Determination of high-frequency parameters of grounding devices for electromagnetic transients calculation

Jazyk: ruština
Rok vydání: 2020
Předmět:
DOI: 10.18720/spbpu/3/2020/vr/vr20-1352
Popis: Данная работа посвящена разработке методики определения Ð²Ñ‹ÑÐ¾ÐºÐ¾Ñ‡Ð°ÑÑ‚Ð¾Ñ‚Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ð°Ñ€Ð°Ð¼ÐµÑ‚Ñ€Ð¾Ð² Ð·Ð°Ð·ÐµÐ¼Ð»ÑÑŽÑ‰Ð¸Ñ ÑƒÑÑ‚Ñ€Ð¾Ð¹ÑÑ‚Ð² с помощью численного расчета электромагнитного поля. Задачи, которые решались в Ñ Ð¾Ð´Ðµ исследования: 1. Обзор ÑÑƒÑ‰ÐµÑÑ‚Ð²ÑƒÑŽÑ‰Ð¸Ñ Ð¼ÐµÑ‚Ð¾Ð´Ð¾Ð² численного, экспериментального и аналитического определения параметров заземлителей. 2. Получение Ð°Ð½Ð°Ð»Ð¸Ñ‚Ð¸Ñ‡ÐµÑÐºÐ¸Ñ Ð²Ñ‹Ñ€Ð°Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ð¹ для сопротивления проводника, ÑƒÑ‡Ð¸Ñ‚Ñ‹Ð²Ð°ÑŽÑ‰Ð¸Ñ Ñ‚Ð¾ÐºÐ¸ смещения. 3. Определение комплексного сопротивления конструкций со сложной геометрией и неоднородной структурой по результатам расчета электромагнитного поля. 4. Расчет электромагнитного поля во временной области для получения графиков Ð¿ÐµÑ€ÐµÑ Ð¾Ð´Ð½Ð¾Ð³Ð¾ процесса в заземляющем устройстве В работе проведены расчеты ÑÐ»ÐµÐºÑ‚Ñ€Ð¾Ð¼Ð°Ð³Ð½Ð¸Ñ‚Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ð¾Ð»ÐµÐ¹ в заземлителе в частотной и временной Ð¾Ð±Ð»Ð°ÑÑ‚ÑÑ Ð¼ÐµÑ‚Ð¾Ð´Ð¾Ð¼ ÐºÐ¾Ð½ÐµÑ‡Ð½Ñ‹Ñ ÑÐ»ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ‚Ð¾Ð² с помощью программного комплекса COMSOL Multiphysics. В результате работы построена модель для численного расчета электромагнитного поля в Ð·Ð°Ð·ÐµÐ¼Ð»ÑÑŽÑ‰Ð¸Ñ ÑƒÑÑ‚Ñ€Ð¾Ð¹ÑÑ‚Ð²Ð°Ñ Ñ€Ð°Ð·Ð»Ð¸Ñ‡Ð½Ð¾Ð¹ конструкции, позволяющая получать комплексное сопротивление заземлителя, а также проводить расчет Ð¿ÐµÑ€ÐµÑ Ð¾Ð´Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ñ†ÐµÑÑÐ¾Ð² при Ñ€Ð°Ð·Ð»Ð¸Ñ‡Ð½Ñ‹Ñ Ð²Ð¾Ð·Ð¼ÑƒÑ‰ÐµÐ½Ð¸ÑÑ , Ð²Ð¾Ð·Ð´ÐµÐ¹ÑÑ‚Ð²ÑƒÑŽÑ‰Ð¸Ñ Ð½Ð° заземлитель. При этом осуществлен совместный учет уравнений электромагнитного поля в модели заземляющего устройства и уравнений Ð¿ÐµÑ€ÐµÑ Ð¾Ð´Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ñ†ÐµÑÑÐ¾Ð² в ÑÑ ÐµÐ¼Ðµ внешней сети с сосредоточенными параметрами.
The graduate qualification work topic is “Determination of high-frequency parameters of grounding devices for electromagnetic transients calculation”. The work under consideration is devoted to development of a method for determining high-frequency parameters of grounding devices using numerical calculations of the electromagnetic field. The research set the following goals: 1. To review existing methods for the numerical, experimental, and analytical determination of the parameters of grounding conductors. 2. To obtain analytical expressions for the conductor impedance that consider bias currents. 3. To determine impedance of objects with complex geometry and heterogeneous structure using the results of the electromagnetic field calculation. 4. To calculate the electromagnetic field in the time domain to obtain graphs of the transients occurring in the grounding device. The work provides computation of electromagnetic fields in the grounding in both the time and frequency domain using finite element method. The calculations were carried out in COMSOL Multiphysics software package. As a result of the work, a model for numerical calculation of the electromagnetic field in grounding devices of various designs was constructed. The model allows to derive impedance of the grounding system, as well as to carry out the transients calculation during various disturbances affecting the grounding. In addition, the electromagnetic field equations in the grounding device model were jointly combined with the transient equations of the external network circuit with lumped parameters.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: