[發(fā)明專利]基于有限元法的干式套管參數(shù)設(shè)計平臺及設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110605035.8
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113408091B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶宇;蘭貞波;宋友;鄧建鋼;王卓;徐卓林;柯磊;聶德鑫;周倩雯;徐玉;石悠旖
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司;國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/23;G06F113/14
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 李滿;潘杰

1.一種基于有限元法的干式套管參數(shù)設(shè)計平臺，其特征在于：它包括干式套管類型參數(shù)設(shè)置模塊(1)、有限元計算模塊(2)、干式套管電容芯體參數(shù)判斷模塊(3)；

干式套管結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置模塊(1)用于根據(jù)干式套管的實際應(yīng)用場合確定干式套管類型、干式套管芯子設(shè)計方法、干式套管芯子零層極板與末層極板長度和半徑，以及干式套管芯子極板總層數(shù)，根據(jù)上述干式套管類型、干式套管芯子零層極板與末層極板長度和半徑，以及干式套管芯子極板總層數(shù)利用選定的干式套管芯子設(shè)計方法計算干式套管結(jié)構(gòu)參數(shù)；

所述有限元計算模塊(2)用于利用有限元軟件建立干式套管模型，將干式套管結(jié)構(gòu)參數(shù)代入干式套管模型中進行材料性能定義以及網(wǎng)格劃分，然后仿真計算得出干式套管芯子電場強度分布圖、干式套管芯子電壓分布圖、干式套管芯子電容分布圖、干式套管芯子分壓比分布圖、干式套管芯子徑向電場強度及干式套管芯子軸向電場強度曲線圖；

所述干式套管電容芯體參數(shù)判斷模塊(3)用于對干式套管芯子電場強度分布圖、干式套管芯子電壓分布圖、干式套管芯子電容分布圖、干式套管芯子分壓比分布圖、干式套管芯子徑向電場強度及軸向電場強度曲線圖進行分析，判斷干式套管芯子電場強度分布圖所反映的干式套管芯子電場強度分布、干式套管芯子電壓分布圖所反映的干式套管芯子電壓分布、干式套管芯子電容分布圖所反映的干式套管芯子電容分布、干式套管芯子分壓比分布圖所反映的干式套管芯子分壓比分布、干式套管芯子徑向電場強度曲線圖反映的干式套管芯子徑向電場強度、干式套管芯子軸向電場強度曲線圖反映的干式套管芯子軸向電場強度是否滿足干式套管電容芯體對應(yīng)的設(shè)計要求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有限元法的干式套管參數(shù)設(shè)計平臺，其特征在于：它還包括干式套管電容芯體參數(shù)調(diào)整模塊(4)，干式套管電容芯體參數(shù)調(diào)整模塊(4)用于在干式套管電容芯體參數(shù)判斷模塊(3)判斷出存在不滿足干式套管電容芯體對應(yīng)的設(shè)計要求時，控制干式套管結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置模塊(1)調(diào)整相應(yīng)的干式套管結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得調(diào)整后的干式套管結(jié)構(gòu)參數(shù)經(jīng)過有限元計算后得到的干式套管芯子電場強度分布圖所反映的干式套管芯子電場強度分布、干式套管芯子電壓分布圖所反映的干式套管芯子電壓分布、干式套管芯子電容分布圖所反映的干式套管芯子電容分布、干式套管芯子分壓比分布圖所反映的干式套管芯子分壓比分布、干式套管芯子徑向電場強度曲線圖反映的干式套管芯子徑向電場強度、干式套管芯子軸向電場強度曲線圖反映的干式套管芯子軸向電場強度滿足干式套管電容芯體對應(yīng)的設(shè)計要求。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有限元法的干式套管參數(shù)設(shè)計平臺，其特征在于：所述干式套管芯子設(shè)計方法包括等電容等臺階不等厚度法、不等電容不等臺階等厚度法、等裕度法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有限元法的干式套管參數(shù)設(shè)計平臺，其特征在于：所述有限元計算模塊(2)通過后臺調(diào)用有限元軟件運行，進行仿真計算得出干式套管芯子電場強度分布圖、干式套管芯子電壓分布圖、干式套管芯子電容分布圖、干式套管芯子分壓比分布圖、干式套管芯子徑向電場強度及干式套管芯子軸向電場強度曲線圖。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有限元法的干式套管參數(shù)設(shè)計平臺，其特征在于：所述干式套管類型包括變壓器套管和穿墻套管。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有限元法的干式套管參數(shù)設(shè)計平臺，其特征在于：所述干式套管結(jié)構(gòu)參數(shù)包括干式套管電容芯體的各層極板的長度、半徑和厚度以及上下兩級極板差。

7.一種基于有限元法的干式套管參數(shù)設(shè)計方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：根據(jù)干式套管的實際應(yīng)用場合確定干式套管類型、干式套管芯子設(shè)計方法、干式套管芯子零層極板與末層極板長度和半徑，以及干式套管芯子極板總層數(shù)，根據(jù)上述干式套管類型、干式套管芯子零層極板與末層極板長度和半徑，以及干式套管芯子極板總層數(shù)利用選定的干式套管芯子設(shè)計方法計算干式套管結(jié)構(gòu)參數(shù)；

步驟2：利用有限元軟件建立干式套管模型，將干式套管結(jié)構(gòu)參數(shù)代入干式套管模型中進行材料性能定義以及網(wǎng)格劃分，然后仿真計算得出干式套管芯子電場強度分布圖、干式套管芯子電壓分布圖、干式套管芯子電容分布圖、干式套管芯子分壓比分布圖、干式套管芯子徑向電場強度及干式套管芯子軸向電場強度曲線圖；

步驟3：對干式套管芯子電場強度分布圖、干式套管芯子電壓分布圖、干式套管芯子電容分布圖、干式套管芯子分壓比分布圖、干式套管芯子徑向電場強度及軸向電場強度曲線圖進行分析，判斷干式套管芯子電場強度分布圖所反映的干式套管芯子電場強度分布、干式套管芯子電壓分布圖所反映的干式套管芯子電壓分布、干式套管芯子電容分布圖所反映的干式套管芯子電容分布、干式套管芯子分壓比分布圖所反映的干式套管芯子分壓比分布、干式套管芯子徑向電場強度曲線圖反映的干式套管芯子徑向電場強度、干式套管芯子軸向電場強度曲線圖反映的干式套管芯子軸向電場強度是否滿足干式套管電容芯體對應(yīng)的設(shè)計要求；

步驟4：判斷出存在不滿足干式套管電容芯體對應(yīng)的設(shè)計要求時，調(diào)整相應(yīng)的干式套管結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得調(diào)整后的干式套管結(jié)構(gòu)參數(shù)經(jīng)過有限元計算后得到的干式套管芯子電場強度分布圖所反映的干式套管芯子電場強度分布、干式套管芯子電壓分布圖所反映的干式套管芯子電壓分布、干式套管芯子電容分布圖所反映的干式套管芯子電容分布、干式套管芯子分壓比分布圖所反映的干式套管芯子分壓比分布、干式套管芯子徑向電場強度曲線圖反映的干式套管芯子徑向電場強度、干式套管芯子軸向電場強度曲線圖反映的干式套管芯子軸向電場強度滿足干式套管電容芯體對應(yīng)的設(shè)計要求。