[發(fā)明專(zhuān)利]一種深井接地極最大溫升簡(jiǎn)化計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710802058.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107577878B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡上茂;蔡漢生;賈磊;劉剛;饒宏;魯海亮;劉曳君;藍(lán)磊;文習(xí)山;施健;馮賓;張義;廖民傳;胡泰山
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心;武漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本發(fā)明涉及接地技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種深井接地極最大溫升簡(jiǎn)化計(jì)算方法。能夠?qū)ι罹拥貥O最大溫升進(jìn)行簡(jiǎn)化求解，成本較低。本發(fā)明實(shí)施例提供一種深井接地極最大溫升簡(jiǎn)化計(jì)算方法，包括：將深井接地極簡(jiǎn)化為無(wú)限長(zhǎng)圓柱模型，對(duì)所述無(wú)限長(zhǎng)圓柱模型的導(dǎo)熱偏微分方程進(jìn)行求解，獲得所述深井接地極最大溫升。應(yīng)用于深井接地極的設(shè)計(jì)與性能檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及接地技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種深井接地極最大溫升簡(jiǎn)化計(jì)算方法。

背景技術(shù)

與常規(guī)的淺埋式水平接地極相比，深井接地極具有覆蓋面積小、投資少等優(yōu)點(diǎn)，而與水平接地極類(lèi)似，溫度上升是設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的關(guān)鍵因素之一。

當(dāng)高壓直流工作在單極模式時(shí)，系統(tǒng)電流在每側(cè)接地極和大地間流通，當(dāng)高壓直流工作在雙極模式時(shí)，接地電極也提供平衡電流的路徑。這些組成部分，尤其是土壤，在電流流通過(guò)程中，其電阻率遠(yuǎn)大于焦炭和電極導(dǎo)體，所以自身會(huì)發(fā)熱，特別是對(duì)于陸地接地極而言，由于大多數(shù)電極具有大的尺寸，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間非常長(zhǎng)，而考慮到電極對(duì)環(huán)境和交流電網(wǎng)的影響，高壓直流系統(tǒng)在單極模式下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行幾乎不可能，這就需要獲取高壓直流系統(tǒng)在單極模式下的最大運(yùn)行時(shí)間，而最大運(yùn)行時(shí)間由接地極的最大溫升決定，通過(guò)設(shè)計(jì)公式對(duì)所述接地極的最大溫升進(jìn)行求解需要大量的人力、物力和財(cái)力，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于，提供一種深井接地極最大溫升簡(jiǎn)化計(jì)算方法，通過(guò)簡(jiǎn)化深井接地極模型，能夠?qū)ι罹拥貥O最大溫升進(jìn)行簡(jiǎn)化求解，成本較低。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種深井接地極最大溫升簡(jiǎn)化計(jì)算方法，包括：

將深井接地極簡(jiǎn)化為無(wú)限長(zhǎng)圓柱模型，對(duì)所述無(wú)限長(zhǎng)圓柱模型的導(dǎo)熱偏微分方程進(jìn)行求解，獲得所述深井接地極最大溫升。

可選的，將深井接地極簡(jiǎn)化為無(wú)限長(zhǎng)圓柱模型；具體包括：

將所述深井接地極采用無(wú)限長(zhǎng)圓柱進(jìn)行代替，并將所述無(wú)限長(zhǎng)圓柱的端部改為半球形。

可選的，對(duì)所述無(wú)限長(zhǎng)圓柱模型的導(dǎo)熱偏微分方程進(jìn)行求解，具體包括：

將所述無(wú)限長(zhǎng)圓柱模型分為上部無(wú)限長(zhǎng)圓柱和端部半球形，分別對(duì)所述上部無(wú)限長(zhǎng)圓柱和端部半球形的導(dǎo)熱偏微分方程進(jìn)行求解。

可選的，所述上部無(wú)限長(zhǎng)圓柱和端部半球形的導(dǎo)熱偏微分方程分別由所述上部無(wú)限長(zhǎng)圓柱和端部半球形的導(dǎo)熱微分方程推導(dǎo)獲得。

可選的，在圓柱坐標(biāo)系下，所述上部無(wú)限長(zhǎng)圓柱的導(dǎo)熱微分方程如下所示：

其中，C為熱容率，λ為熱導(dǎo)率，τ為時(shí)間，T為溫度，r、z為柱坐標(biāo)，q_v為發(fā)熱功率。

可選的，和均為零，土壤為各向同性介質(zhì)，可得：

其中，J為土壤空間中任一點(diǎn)的電流密度，ρ為電阻率。

可選的，在圓球坐標(biāo)系下，所述端部半球形的導(dǎo)熱微分方程如下所示：

其中，C為熱容率，λ為熱導(dǎo)率，τ為時(shí)間，T為溫度，r、θ為球坐標(biāo)，q_v為發(fā)熱功率。

可選的，采用matlab分別對(duì)所述上部無(wú)限長(zhǎng)圓柱和端部半球形的導(dǎo)熱偏微分方程進(jìn)行求解。

可選的，將初始條件設(shè)定為空間內(nèi)每一點(diǎn)的溫度均相等，下邊界條件設(shè)定為絕熱，上邊界條件設(shè)定為恒溫，分別對(duì)所述上部無(wú)限長(zhǎng)圓柱和端部半球形的導(dǎo)熱偏微分方程進(jìn)行求解。