Совершенствование методов расчета протяженных заземлителей электроэнергетических объектов при синусоидальном и импульсном токах

• Автор: Киселева, Юлия Александровна
• Шифр специальности: 05.14.02, 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Физические и математические основы моделирования волновых процессов в протяженных зазсмлителях

1.1. Состояние вопроса. Существующие проблемы

1.2. Оценка параметров наведенных токов, протекающих в заземлителях при грозовых разрядах
Глава 2. Полевая и цепная модели волновых процессов в вертикальном заземлителе при синусоидальном токе

2.1. Электромагнитное поле и волновые параметры трубы и стержня

2.2. Интегральные параметры заземлителей. Полевая и цепная модели

Глава 3. Электромагнитное поле протяженного заземлителя параллельного границе раздела сред при синусоидальном токе

3.1. Расчет составляющих напряженности электрического поля

3.2. Расчет интегральных характеристик и параметров заземлителя

Глава 4. Импульсные волновые процессы в заземлителях
4.1. Постановка задачи расчета
4.2. Расчетные модели
4.3. Расчет напряжения на входе
4.4. Расчет распределений тока и напряжения Заключение. Основные результаты и выводы Список литературы
Приложение 1. Расчет напряжения на входе протяженного заземлителя при единичном импульсном токе 0 0, е7 е4 Приложение 2. К расчету постоянной распространения
Приложение 3. Расчет распределений зарядов, наводимых в системе параллельных проводов полем лидера молнии Приложение 4. Результаты расчета параметров заземлителей Приложение 5. К оценке достоверности результатов Приложение 6. Акты о внедрении результатов
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Изложена методика спектральной обработки импульсов. Разработаны методы расчета импульсов наведенного тока. Во второй главе выполнено теоретическое исследование электромагнитного поля вертикального заземлителя, разработана методика определения его волновых и эксплуатационных характеристик для многослойной среды, установлены условия адекватности модели в форме цепи. В третьей главе разработан метод расчета ЭМ поля, волновых и эксплуатационных параметров и характеристик горизонтального заземлителя, проложенного вблизи границы раздела двух сред. Получены аналитические выражения для компонент напряженностей электрического поля в грунте и воздухе, являющиеся базовыми как для решения конкретных задач ЭМС так и для общей оценки качества ЭМ обстановки на энергообъектах в зоне влияния поля заземлителя. Выполнены расчет и анализ напряжения на заземлителе, входного, волнового и переходного комплексных сопротивлений от частоты, определены параметры цепной модели заземлителя. Изложена методика определения частотных характеристик заземлителей в воздухе, приведены результаты для типовых ситуаций, позволяющие получить представление о численных значениях параметров волнового процесса. В четвертой главе рассматривается метод математического моделирования волновых процессов при воздействии на протяженный заземлитель импульсов тока и напряжения. Целями применения предложенного метода являются определение входных характеристик протяженных заземлителей и расчет изменений параметров импульса при его распространении по заземлителю. Выполнен анализ полученных результатов. В приложениях приведено описание методики численной реализации интегралов, входящих в уравнение для постоянной распространения, рассмотрен аналитический метод вычисления напряжения на входе, приложены акты об использовании результатов работы. В заключении приводятся и обсуждаются основные результаты, полученные в диссертации, оцениваются перспективные направления их дальнейшего использования. Состояние вопроса. Настоящая работа посвящена теоретическому изучению и математическому моделированию электромагнитного (ЭМ) поля и волновых процессов в протяженных неэквипотенциальных заземлителях (ПНЭЗ) в режимах протекания синусоидальных и импульсных токов. Результаты исследования могут быть использованы при решении проблем функционального применения ПНЭЗ, при выборе средств и методов обеспечения электромагнитной совместимости заземлителей с измерительными, информационными и другими устройствами, для оценки степени пожаро- и взрывоопасности ситуаций, возникающих при разрядах атмосферного и статического электричества на протяженных трубопроводах, транспортирующих горючие жидкости и газы, при разработке и совершенствовании локационных методов обнаружения повреждений воздушных и кабельных линий. Важнейшей областью применения результатов работы может стать их использование в вычислительных комплексах систем автоматизированного проектирования промышленных систем заземления. Необходимость сочетания в системах заземления энергетических и промышленных объектов естественных и искусственных заземлителей, как это рекомендовано Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и другими нормативными документами (ГОСТ Р 1. ГОСТ . Поскольку в качестве естественных заземлителей используются, как правило, металлические трубопроводы, обсадные трубы скважин, оболочки кабелей, рельсовые пути, т. Различными для синусоидальных и импульсных токов являются как эти источники, так и реакция системы на их воздействие. Согласно данным [], для заземляющей системы (ЗС) такой, как, например, заземляющая система Усть-Илимской ГЭС, причиной появления синусоидальных токов в ЗС является стационарная несимметрия токов нормального режима, причем независимо от распределения токов в нейтралях трансформаторов и автотрансформаторов, подключенных к ЗС, значение сопротивления заземления остается неизменным, т. ЗС в этом режиме допустимо рассматривать как неизменную величину, на которую накладываются воздействия от протекающих импульсных токов.