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• 電力工程接地技術及其電磁環(huán)境計算 (ETEEP）軟件 功能摘要
  來源：武漢市天怡電子有限公司 時間：2025/3/23

關鍵字: ETEEP、接地極、接地網(wǎng)、電磁環(huán)境、變電站防雷、計算軟件
由武漢市天怡電子有限公司提供的“電力工程接地技術及其電磁環(huán)境計算 (ETEEP）軟件”是一個以高壓直流接地極和變電站/換流站地網(wǎng)的為主要對象、兼顧變電站或換流站設備防雷（符合IEC和GB相關標準）的參數(shù)計算,且有著多年國內(nèi)外實際工程應用經(jīng)驗的專業(yè)商業(yè)設計計算軟件。該軟件數(shù)據(jù)輸入操作簡單，輸出圖文并茂，特別適用于從事電力系統(tǒng)輸變電工程科研、設計人員使用。
1 主界面
為了盡快讓用戶掌握操作方法，ETEEP界面風格和操作方法盡可能與常規(guī)的商業(yè)軟件操作方法保持一致。ETEEP自帶常用的（打開、復制、保存、瀏覽與打�。┕芾怼ⅲㄎ谋竞蛨D形）輸出文件顯示與編輯功能。當啟動ETEEP軟件（經(jīng)過短暫加載）后，桌面如圖所示。桌面由菜單欄、工具條、狀態(tài)欄、工程文件樹視窗（文件管理器）和文件顯示區(qū)組成，與大家熟悉的Word操作界面相似。

圖  ETEEP主界面

ETEEP軟件操作方便，界面及其對控件的操作方式與WINDOWS基本相同，此外還帶有標準的幫助文件，并可讓用戶得到在線幫助，即隨時為用戶提供當前窗體上各控件的操作幫助信息。因此，只要用戶有點WINDOWS操作知識，用戶會很容易地掌握ETEEP軟件的操作方法及技巧。
2 功能簡介
ETEEP功能十分強大，可毫不夸張地說：設計人員ETEEP在手，電力系統(tǒng)接防雷接地工程設計計算必用愁。主要功能概述如下：
(1)創(chuàng)建計算模型。對Wenner法測量的土壤電阻率參數(shù)，采用等效法進行數(shù)據(jù)處理，并通過反演曲線擬合方式，（可選擇自動和手動兩方法）解釋得到大地(土壤)電性分層模型；還可通過模擬試驗中得到的電位分布曲線，進行反演擬合創(chuàng)建大地(土壤)電性分層模型。
(2) 恒定電流場電場計算。第一，采用行波法開展恒定電流場計算，能夠仿真計算N層極址模型中任意形狀電極的接地電阻、溢流密度、表面電場強度、地面最大跨步電位差等特征參數(shù)；還能計算大地中任意點處的電位、面電流密度、電場強度。  
(3) 接地極穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)溫升計算�？捎嬎愠鼋拥貥O最高暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)溫升、熱時間常數(shù)；采用有限差分法可計算極址土壤中任意點的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)溫升及其分布。
(4)接地極選型及優(yōu)化設計�？砷_展多種類型(包括緊湊型、分體式、共用、垂直型、深井型) 接地極仿真計算，幫助設計人員合理選擇接地極型式；優(yōu)化電極長度、焦炭和饋電棒尺。
(5) 導流系統(tǒng)設計。根據(jù)接地極和導流線布置結(jié)構(gòu)，能準確計算出導流系統(tǒng)中直流電流的分配，為選擇饋電電纜型號及截面提供依據(jù)。
(6) 評估計算直流地電流對周邊電網(wǎng)的影響�？煞抡嬗嬎懔鬟^任意(復雜)交流網(wǎng)絡系統(tǒng)中的直流電流,評估地電流對電力系統(tǒng)影響。
(7) 評估計算直流地電流對地下金屬設施影響。可仿真計算計算直流地電流在埋地電纜, 管道, 地下金屬物上產(chǎn)生的腐蝕、安全影響,為選擇極址，評價地電流對環(huán)境影響提供了計算手段。
(8) 接地極線路絕緣配合。可根據(jù)接地極線路終勘定位資料，計算得到：1）流過線路的直流電流；2）線路發(fā)生閃絡時流過桿塔的直流續(xù)流和電弧電壓。根據(jù)計算結(jié)果，制定出線路防腐措施和按照熄弧要求配置的絕緣子片數(shù)。
(9) 計算變電站/換流站短路時的入地電流�？筛鶕�(jù)變電站（換流站）實際接線情況和短路電流，分別采用分流系數(shù)法（手冊法）和仿真計算法，計算得到站內(nèi)外發(fā)生短路時流過接地網(wǎng)的入地電流。  
(10)接地網(wǎng)設計與計算�？赏瓿勺冸娬荆〒Q流站）設計、計算和繪圖功能，包括地網(wǎng)布置設計（參數(shù)化建建模）、特性參數(shù)（接地電阻、跨步電壓、接觸電勢、熱穩(wěn)定）等相關參數(shù)的計算，并且具有計算結(jié)果更準確，操作更簡便、快捷的特點。
(11)站區(qū)防雷設計與相關參數(shù)計算。設計人員可根據(jù)變電站(避雷針或線)平面布置圖，基于“折線法”和“滾球法”，能快速完成完成變電站防雷及其3D保護范圍計算和繪圖。
(12)自動生成施工圖。設計人員在完成接地極布置方案設計后，點擊“施工詳圖”按鈕，ETEEP將根據(jù)確定的接地極布置方案和需要圖形自動完成所有的施工詳圖和材料清冊，并以dwg格式將文件保存在指定的位置。
（13）界面操作友好。a)可采用dwg圖形導入\參數(shù)輸入\鼠標拖放建模，效率高，操作極其簡單；b)ETEEP界面及其對控件的操作方式與WINDOWS相似，并提供了較完善的在線幫助及操作手冊、視窗監(jiān)視；c)在數(shù)據(jù)錄入時和保存前，ETEEP對數(shù)據(jù)正確性進行查錯、甄別，發(fā)現(xiàn)錯誤及時報警。 （14）輸出圖文并茂。ETEEP根據(jù)文件屬性可采用多種格式輸出，如word格式或文本格式、Excel格式，圖片(曲線或云圖)格式，dwg施工詳圖格式等，如圖1-1所示，實現(xiàn)了輸出圖文并茂，可滿足不同用戶和設計文件的需求。
3 數(shù)學模型簡述
不同的計算內(nèi)容所采用的數(shù)學模型簡述如下：
(1) 接地極（網(wǎng)）電氣參數(shù)計算。采用解析法和數(shù)值法結(jié)合求解恒定電流場。正確計算接地極地面跨步電壓.電位升、接地電阻和電流分布是合理設計接地極的基礎和關鍵。為此, ETEEP軟件針對工程特點: 采用“等效土壤電阻率”的方法處理水平方向土壤電阻率分布不均勻問題；基于達朗貝爾方程理論，引入地電流在土壤中 “折射和反射”的概念, 用折射和反射電流代替不同電阻率土壤中的積累電荷，解決接地電阻、電位升和跨步電壓計算； 采用 “智化離散法”解決了非規(guī)則形狀接地極特征參數(shù)和電流分布不均的計算問題。
對于極（站）址位于大山區(qū)、海岸和湖濱情況，由于極址電性參數(shù)一般不具備水平分層模型特性，對此ETEEP采用“有限切割法”求解恒定電流場,取得了較滿意的計算結(jié)果。此外，模擬試驗和多個實際工程試驗結(jié)果也表明，該方法計算結(jié)果較準確。 該方法計算簡單，操作方便,適用性廣。
(2) 電流在導流系統(tǒng)中分配計算。為了使導流電纜選型和布置合理, 入地電流分配均勻，ETEEP采用經(jīng)典的“節(jié)點電壓法”計算流過導流電纜的電流。該方法適用任意電極形狀和任意布置形式的導流系統(tǒng)。 (3) 溫升計算。利用場論和熱量平衡理論基礎，創(chuàng)建接地極熱擴算（珀松方程）；采用數(shù)值“有限差分法”求解復雜邊界條件, 任意形狀電極熱擴散穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)方程,從而完成電極溫升控制計算。

(4) 接地極優(yōu)化設計。ETEEP基于工程特點，以等效電阻率值考核電極熱穩(wěn)定性，使不僅使計算變得簡單，而且較“經(jīng)典公式法”使計算結(jié)果更接近實際情況；以改善電流分布為目標來優(yōu)化電極形狀,改善電極運行特性；按電流密度分段確定電極尺寸或選擇材料,節(jié)省材料。 (5)地電流對電力系統(tǒng)的影響計算。采用“網(wǎng)絡法”計算流過電力系統(tǒng)變壓器繞組的直流電流，計算結(jié)果準確：重視優(yōu)化極址方案，防止或減少地電流對電力系統(tǒng)的影響，效果突出；為對有影響變壓器采取緩解措提供了計算依據(jù)和評價方法。
（6）地電流對地下金屬物腐蝕影響計算。利用分布參數(shù)理論分析計算直流地電流對地下金屬管道、地下電纜等設施影響；按照GB/T 50991-2014《埋地鋼質(zhì)管道直流干擾防護技術標準》國標要求，給出計算結(jié)果。
（7）短路電流入地電流計算。在變電站（換流站）地網(wǎng)設計與計算時，需要根據(jù)短路電路計算入地電流。ETEEP提供兩種計算方法可供用戶選擇:一是按照設計手冊提供的計算方法計算；二是基于與本站相關聯(lián)的進出線網(wǎng)絡參數(shù)，采用節(jié)點電壓法計算入地電流。
4 運行環(huán)境
ETEEP軟件無需安裝，只需將所有的執(zhí)行文件直接拷貝到用戶指定的目錄下，即可在WINDOWS7—WINDOWS11系統(tǒng)中文版本下操作運行。
5 查錯
使用ETEEP往往要求用戶輸入大量數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)輸入時難免不出錯誤，因此為了保證軟件運行順利，ETEEP軟件帶有較完善的查錯功能：在數(shù)據(jù)輸入時對當前鍵入的數(shù)據(jù)格式和值（范圍）進行在線查錯，發(fā)現(xiàn)錯誤及時糾正；保存數(shù)據(jù)文件時對輸入的數(shù)據(jù)間配合進行查錯；此外運行時對運行狀態(tài)進行差錯監(jiān)視。當出現(xiàn)錯誤時，信息窗將指出發(fā)生錯誤位置、錯誤內(nèi)容，并顯示對錯誤處理的建議。

 

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