A study on simulation method of transient response of grounding resistance of grounding net

接地网接地电阻暂态响应仿真方法研究

• 批准号: 22K04055
• 负责人: 関岡 昇三
• 金额: $ 1万
• 依托单位: Shonan Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04055/
• 关键词: 接地抵抗; 雷サージ; 電気回路; 耐雷設計

接地網などの大規模接地系の簡易かつ高精度な雷サージ解析モデルが求められている。土中における電磁界伝搬速度は空気中の光速の数分の1であり、接地極間における電磁界伝搬時間は接地抵抗過渡特性に大きな影響を与える。従来手法における電気回路論では導体間の電磁・静電誘導は相互インピーダンス・アドミッタンスとして模擬しており、導体間の誘導現象における伝搬時間を考慮していない。本研究では、電気回路論的手法に基づく伝搬時間を考慮した接地電極のシミュレーションモデルの開発を行う。開発したモデルは広く用いられている電力系統過渡現象解析プログラムEMTP（ElectroMagnetic Transients Program）において使用できるものとし、サージ解析の汎用性を図る。令和４年度は棒電極などの小規模接地極からなる接地系を取り扱った。当初の計画では　接地モデル開発のための理論構築、接地モデル提案、EMTPソースコードの把握について実施予定であった。電気回路計算法として接点方程式がもっぱら採用されている。EMTPも接点方程式を採用している。EMTPの基本的な部分について独自にソースコードを作成した。さらに、土中の電界伝搬時間を考慮した方程式について整理を行い、接点方程式を用いる際の問題点を把握した。さらに問題点解決方法を新たに開発した。このように令和4年度研究計画について、埋設地線間の電磁・静電誘導結合の伝搬時間を考慮する手法の開発以外について全て実施することができた。小型接地極の伝搬時間を考慮した接地抵抗提案モデルについてIEEE Transaction on Power Deliveryに論文“Grounding Resistance Model Considering Propagation Time between Grounding Electrodes”を投稿した。

需要用于大规模接地系统（例如接地网络）的简单且高度准确的闪电分析模型。土壤中电磁场的传播速度是空气中光速的一小部分，而地面极线之间的电磁场传播时间对地面电阻瞬态特性具有重大影响。在传统的电路理论中，导体之间的电磁和静电诱导是相互阻抗的模拟，并且在导体诱导的现象期间的传播时间不考虑。在这项研究中，我们将基于电路理论方法来考虑地面电极的模拟模型。开发的模型将用于广泛使用的电磁瞬态程序（EMTP），该程序是一个电源系统瞬态分析程序，可在激增分析中提供多功能性。在2022年，我们处理了由小型接地电极（例如杆电极）组成的接地系统。最初的计划是实施建立接地模型，提出接地模型并了解EMTP源代码的理论。接触方程主要用作电路计算方法。 EMTP还使用触点方程。我为EMTP的基础创建了自己的源代码。此外，考虑了土壤中电场传播时间的方程式，并掌握了使用接触方程的问题。此外，已经开发了一种新的解决方案。因此，可以实施所有2022财政年度的研究计划，除了开发一种方法，该方法考虑了埋藏地面线之间电磁和静电归电耦合的传播时间。我已经发布了一篇论文，称为“接地电极之间的传播时间”的论文，这些论文是在拟议模型上进行电力交付的IEEE交易，用于接地电阻，考虑到小接地极的传播时间。

项目成果

伝搬時間を考慮した相互接地抵抗模擬方法

考虑传播时间的相互接地电阻模拟方法

• 发表时间: 2023
• 作者: 本間大成;大野桃果;藤井隆;大野桃果;藤井隆;矢野生馬・丸田英徳;関岡昇三
• 通讯作者: 関岡昇三