位在般的土壤环境下的接地技术已经成熟，但多数情况下塔位处地形及地质条件多样。仅仅靠已有的经验公式是远远不够的，这对在复杂土壤情况下的杆塔接地技术提出了新的要求。例如在三门峡周边山区存在复杂的土壤环境，需要在保障良好经济效益比的同时确定合适的接地电阻以保证三门峡周边山区输电线路杆塔接地电阻达到规程要求。可以看出，研究出套合理成熟的在复杂多变的土壤环境下杆塔接地电阻计算方法迫在眉睫。只有这样才能计算出更加精确的杆塔反击跳闸率，才能适应整个电网大发展的主流，才能使整个电力系统的安全与稳定得到保障。目前国内外研究现状电力系统中的接地可分为三类工作接地保护接地防雷接地。对工作接地和保护接地而言，接地电阻是表征接地装置功能的个重要的电气参数。严格的说，接地电阻包括四个组成部分，即接地引线的电阻接地体本身的电阻接地体与土壤间的过渡接触电阻和大地的溢流电阻。不过与最后的溢流电阻相比，前三种电阻要小得很多，般均忽略不计，这样接地电阻就等于从接地体到地下远处零位面之间的电压与流过的工频或直流电流之比，即对防雷接地电阻而言，冲击接地电阻就是接地体流过冲击大电流雷电流或它的部分时呈现的电阻。将工频或直流下的接地电阻称为稳态电阻，二者之比称为冲击系数，这是在防雷接地及有关计算中十分重要的个电气参数。稳态电阻通常可以用发出工频交流的测量仪器实际测得，但几何形状比较简单和规则的接地体的工频即稳态接地电阻计算目前也有不少经验公式可以使用。而冲击接地电阻在接地体本身的电感和接地体周围火花放电区对其阻值大小有着相反的影响。最后得到的冲击接地电阻是大于还是小于稳态电阻要看着两个因素影响的相对强弱而定，所以冲击系数可能小于也可能大于当接地体够长时。若接地装置由根垂直钢管或根水平钢管带构成，那么他们的冲击接地电阻应为式中接地装置的冲击利用系数，它考虑各接地极间的互相屏蔽而使溢流条件恶化的影响，所以在杆塔接地工程中所遇到的接地电极的几何形状是多种多样的。目前使用较多的接地电极的形状都可以通过这些规则的接地电极的计算推导出。当然这仅仅是在假定土壤绝对均匀的前提下进行的，然而在些复杂土壤情况下，以上的经验公式不能准确计算稍复杂的不规则接地网及接地型式复杂杆塔的接地电阻。而直接利用拉普拉斯方程求解双层土壤中电流场的优点是可以进步推广到三层和多层土壤中去。土壤结构在般的接地工程研究中通常是假定无限大均匀的，在较复杂的研究中土壤结构可以分为两类水平分层垂直分层。但这些分层方式也是假定土壤单分层，在更复杂的土壤情况研究中会出现水平垂直交错分层的情况。目前在无限大均匀土壤结构下的接地电阻计算方法已十分成熟，般利用经验公式求得。在单多分层水平分层垂直分层情况下计算方法比较丰富，各种计算结果精确度不。现在国内外接地工程中常用的数值计算方法有矩量法有限元法镜像法以及边界元法等。矩量法是种精度高便于计算机实现的接地电阻计算方法。其中镜像法是精度最高的计算方法，但是当土壤分层较复杂时，该方法将由于无穷多重镜像而使得计算难度增大。目前文献利用有限元法对接地电阻进行分析，计算结果比较令人满意，但所建模型比较复杂。边界元由于只对边界离散，离散化误差仅仅来源于边界，所以计算精度较有限元法高，但是往往需要计算机求解大型离散方程组，需要较多的计算机时，不易处理多种媒质共存的问题。为了有效的运用边界元法的原理计算复杂土壤结构中的接地电阻参数，国内已有科研工作者相继开发了些数值模拟计算软件。世界各国广泛使用的计算软件，是由专门从事开发和销售电力系统接地设计和干扰分析的商业软件公司公司开发的计算软件，该软件的性能已达到世界领先水平。边界元法计算多层大地模型中接地电阻参数的关键是有效地计算点源的格林函数。目前有效地计算点源的格林函数有四种方法经典镜象法直接积分法复镜象法线性滤波法学院学报袁建生，李中新求解多层媒质中点源电场问题的复镜像法清华大学学报自然科学版周晓虎，周秧多层水平分层土壤电阻率模型现代电力潘卓洪，张露，谭波，文习山垂直多层土壤的格林函数中国电机工程学报,牛晓民电力系统接地分析软件简介华北电力技术李中新变电站接地网模拟计算北京清华大学博士论文，张波，崔翔复镜像法中的的种自适应采样方法华北电力大学学报杨慧娜，袁建生利用四极法确定三层土壤模型清华大学学报赵智大高电压技术中国电力出版社，薛定宇，陈阳泉高等应用数学问题的求解清华大学出版社，山西省电力公司输电线路塔型手册北京中国电力出版社，李明贵高压架空输电线路雷击过电压的仿真计算与分析研究之二输电线路耐雷水平与雷击跳闸率的仿真计算与分析广西电力,赵志斌，张波，崔翔，李琳分层土壤中点电流源电流场计算的递推算法华北电力大学报中华人民共和国水利电力部电力设备接地设计技术规程北京水利电力出版社，陈家斌接地技术与接地装置北京中国电力出版社，沈培坤防雷与接地装置北京化学工业出版社,杨毅男多层土壤接地系统参数计算北京清华大学，马信山，张济世，王平电磁场基础北京高等教育出版社，王先冲电磁场理论及应用北京科学出版社，刘力，孙结中等值复镜象法在多层土壤接地计算中的应用高电压技术孟遂民，孔伟架空输电线路设计北京中国电力出版社，谭琼，李景禄，李志强等山区电网防雷技术北京中国水利水电出版社，附录水平多分层土壤格林函数源程序文件,为土壤各层电阻率为土壤各层厚度为土壤各层格林函数值为土壤水平分层的层数,二分层土壤接地电阻计算源程序水平二分层接地电阻计算程序垂直二分层接地电阻计算程序水平二分层土壤接地电阻计算不同值不同长度源程序垂直二分层土壤接地电阻计算不同值不同值源程序接地电阻对反击跳闸率的影响源程序,毕业设计论文题目基于复杂土壤情况下杆塔接地电阻的计算方法研究学生姓名学号专业输电线路工程班级指导教师评阅教师完成日期年月日学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的论文是本人在导师的指导下进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理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。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。不保密。请在以上相应方框内打作者签名年月日导师签名年月日目录摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„研究杆塔接地系统的重要意义„„„„„„„„„„„„„„„„目前国内外研究现状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„本文的主要工作„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„均匀土壤中接地电阻数值计算„„„„„„„„„„„„„„„圆棒型电极计算公式推导„„„„„„„„„„„„„„„„„„„圆环型电极计算公式推导„„„„„„„„„„„„„„„„„„„圆盘型电极计算公式推导„„„„„„„„„„„„„„„„„„非均匀土壤下接地电阻数值计算„„„„„„„„„„„„„„求解双层土壤中的垂直接地电极„„„„„„„„„„„„„„„水平多层土壤中的格林函数„„„„„„„„„„„„„„„„„垂直多层土壤中的格林函数„„„„„„„„„„„„„„„„„应用复镜像法快速计算格林函数„„„„„„„„„„„„„„„算例比较„„„„„„„„„„„„„„均匀土壤情况下垂直接地电极的阻值计算„„„„„„„„„„„非均匀土壤情况下垂直接地电极的阻值计算„„„„„„„„„„不同土壤环境对接地电阻值的影响„„„„„„„„„„„„„„接地电阻对反击跳闸率的影响„„„„„„„„„„„„„„„反击跳闸率计算说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„接地电阻对反击跳闸率的影响„„„„„„„„„„„„„„„„结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„基于复杂土壤情况下杆塔接地电阻的计算方法研究摘要输电线路杆塔接地装置设计及接地电阻计算的实际工程中将土壤视为无限大均匀土壤，可能会造成接地设计的不准确，从而影响线路的防雷效果。基于经典镜像法和拉普拉斯方程，引入复镜象法的概念，推导水平多层和垂直多层土壤电性结构下的格林函数计算公式，从而对无限大均匀土壤水平双层和垂直双层土壤模型的接地电阻进行了计算。以软件计算结果作为参考依据，探讨了土壤复杂化对接地电阻值的影响特性。根据不同条件下计算得到的接地电阻值，计算了山区输电线路同塔双回典型杆塔的耐雷水平和反击跳闸率。结果表明，由于土壤的复杂性，若以无限大均匀土壤设计接地装置，其接地电阻值比实际要小，从而可能造成线路反击跳闸率的低估。关键词复杂土壤电性模型，杆塔接地装置，接地电阻，复镜像法，格林函数，反击跳闸率,绪论研究杆塔接地系统的重要