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SES研究人员发表的文章摘要

接地领域中最新分析及计算技术 

马金喜 博士， Farid P. Dawalibi 博士

摘要： 本文的主要目的在于指出处理接地问题中常见的错误概念及方法，并介绍在此领域中最新分析与计算技术及其相应的软件工具。

    恰当的接地系统对于维持电力系统的正常运行是非常重要的。完整的接地分析与设计包括以下几个环节：（ A ）土壤电阻率测量与解释；（ B ）入地电流计算（包括回流计算）； （ C ）接地系统分析；（ D ）接地阻抗测量。

    在土壤电阻率测量过程中，目前还常常看到不恰当的方法被采用。最常见的错误是电极间距相对于接地系统的尺寸太小。从而导致测量结果错误。忽略入地电流计算（包括回流计算）是另一常见错误。在这种情况下，短路总电流被作为入地电流，因而计算出极高的电位升，甚至于导致电位升大于电压源电位的荒谬结论。在接地系统分析过程中，常见的问题是无论对于多大的接地网，多低的土壤电阻率，接地网总是被当作一个等电位体来对待。这个假设对于大接地网，低土壤电阻率的情形是不成立的。必须使用新的计算手段来解决这类问题。在测量接地阻抗时，所谓的 0.618 法通常被采用。这是一个简化的电位降低法。运用 0.618 或电位降低法时，最基本的假设通常被忽略，从而导致错误结果。

     以上指出了接地分析中几个常见的问题。下面我们将对如何准确地处理这些问题作详尽的论述并以实例进行说明。本文中的计算结果是应用 CDEGS 软件包而得出的。 CDEGS 软件包（电流分布、电磁场、接地、土壤结构分析）是一套功能强大的集成软件工具，用来精确分析接地、电磁场、电磁干扰等问题。 CDEGS 可计算由埋设或地面上的带电导体组成的任意网络在正常、故障、雷击等瞬态条件下的电流和电磁场。 CDEGS 能模拟简单导体和组合导体，如裸线、有涂层的管道或者埋设在复杂土壤结构中的管装电光缆系统。 CDEGS 可以提供从简单的接地网设计到由雷击等引发的埋设系统或地面系统的复杂状态的解决方案。本文在最后对 CDEGS 软件包中的专用接地子软件包 AutoGrid Pro 作了初步的介绍。

电磁干扰领域中最新分析及计算技术

马金喜 博士， Farid P. Dawalibi 博士

摘要： 本文通过实例阐述了电磁干扰问题中的分析与计算技术，并介绍了在此领域中用于分析与计算的软件工具。

    随着中国工业化程度的不断提高，电力系统中的电磁干扰问题也就随之而来。如何准确地分析这些干扰问题，从而提出解决问题的措施是一个富有挑战性的课题。我们所感兴趣的电磁干扰问题包括：变电站电位升队附近其他设备的干扰问题，电力传输线与管道，通讯线路及铁路等之间的干扰问题，以及由雷击或开关离合所引起的干扰问题等。

    本文中所有的计算都是通过运用 CDEGS 软件包来进行的。 CDEGS 软件包（电流分布、电磁场、接地、土壤结构分析）是一套功能强大的集成软件工具，用来精确分析接地、电磁场、电磁干扰等问题。 CDEGS 可计算由埋设或地面上的带电导体组成的任意网络在正常、故障、雷击等瞬态条件下的电流和电磁场。 CDEGS 能模拟简单导体和组合导体，如裸线、有涂层的管道或者埋设在复杂土壤结构中的管装电缆系统。 CDEGS 可以提供从简单的接地网设计到由雷击等引发的埋设系统或地面系统的复杂状态的解决方案。

电力系统高效自动化接地系统的设计

J. Liu, F. P. Dawalibi, J. Ma

Presented at The 5th International Conference on Power Transmission & Distribution Technology, Beijing, China, October 12 - 14, 2005.

摘要 ： 以往接地系统设计是基于工程经验和一些粗略指导原则来进行。常用的反复试算法非常耗时，对于影响接地系统性能的众多参数（地网几何面积、地网的埋度、导体特性、接地网中是否有接地棒、土壤特性、变电站表层是否覆盖有碎石层等）来说，这种方法是非常困难的。本文介绍了一个高效自动化接地系统的设计方法。在给定土壤结构、网格区域的尺寸、导体的特性、接地系统结构、以及接地系统中故障电流分配等条件下，使用这一方法可以方便地设计出满足接地电阻、地电位升、接触、跨步电压等设计需求的接地系统。本文将通过对几个典型的、具有各种不同类型的系统数据和条件，如：土壤特征、电网结构以及接地系统的结构的接地系统的设计介绍，以描述这种自动化的设计方法和技术。本文所阐述的技术可帮助电力工程师高效快速地设计出安全可靠的接地系统。运用强大自动的接地系统设计技术可以使你在最短的时间内设计出安全又经济的接地网。

高压输电线路对周围电气环境产生的

影响的分析计算

 Yixin. Yang, S. Fortin, J. Ma and F. P. Dawalibi

Presented at The 5th International Conference on Power Transmission & Distribution Technology, Beijing, China, October 12 - 14, 2005.

 摘要： 本文用目前世界上最权威的学者和研究机构常用的方法分析计算了高压输电线路对周围电气环境产生的影响 。 计算实例为一个典型的 500kV 双回路高压输电线路 ， 计算的环境参量包括电场、磁场、无线电噪声和音频噪声。同时应用了几种不同的方法 进行计算 并对计算结果进行了比较。

AC 干扰 ：与电力线路共用走廊的公用设施

面临的重要问题

李业旭 , Farid P.Dawalibi, IEEE 高级会员, D. Mankar

Presented at The 5th International Conference on Power Transmission & Distribution Technology, Beijing, China, October 12 - 14, 2005.

摘要： 在负载和故障条件下，由高压电力线路产生的 AC 干扰能对人身造成电击伤，也会危及设备的安全。本文主要讨论了高压线路对邻近的共用走廊内的公用设施（如油气管线、铁路等）的干扰问题; 介绍了目前强大而且精确的用于AC 干扰的计算机软件工具; 论述了当今先进有效, 性价好,

    应用广泛的 AC 干扰防护措施。文中利用实际案例, 演示了在稳态和故障条件下，输电线路与油气管线之间干扰问题的存在，阐述了计算机处理AC 干扰问题的有效性和相关的防护措施的有效性。

关于变电站接地分析中 IEEE 标准 80 的应用

J. Ma and F. P. Dawalibi

Presented at The 5th International Conference on Power Transmission & Distribution Technology, Beijing, China, October 12 - 14, 2005.

摘要： 本文讨论了在 AC 变电站接地分析中应用 IEEE 标准 80 (IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding ) 时存在的常见误解。这些误解会导致接地系统的过设计或设计不足。

    常见的误解包括 电极间距 不恰当的土壤电阻率测量，不适当的土壤模型近似，不准确的故障电流分流计算，对碎石应用的理解不足，以及在接地系统分析中等电位假设的使用。本文也通过一些例子来说明由这些误解在接地分析中产生的不利影响。澄清这些误解将有助于更安全的接地分析和设计。

反映局部季节性电阻率变化的表层土壤模型

F. P. Dawalibi, S. Tee, N. Mitskevitch , and J. Ma

Presented at The 5th International Conference on Power Transmission & Distribution Technology, Beijing, China, October 12 - 14, 2005.

摘要： 准确的接地分析的关键在于所建立的土壤模型要尽可能地与所分析的实际土壤状况相吻合。本文着重于 表层 土壤模型的研究。由于接触和跨步电压的计算主要受局部或表层 土壤的特性影响，因此在接地网设计时考虑表层 土壤电阻率的变化是非常必要的。表层 土壤电阻率的变化可能是由于局部地域季节变化，例如表层土壤冬季冻结或夏季曝晒；在大型变电站的区域内也经常会遇到表层 土壤电阻率变化较大的现象。本文将阐述如何考虑土壤电阻率随温度和深度的变化，并用水平多薄层 土壤模型来模拟冻土层 土壤电阻率随深度连续变化的情况，以避免选用过于保守的 土壤模型。

变压器绕组直流电流引起饱和的改善新 技术

李业旭 , Farid P.Dawalibi, IEEE 高级会员, 李长益,CSEE 高级会员

Presented at The 5th International Conference on Power Transmission & Distribution Technology, Beijing, China, October 12 - 14, 2005.

摘要： 本文提出了一种有效解决直流电流引起变压器饱和的新技术方案。该技术方案可确保流经变压器绕组的直流电流在安全值以下，这种确保性与电网的结构几乎没有什么关系。本文进行的参数分析揭示了主要参数，如土壤结构和性质、架空地线、线路杆塔接地、 HVDC 电极附近与所研究的变压器站相连的出线以及长的导电管线（如水管）对该直流电流大小的影响。根据新的技术，针对一个具体的案例，提出了一种有效又经济的改善措施并对改善的效率进行了分析评估。计算结果表明，这些措施用于该实例可以降低达60 ％的变压器绕组直流电流。而且在最严重的系统故障和变压器故障的条件下，这些建议的措施仍然是安全的。