基于薄壳理论的直流接地极电热动态耦合有限元模型
[Abstract]:The application of common earth-pole technology in UHV / UHV HVDC transmission projects is becoming more and more common, and the earth-entering current carried by DC earth-pole is greatly increased under the monopole operation mode. Considering the interaction between the temperature field and electric field in the soil during the DC earth pole dispersion, the accurate calculation of the grounding parameters and the distribution of the current field is the basis of the optimum design of the DC earth pole and the research of the related topics. A finite element numerical method based on thin shell theory is proposed for dynamic electrothermal coupling of DC earth electrodes. On the basis of the coupling of constant electric field and temperature field in soil, the electrical and thermal parameters of soil are set as the function of soil temperature at the last moment by setting the electrical and thermal parameters of the soil: resistivity, specific heat capacity and thermal conductivity, respectively. The soil parameters are controlled by time-varying temperature distribution, and the dynamic process of soil electric field and thermal field interaction and coupling are simulated accurately. At the same time, the theory of "thin shell" is introduced into the numerical calculation process, and the grounding conductor is replaced by a two-dimensional plane with a certain virtual thickness, and the triangular element is used to discretize the ground conductor. The problem of large computation and difficult solution caused by the huge difference between the size of DC earth pole section and the solution area is solved. Finally, the effectiveness of the proposed algorithm is verified by comparing the numerical results with the experimental results. Based on the algorithm, the influence of soil temperature characteristics on the performance of the earth pole is analyzed, and it is considered that the time-varying temperature of soil parameters is in a certain range. The grounding resistance of DC grounding system in high soil resistivity area increases obviously with operation time.
【作者单位】: 郑州大学电气工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51307152)~~
【分类号】:TM721.1;TM862
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,本文编号:2398012
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