CDEGS软件介绍
基于CDEGS对垂直接地极与双层接地网的仿真比较研究
《西藏科技》2019年2期（总第311期）基于CDEGS对垂直接地极与双层接地网的仿真比较研究权学政李朝霞*（西藏农牧学院，西藏林芝860000）摘要：合理有效的设计接地网对于改善接地系统的接地性能有着重要意义，由于土地资源日益紧缺，变电站占地面积越来越小，研究双层接地网具有一定的意义。
基于CDEGS软件对垂直接地极和双层接地网进行仿真，研究了在不同土壤结构的情况下，加装垂直接地极的水平接地网与双层接地网对接地性能的影响。
从而为双层接地网和垂直接地极的适用环境提供理论依据。
关键词：双层接地网垂直接地极CDEGS接地就是将电气装置和设施的导体部分通过接地线连接到接地极，再由接地极连接到大地。
接地是为了能使电流在地中流通时，使其散流的更快［1］。
接地的目的就在于使电力系统和电气设备对于大地处于一种低电位差的状态，保障了电力系统和设备的正常运行，并且保证工作人员的人身安全［2-3］。
接地的主要作用就是把雷电流或短路电流短时间内引入大地中，防止设备流过大电流损坏设备并且防止人员接触设备而触电，保障了设备不受损坏和保护了人员不受伤害［4］。
由于土地资源有限，考虑到变电站对农业、经济以及公路规划的影响，同时也是为了减小其对农业的影响，规划部门要求电站尽量选择一些偏僻的地方，变电站、发电厂的征地显的非常不易，这就使得其占地面积越来越小，在变电站站址范围内仅仅依靠单一的水平接地网其接地是很难满足要求的。
在一些偏僻地区，能构建接地网的土地资源有限，利用局部换土地带建造双层接地网，由于换土区域土壤电阻率比较小使变电站接地电阻有效的降了下来［5-7］。
评估接地网性能好坏的参数有接地电阻，接触电压和跨步电压等，计算接地电阻的方法有很多如矩量法，仿真软件CDEGS就是应用的这种方法［8］，CDEGS是由加拿大SES公司推出的用于分析和计算接地和雷电保护等问题的［9-10］。
笔者使用CDEGS 对水平双层和水平三层土壤结构的垂直接地极和双层接地网进行了模拟仿真，研究了在降阻相同的情况下，双层接地网与不同数量或不同长度的接地极在不同土壤结构中的对比。
CDEGS软件测算接地电阻
CDEGS软件测算接地电阻准备内容：新建工程的文件都保存在SES/SESTest之中，包括模型选择、输入数据和计算结果。
其中工程可以起统一的名称，比如DEM1，那么工程相关文件均会带有此名称，而同一模块所保存的文件名前缀都相同，如rs_DEM1或RS_DEM1（表示反演土壤电阻率模块下生成的文件，mz_DEM1和MZ_DEM1则表示接地电阻计算模块的），而文件类型的名称则代表了不同作用的文件，如.F09（此类型文件是用来记录计算过程和结果的，而F05是用来记录模块信息的文件）。
1.打开CDEGS软件，点击频域电阻按钮，进行接地电网建模：2.弹出数据输入对话框，点击土壤类型，弹出对话框，进行土壤电阻率输入，然后点击计算，选择激励电流的频率：根据实际情况建立土壤模型，选择均匀或者多层，然后填入土壤电阻率和厚度，注：infinite表示无穷大。
3.输入完成后点击确定，回到前一对话框，点击SesCAD，对接地装置进行建模：4.接地装置模型建立，画出接地装置:画一段简单的接地体，并引入激励，不同视角的情况如下图4.设置接地体坐标和激励坐标，右键单击所画道题，弹出选项，选择编辑物体可以设置导体的三维坐标，单位为米（注：z最大为0，不能为负值，其值表示距离地表的深度）。
5.分别设置接地体参数和激励参数，右键单击导体选择特性：择导体类型为接地材料特性，并输入参数，如图所示：注：阻抗选择计算值表示相对于铜的参数，而自定义则表示实际参数，注意单位再输入激励点导体的激励参数，在弹出对话框中选择电流激励，并确定大小，如图所示：6.输入完毕后点击确定，回到建模界面，关闭该界面，弹出对话框选择“更新变化到Input Toolbox”,返回之前对话框，选择运行：7.点击确定，直到弹出报告对话框,选择报告：8.得到接地电阻仿真计算结果：。
电力系统接地分析软件CDEGS简介
二、电力系统接地技术的展望
随着科技的进步和电力系统的不断发展，对接地技术的要求也越来越高。未来 的接地技术将朝着更加安全、可靠、灵活和环保的方向发展。
首先，将研究更加先进的接地材料和设计方法。例如，使用高导电性、高稳定 性和长寿命的材料，以及采用新型的结构和设计方法，以提高接地系统的性能 和可靠性。
3、混合接地：这是一种结合了一点和多点接地优点的接地方式。在此方式下， 一些重要的设备或电路采用独立接地，而其他设备则采用公共接地。混合接地 的设计需要根据具体的应用场景和需求进行选择和设计。
对于接地方式的选择，需要综合考虑设备的要求、环境条件、建设成本等因素。 同时，还需要对接地系统进行有效的维护和管理，确保其工作状态良好。
CDEGS软件介绍
CDEGS是一款专门为电力工程师和学者设计的接地分析软件。它具有以下特点：
1、功能强大：CDEGS软件集成了多种接地分析功能，包括土壤电阻率计算、 接地电阻和接触电阻计算、电流分布和电位计算等。
2、易学易用：CDEGS软件界面友好，操作简便，用户只需通过简单的鼠标点 击和输入即可完成分析。
根据CDEGS软件计算出的结果，该公司发现改造后的接地系统具有较高的电阻 值，存在一定的安全隐患。为了降低安全风险，该公司决定优化接地极的埋深 和半径等参数。通过多次调整和计算，最终确定了最优的接地系统方案（如图 3所示）。
图3 CDEGS软件优化得出的最优 接地系统方案界面
结论
本次演示介绍了电力系统接地分析的重要性以及CDEGS软件在该领域的应用。 通过实例分析，我们发现CDEGS软件能够帮助工程师和学者快速有效地进行接 地分析，提高工作效率和准确性。在未来的电力系统发展中，随着设备规模和 复杂度的增加，CDEGS软件的应用将更加广泛。因此，深入研究和掌握CDEGS 软件对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。
基于CDEGS软件的变电站接地网优化研究
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２ 常规接地设计 方案 的缺点
接地 网作为变电站交直流设备接地及 防雷保护接地 ， 对维
护 系统 的安 全 运 行 、 保 障 运 行 人 员 和 电 气 设 备 的安 全 起 着 重 要 的作 用 。大 多 数 设 计单 位对 于变 电站 的 接 地 设 计 仍 采 用 了 《 交 流 电气 装 置 的接 地 》 推荐 的设计 方案及计 算公式 ， 常 规 变 电 站
基于 Ｃ ＤＥ ＧＳ软 件 的变 电站 接地 网优 化 研 究
卓 越 蒋 伟
（ 四川 电力设 计咨 询有 限责任 公 司 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ０ １ ６ ）
摘 要： Ｃ Ｄ Ｅ Ｇ Ｓ是一 款可 进行接 地仿 真设计 的大 型软 件 ， 现结 合 具体 工程 ， 使用 Ｃ Ｄ Ｅ Ｇ Ｓ软件 对 变 电站接 地 网络 进 行 了仿 真 建模 ， 建
立 了多层 土壤模 型 ， 对变 电站 接地 网 的接触 、 跨 步 电势差 进行 了三 维计 算校 验 ， 结合 校验 结果 对接 地 网进 行 了优化 设计 。使 用 Ｃ Ｄ Ｅ Ｇ Ｓ软 件， 在接地 网设 计过 程中可 以找 到技 术性和 经济性 的最 佳平衡 点 。
关键 词 ： Ｃ Ｄ Ｅ Ｇ Ｓ 软件； 接地 网； 优化设 计 ； 多层 土壤模 型
１ ＣＤ Ｅ Ｇ Ｓ简 介
Ｃ Ｄ Ｅ ＧＳ软 件 是 由加 拿 大 Ｓ Ｅ Ｓ公 司 开 发 的 ， 旨在 解 决 电 力 系统 接 地 、 电磁 场 和 电 磁 干 扰 等 工 程 问 题 的强 大 工 具 软 件 ， 它
CDEGS软件包 其 它 软 件 包 工 程 计 算 模
2D 3D 2D 3D 2D 2D 3D 3D 3D2D功能图例MultiFields MultiFields+CDEGS52MultiFieldsPro 功能图例AutoGround 4MultiGround 4MultiGround+MultiGroundZ MultiGroundZ+MultiLines Right-Of-Way ProRight-of-Way Pro工 程 计 算 模 块其 它 软 件 包功能图例2440607012个月技术支持(包含延伸)1,3R E S A PF C D I S TM A L TM A L ZT R A L I NS P L I T SH I F R E QF F T S E SA u t o G r i d P r oA u t o G r o u n d D e s i g nR i g h t -o f -W a y P r oS E S T L C P r oS E S E n v i r o P l u sA u t o G r i d P r o2848A u t o G r o u n d D e s i g nR i g h t -o f -W a y P r oS E S T L C P r o3640S E S S h i e l dSES 软件包 (单用户版)CDEGS 软件包其 它 软 件 包工 程 计 算 模 块S E S E n v i r o P l u sS E S S h i e l d12个月技术支持(包含延伸)1,3918一次付清(价格权数)1R E S A PF C D I S TM A L TM A L ZT R A L I NS P L I T SH I F R E QF F T S E S常规接地分析电磁环境分析和评估时域暂态分析扩展的3D 电磁场计算电磁场干扰分析雷击屏蔽和防护输电线路和电缆参数计算扩展的接地分析常规2D 电磁场计算SES 软件包 (单用户版)一次付清(价格权数)1SESShield-3D(包含 2D)7SESTLC Pro (线参数,任意弯曲管道的电磁感应和传导分析)10SESEnviroPlus 8SESTLC (线参数和电磁感应分析)4SESTLC+ (线参数, 电磁感应和传导分析)6功能图例特殊软件包1234工 程 计 算 模 块R E S A P12个月技术支持1,2AutoGroundDesign (双层水平土壤和土壤电阻率)AutoGroundDesign (双层水平土壤和故障电流分布分析)AutoGroundDesign (双层水平土壤 , 土壤电阻率和故障电流分布分析)AutoGroundDesign (多层土壤 , 土壤电阻率和故障电流分布分析)5561112个月技术支持1,2AutoGroundDesign (双层水平土壤)AutoGridPro (双层水平土壤)AutoGridPro (双层水平土壤和土壤电阻率)AutoGridPro (双层水平土壤和故障电流分布分 析)AutoGridPro (双层水平土壤 , 土壤电阻率和故障电流分布分析)AutoGridPro (多层任意土壤 , 土壤电阻率和故障电流分布分析)566716F C D I S TM A L T (U n i f o r m )M A L T (2-L a y e r )M A L T (M u l t i L a y e r )AutoGroundDesignAutoGroundDesign (基础版)AutoGroundDesign (均匀土壤)AutoGroundDesign (均匀土壤和故障电流分布分析)工 程 计 算 模 块其 它 软 件 包34AutoGrid Pro (基础版)AutoGridPro (均匀土壤)AutoGridPro (均匀土壤和故障电流分布分析) 1.5AutoGridPro12个月技术支持1,2R E S A PF C D I S TM A L T (U n i f o r m )M A L T (2-L a y e r )M A L T (M u l t i L a y e r )A u t o G r o u n d D e s i g n注释5,000以下(含5,000)15,001到40,00040,001以上5,001到15,000永久软件许可证费 ($美元)Yearly Fee as a Percentage of the Permanent License FeeNo-Charge Period for Software Support and Engineering Applications Support ServicesN/A N/A 55%适用整个租期50%适用整个租期60%适用整个租期23100%60%48%12 月24 月36 月整年租费选项6常规工程技术支持延伸的工程应用技术支持软件费的 12% ( 最少 1.0 倍的基准单元价 )软件费的 20 % ( 最少 2.0 倍的基准单元价 )付款方式选项分期付款的年数免费提供软件支持和工程技术支持的服务时间年费相对于一次付清软件费的比率1可选择的软件和工程应用支持软件的升级,维护支持以及工程应用支持服务将以年为单位再续。
地磅称重管理软件介绍
地磅称重管理软件介绍地磅称重管理软件是一种应用于物流、仓储、快递、贸易等行业的软件系统，它通过电子称重设备与计算机软件的结合，实现对货物的称重、计量、数据记录、数据分析等相关工作的自动化管理。
地磅称重管理软件的目标是提高工作效率和准确性，减少人为错误和纠纷，降低人力成本，并通过更好的数据管理和分析来提升企业的整体管理水平。
地磅称重管理软件的特点之一是数据的自动化处理。
传统的称重工作往往需要人工记录称重数值，并手动输入到计算机中进行处理，容易出现因为人为错误导致的数据失真。
而地磅称重管理软件通过与电子称重设备的连接，能够实现自动称重、自动记录数据、自动导入计算机系统，大大提高了数据的准确性和录入效率。
另一个特点是数据的集中管理。
地磅称重管理软件将所有的称重数据都存储在计算机系统中，通过电子数据库对数据进行管理。
这不仅方便了企业对数据进行查阅，而且还能实现数据的联动和共享。
即使是跨区域、跨部门的企业，只要连接到同一个计算机网络，便可实现数据的共享和查询，提高工作效率和减少信息传递的时间和精力。
此外，地磅称重管理软件还具备数据的统计分析功能。
通过对称重数据的汇总统计和分析，软件可以提供仪表盘、图表、报表等多种数据展示形式。
这些分析结果可以帮助企业了解货物进出、存储和运输等各个环节的情况，以便进行货物库存的管理、仓库容量的规划、运输路线的优化等工作，提升企业的整体运作效率和管理水平。
此外，地磅称重管理软件还可以实现与其他软件系统的接口对接，与ERP、仓储管理系统、物流管理系统等系统进行数据交换和共享。
这为企业的信息化建设提供了条件，使得企业在称重管理的同时，能够与其他业务模块形成协同效应，提高资源利用效率和整体运作效率。
总的来说，地磅称重管理软件是一种能够自动化地完成货物称重、数据记录、数据分析和数据共享等工作的软件系统。
它通过提高工作效率和准确性，降低人力成本，提高数据管理水平和分析能力，帮助企业提升运作效率，优化资源利用，提高竞争力。
CDEGS软件在变电站接地网状态评估中的应用研究
Ｔ Ｃ Ｅ ＨＮ０Ｌ ＧＹ ＡＮ Ａ ＫＥ ０ ＤＭ Ｒ Ｔ
Ｖｏ ． ８Ｎｏ １ ，０１ １１ ， ． ０ ２ １
ＣＤ ＧＳ 件在 变 电站接 地 网状 态 评 估 中的应 用 研 究 Ｅ 软
谭永活
（ 西桂 能科 技发展 有 限公 司 ， 西 南宁 广 广 ５００ ） ３ ０ ７
关 键 词 ： 电站 ； 地 网 ； 态评 估 ； ＤＥＧ 软 件 ； 用研 究 变 接 状 Ｃ Ｓ 应
ｄｉ ０３ ６６ｉ ｎ１０ — ５ ４２ １ ． ． ８ ｏ： ． ９ ．ｓ． ６ ８５ ． １ ０ １ ９ ｓ ０ ０１０ ０
变电站接地 网是保证电力 系统安全可靠运行 、 保障运行人 员人身安全的重要措施。 变电站接地 网状态评估工作主要 是结
要考察变电站 围墙 内场区、 围墙周围的地 网边缘区域和 围墙外 扩地 网延长导体 区域 ； 对于接触 电压 ， 则主要考察变电站围墙 内场 区有可能发生单相接地 短路故障 的设备区域 。
（ 接地 网分析 ） 模块和土壤分层计算结果 ， 对接地网的接地阻抗 进行了计算 。
２２ 仿 真 计 算与 测 量 结 果 的 比 对验 证 ．
合 现场测试 和理论计算 ， 准确分析接地 网人地 故障电流 、 接地
阻抗 、 接触 电压 、 跨步 电压 、 网电位分布 、 地 地网完整性 、 网金 地
将变电站带 出线避雷线 的地 网接地阻抗 实测值 ， 采用基于 实测站址 分层土壤 电阻率结构分 析的Ｃ Ｅ Ｓ Ｄ Ｇ 软件仿真计算结 果， 与投运前地网接地 电阻交接测试结果进行对比分析 。
３ 单 相 接地 短 路 电流 计 算
Hale Waihona Puke 属 导体腐蚀情况 等现时状态 ，通过现场实际测试并 与Ｃ Ｅ Ｓ Ｄ Ｇ
高土壤电阻率地区变电站接地网长效降阻的实现
高土壤电阻率地区变电站接地网长效降阻的实现麦杰恒（广东省广电集团有限公司广州番禺供电分公司，广东广州511400）摘要：广州番禺110 kV祈福变电站所处地域的土壤电阻率较高，地网电阻值高达1.3Ω。
为使地网电阻达到国家标准，首次在国内采用了世界先进的接地系统辅助设计工具——CDEG S软件包对祈福变电站接地系统进行了可行性设计论证，并予以实施。
最终使地网电阻降到了0.2 Ω以下，确保了设备的安全运行。
在此基础上，更纵深考虑了如何使在高土壤电阻率地区的变电站设计和改造工作更加科学合理，为今后在探讨相关工作时提供一套较完整的可行性系统解决方案。
广州番禺110 kV祈福变电站于2000年建成运行，位于高土壤电阻率的丘陵地区，是典型的郊区户外敞开式变电站，地网电阻值高达1.3 Ω，严重威胁着设备安全运行。
因此，必须进行工程改造。
如何采取有效措施，使高土壤电阻率地区地网的接地电阻符合国家标准的规定，是摆在我们面前的重要课题。
我们在参照以往工程设计、研究成果和经验的基础上，深入了解了当今世界接地系统设计的最新进展，综合考虑了现场的地理环境特点，采用当今世界上最先进的辅助设计工具进行了工程分析设计及对方案的充分论证，提供一套较完整的系统解决方案，付诸工程实践，达到了降低地网接地电阻的目的。
1接地系统辅助设计软件包的简介我们与国内某著名大学电机系合作，首次在国内采用了世界先进的接地系统辅助设计工具——CDEGS，对测量数据进行处理，对各种方案进行校核。
CDEGS是加拿大SES公司（Safe Engineering Services & Technologies Ltd）推出的集成工程软件包。
C DEGS（current distribution，electromagnetic interference，groun ding and soil structure analysis）是精确接地系统设计分析、电磁干扰分析、交流信号干扰抑制研究等一系列功能模块的集合。
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CDEGS软件介绍
目前，国内虽出现了很多解决接地及地中干扰的软件，但大多适应范围有限，都不能有效解决这一难题。
本文提供了能被世界公认、堪称权威的加拿大SES公司开发的CDEGS接地分析软件，它可以计算任意分层土壤的和任意形状地网的参数。
CDEGS软件是由加拿大SES公司历经十余年开发而成的，CDEGS是电流分布（C urrent D istribution）、电磁场（E lectromagnetic Fields）、接地（G rounding）和土壤结构分析（S oil Structure Analysis）英文首字母的缩写，它是解决电力系统接地、电磁场和电磁干扰等工程问题的强大工具软件，并可以解决阴极保护等问题。
它可在正常、故障、雷电和暂态条件下，计算地上或地下任意位置的带电导线组成的网状结构产生的接地电位、导线电位和电磁场。
CDEGS还能为简单的、裸露的和含外皮的金属管、封闭管道、电缆系统和复杂土壤结构中的各种导线建立计算模型。
CDEGS软件具有用户满意的输入输出处理器的组合以及常见的Windows界面，用户使用起来非常方便。
它包含的8个工程应用模块，分别为：RESAP、MALT、MALZ、SPLITS、TRALIN、HIFREQ、FCDIST和FFTSES。
此外，它还有16个辅助工具：SESCAD、GRSever、GRSplits、SESPlot、FFT21Data、SESBatch、GRAREP、WMFPrin、SESGSE、CETU、TransposIT、SESScript、Ampacity、AutoGroundDesign、SESTLC以及AutoTransient等。
这里我们主要介绍本研究中用的几个工程应用模块：
（1）MALZ模块
频域接地分析模块。
MALZ模块用来分析和设计发电厂、变电站和输电线路杆塔的接地装置，并进行阴极保护的研究，但主要是计算和分析高频条件下的接地情况。
MALZ可采用以下所列任意土壤结构：
1）均匀型；
2）水平方向分层型；
3）垂直方向分层型；
4）半球状分层型；
5）水平半圆柱体分层型；
6）垂直半圆柱体分层型；
7）任意六面体分层型。
它可以计算以下内容：
1）接地网的工频接地电阻；
2）一定接地网注入电流所对应的电位分布，包括地网电位升高、地表电位分布以及指定地网区域内的接触电压、跨步电压；
3）在接地网附近存在构成接地网入地电流回路的接地极时的电位分布，这和不考虑电流返回接地极的情况相比，不同之处在于，电流返回接地极的存在改变了地表和地中的电位分布，即存在所谓的“临近效应”；
4）接地网通过土壤对地下金属构件或管道的感应电压和电流。
这主要用于接地网对其它金属构件或管道的腐蚀或安全性影响的研究；
5）大气中的磁场以及阴极保护设计。
MALZ模块具有MALT模块的所有功能，此外，它和MALT功能的不同之处还表现在：◆MALZ可以模拟有涂层的导体（用户指定涂层电阻率），而MALT只能模拟裸露导体；
◆MALZ可以计算磁场，而MALT却没有此功能；
◆MALZ可以解释和计算大型导体系统中（例如管道沿路，大型发电厂）容易发生的电
位降，而MALT把导体假设为理想化(一种符合电力线路结构和大多数接地系统的有效假设)。
MALZ允许用户在整个接地系统或者模拟系统的多处位置指定任意相角的注入电流，而MALT只允许0或180o相角的多个注入电流或电压。
本文主要利用MALT模块在给定的土壤结构与接地电阻下，模拟田字或单根导体的接地电极，为HIFREQ建模提供方便。
（2） HIFREQ模块
HIFREQ 是一个独特的工程工具，可以解决任意电磁问题，包括任意导向的地上和埋设导体网络，可由任意数量的电流和电压源进行激励。
HIFREQ 实现了处理包括导体网络的复杂电磁场问题。
HIFREQ 成为唯一的工程软件模块，提供暂态和稳态问题的精确解决方案，频率范围可在0 到几千兆赫兹，可用于分析埋设和地上载流导体网络。
它可以计算空气和土壤中的电场和磁场，以及导体和土壤的电势和导体中的电流分布。
HIFREQ 可计算标量电势、由激励导体网络产生的电场和磁场，以及导体中电流的分布。
HIFREQ 可精确的分析土壤中的导体，处于空气和土壤中的未激励金属结构，而不忽略土壤结构。
使用HIFREQ可以：
▪研究暂态（如雷电、开关浪涌和任意可能的电涌问题）和高频对电力系统网络、建筑物和接地系统的干扰，频率范围可以从几个赫兹到几百兆赫兹。
▪计算电流和电压在所有导体内的分布、空气和土壤中的EMF 值以及由于埋设或架空电力系统导体和建筑物引起的、沿定义路径的电压。
▪通过简单的一步，可以计算对管道、通信线路等的电磁干扰值。
同时考虑了感应、电容和传导影响！
▪分析被保护建筑物的阴极保护问题和优化整流电容器位置，建筑物范围可延伸至几百公里。
▪使用FFTSES, 一个全集成和自动的傅立叶变换工具，观测时域电磁场。
▪研究单极、四分之一波长和其他天线结构的放射干扰或计算电流分布，频率可达几百兆赫兹。
▪计算任意电路在低、高频电路和浪涌情况下的相互感应。
不管电路在地上或地下，都可以确定自阻抗和互阻抗，以及电路电容。
本文利用HIFREQ模块建立包括直流接地电极、杆塔、地线、及杆塔接地电极的导体模型和相应的土壤模型，从而求出各个杆塔的直流分布。