• 电力工程接地技术及其电磁环境计算 (ETEEP）软件 功能摘要
  来源：武汉市天怡电子有限公司 时间：2025/3/23

关键字: ETEEP、接地极、接地网、电磁环境、变电站防雷、计算软件
由武汉市天怡电子有限公司提供的“电力工程接地技术及其电磁环境计算 (ETEEP）软件”是一个以高压直流接地极和变电站/换流站地网的为主要对象、兼顾变电站或换流站设备防雷（符合IEC和GB相关标准）的参数计算,且有着多年国内外实际工程应用经验的专业商业设计计算软件。该软件数据输入操作简单，输出图文并茂，特别适用于从事电力系统输变电工程科研、设计人员使用。
1 主界面
为了尽快让用户掌握操作方法，ETEEP界面风格和操作方法尽可能与常规的商业软件操作方法保持一致。ETEEP自带常用的（打开、复制、保存、浏览与打印）管理、（文本和图形）输出文件显示与编辑功能。当启动ETEEP软件（经过短暂加载）后，桌面如图所示。桌面由菜单栏、工具条、状态栏、工程文件树视窗（文件管理器）和文件显示区组成，与大家熟悉的Word操作界面相似。

图  ETEEP主界面

ETEEP软件操作方便，界面及其对控件的操作方式与WINDOWS基本相同，此外还带有标准的帮助文件，并可让用户得到在线帮助，即随时为用户提供当前窗体上各控件的操作帮助信息。因此，只要用户有点WINDOWS操作知识，用户会很容易地掌握ETEEP软件的操作方法及技巧。
2 功能简介
ETEEP功能十分强大，可毫不夸张地说：设计人员ETEEP在手，电力系统接防雷接地工程设计计算必用愁。主要功能概述如下：
(1)创建计算模型。对Wenner法测量的土壤电阻率参数，采用等效法进行数据处理，并通过反演曲线拟合方式，（可选择自动和手动两方法）解释得到大地(土壤)电性分层模型；还可通过模拟试验中得到的电位分布曲线，进行反演拟合创建大地(土壤)电性分层模型。
(2) 恒定电流场电场计算。第一，采用行波法开展恒定电流场计算，能够仿真计算N层极址模型中任意形状电极的接地电阻、溢流密度、表面电场强度、地面最大跨步电位差等特征参数；还能计算大地中任意点处的电位、面电流密度、电场强度。  
(3) 接地极稳态和暂态温升计算。可计算出接地极最高暂态和稳态温升、热时间常数；采用有限差分法可计算极址土壤中任意点的暂态和稳态温升及其分布。
(4)接地极选型及优化设计。可开展多种类型(包括紧凑型、分体式、共用、垂直型、深井型) 接地极仿真计算，帮助设计人员合理选择接地极型式；优化电极长度、焦炭和馈电棒尺。
(5) 导流系统设计。根据接地极和导流线布置结构，能准确计算出导流系统中直流电流的分配，为选择馈电电缆型号及截面提供依据。
(6) 评估计算直流地电流对周边电网的影响。可仿真计算流过任意(复杂)交流网络系统中的直流电流,评估地电流对电力系统影响。
(7) 评估计算直流地电流对地下金属设施影响。可仿真计算计算直流地电流在埋地电缆, 管道, 地下金属物上产生的腐蚀、安全影响,为选择极址，评价地电流对环境影响提供了计算手段。
(8) 接地极线路绝缘配合。可根据接地极线路终勘定位资料，计算得到：1）流过线路的直流电流；2）线路发生闪络时流过杆塔的直流续流和电弧电压。根据计算结果，制定出线路防腐措施和按照熄弧要求配置的绝缘子片数。
(9) 计算变电站/换流站短路时的入地电流。可根据变电站（换流站）实际接线情况和短路电流，分别采用分流系数法（手册法）和仿真计算法，计算得到站内外发生短路时流过接地网的入地电流。  
(10)接地网设计与计算。可完成变电站（换流站）设计、计算和绘图功能，包括地网布置设计（参数化建建模）、特性参数（接地电阻、跨步电压、接触电势、热稳定）等相关参数的计算，并且具有计算结果更准确，操作更简便、快捷的特点。
(11)站区防雷设计与相关参数计算。设计人员可根据变电站(避雷针或线)平面布置图，基于“折线法”和“滚球法”，能快速完成完成变电站防雷及其3D保护范围计算和绘图。
(12)自动生成施工图。设计人员在完成接地极布置方案设计后，点击“施工详图”按钮，ETEEP将根据确定的接地极布置方案和需要图形自动完成所有的施工详图和材料清册，并以dwg格式将文件保存在指定的位置。
（13）界面操作友好。a)可采用dwg图形导入\参数输入\鼠标拖放建模，效率高，操作极其简单；b)ETEEP界面及其对控件的操作方式与WINDOWS相似，并提供了较完善的在线帮助及操作手册、视窗监视；c)在数据录入时和保存前，ETEEP对数据正确性进行查错、甄别，发现错误及时报警。 （14）输出图文并茂。ETEEP根据文件属性可采用多种格式输出，如word格式或文本格式、Excel格式，图片(曲线或云图)格式，dwg施工详图格式等，如图1-1所示，实现了输出图文并茂，可满足不同用户和设计文件的需求。
3 数学模型简述
不同的计算内容所采用的数学模型简述如下：
(1) 接地极（网）电气参数计算。采用解析法和数值法结合求解恒定电流场。正确计算接地极地面跨步电压.电位升、接地电阻和电流分布是合理设计接地极的基础和关键。为此, ETEEP软件针对工程特点: 采用“等效土壤电阻率”的方法处理水平方向土壤电阻率分布不均匀问题；基于达朗贝尔方程理论，引入地电流在土壤中 “折射和反射”的概念, 用折射和反射电流代替不同电阻率土壤中的积累电荷，解决接地电阻、电位升和跨步电压计算； 采用 “智化离散法”解决了非规则形状接地极特征参数和电流分布不均的计算问题。
对于极（站）址位于大山区、海岸和湖滨情况，由于极址电性参数一般不具备水平分层模型特性，对此ETEEP采用“有限切割法”求解恒定电流场,取得了较满意的计算结果。此外，模拟试验和多个实际工程试验结果也表明，该方法计算结果较准确。 该方法计算简单，操作方便,适用性广。
(2) 电流在导流系统中分配计算。为了使导流电缆选型和布置合理, 入地电流分配均匀，ETEEP采用经典的“节点电压法”计算流过导流电缆的电流。该方法适用任意电极形状和任意布置形式的导流系统。 (3) 温升计算。利用场论和热量平衡理论基础，创建接地极热扩算（珀松方程）；采用数值“有限差分法”求解复杂边界条件, 任意形状电极热扩散稳态和暂态方程,从而完成电极温升控制计算。

(4) 接地极优化设计。ETEEP基于工程特点，以等效电阻率值考核电极热稳定性，使不仅使计算变得简单，而且较“经典公式法”使计算结果更接近实际情况；以改善电流分布为目标来优化电极形状,改善电极运行特性；按电流密度分段确定电极尺寸或选择材料,节省材料。 (5)地电流对电力系统的影响计算。采用“网络法”计算流过电力系统变压器绕组的直流电流，计算结果准确：重视优化极址方案，防止或减少地电流对电力系统的影响，效果突出；为对有影响变压器采取缓解措提供了计算依据和评价方法。
（6）地电流对地下金属物腐蚀影响计算。利用分布参数理论分析计算直流地电流对地下金属管道、地下电缆等设施影响；按照GB/T 50991-2014《埋地钢质管道直流干扰防护技术标准》国标要求，给出计算结果。
（7）短路电流入地电流计算。在变电站（换流站）地网设计与计算时，需要根据短路电路计算入地电流。ETEEP提供两种计算方法可供用户选择:一是按照设计手册提供的计算方法计算；二是基于与本站相关联的进出线网络参数，采用节点电压法计算入地电流。
4 运行环境
ETEEP软件无需安装，只需将所有的执行文件直接拷贝到用户指定的目录下，即可在WINDOWS7—WINDOWS11系统中文版本下操作运行。
5 查错
使用ETEEP往往要求用户输入大量数据，由于数据输入时难免不出错误，因此为了保证软件运行顺利，ETEEP软件带有较完善的查错功能：在数据输入时对当前键入的数据格式和值（范围）进行在线查错，发现错误及时纠正；保存数据文件时对输入的数据间配合进行查错；此外运行时对运行状态进行差错监视。当出现错误时，信息窗将指出发生错误位置、错误内容，并显示对错误处理的建议。

 

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