[发明专利]一种直流接地极的研究方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种直流接地极的研究方法及装置。

背景技术

直流接地极在直流系统运行中起着极其重要的作用。随着我国直流输电朝着高电压、大容量方向的快速发展，直流接地极的设计额定电流也不断增大。直流系统单极运行时，大电流持续经由接地极入地会引起接地极周围的土壤发热，使土壤温度升高，严重时，可能会影响接地系统的正常工作。

现有接地极相关文献中多以电流场为研究对象，很少涉及温度场，而大部分接地极温度场的文献则是把地表当作绝热层，忽略了空气与地表对流换热的第三类边界条件，与实际情况不符，且稳态温升和瞬态温升的计算结果缺乏试验数据的验证，可能造成设计过于保守，浪费大量的资源。

因此，研究直流接地极的电流场和周围的温度场，对直流接地极的设计和安全运行均具有较高的理论价值和实践意义。

发明内容

本发明的实施例提供的直流接地极的研究方法及装置，用于对直流接地极周围产生的电流场和温度场进行瞬态分析，使得对直流接地极的设计和安全运行具有参考意义。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的第一方面，提供一种直流接地极的研究方法，所述方法包括：

根据初始土壤电阻率确定直流接地极形成的电流场的节点散流电流矩阵；

根据所述节点散流电流矩阵、初始土壤导热率、初始土壤比热率以及初始环境温度确定直流接地极周围的温度场的当前时刻的温度值；

预设时间段内，循环执行该步骤：更新所述土壤电阻率、所述土壤导热率以及所述土壤比热率；根据更新后的土壤电阻率、土壤导热率以及土壤比热率确定预设时间段内的各时刻下直流接地极周围的温度场的温度值。

本发明实施例的第二方面，提供一种直流接地极的研究装置，所述装置包括：

第一确定模块，用于根据初始土壤电阻率确定直流接地极形成的电流场的节点散流电流矩阵；

第二确定模块，用于根据所述节点散流电流矩阵、初始土壤导热率、初始土壤比热率以及初始环境温度确定直流接地极周围的温度场的当前时刻的温度值；

处理模块，用于预设时间段内，循环执行该步骤：更新所述土壤电阻率、所述土壤导热率以及所述土壤比热率；根据更新后的土壤电阻率、土壤导热率以及土壤比热率确定预设时间段内的各时刻下直流接地极周围的温度场的温度值。

本发明实施例提供的直流接地极的研究方法及装置，通过根据初始土壤电阻率确定直流接地极形成的电流场的节点散流电流矩阵；根据节点散流电流矩阵、初始土壤导热率、初始土壤比热率以及初始环境温度确定直流接地极周围的温度场的当前时刻的温度值；预设时间段内，循环执行该步骤：更新土壤电阻率、土壤导热率以及土壤比热率；根据更新后的土壤电阻率、土壤导热率以及土壤比热率确定预设时间段内的各时刻下直流接地极周围的温度场的温度值。这样通过本方案不仅计算出了直流接地极的电流场，由于电流的存在会影响温度场，并且根据该电流场中的电流计算出预设时间段内各个时刻的直流接地极周围的温度场中的温度，通过参考各个时刻下的温度值，对直流接地极的设计和安全运行具有参考意义，使得未来在对直流接地极选址时，能够充分考虑到周围土壤环境的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种直流接地极的研究方法的方法流程图；

图2为本发明实施例基于土壤非线性特性提供的电热场的计算流程图；

图3为本发明实施例提供的一种直流接地极的研究装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种直流接地极的研究方法，如图1所示，该方法包括：

101、根据初始土壤电阻率确定直流接地极形成的电流场的节点散流电流矩阵。

示例性的，上述的初始土壤电阻率是设定好的初始值，根据该初始值来计算节点散流电流矩阵。