技术与应用
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一种高压开关柜的热效应仿真方法
杜丽1, 2 , 丁永生1, 3 , 姜富修1, 2
1. 南瑞集团公司(国网电力科学研究院),南京 211000; 2. 江苏南瑞帕威尔电气有限公司,南京 211000; 3. 上海置信电气股份有限公司,上海 200335
Discussion of Thermal Simulation Method about High-voltage Switchgear
Du Li1, 2 , Ding Yongsheng1, 3 , Jiang Fuxiu1, 2
1. Nari Group Corporation State Grid Electronic Power Research Institute, Nanjing 211000; 2. Jiangsu Nari Power Electric Co., Ltd, Nanjing 211000; 3. Shanghai Zhixin Electric Co., Ltd, Shanghai 200335
摘要 温升是衡量开关设备能否长期稳定运行的重要因素之一。本文以典型结构KYN96-12的出线柜为例,探讨了进行高压开关柜热效应仿真分析的方法。首先将柜体有效简化,生成了合理的有限元模型;然后利用电磁仿真分析软件,对开关柜的发热功率进行了仿真分析;最后通过稳态热分析得到了开关柜导体的温度场数据。试验数据验证了简化的开关柜模型是合理的,热仿真分析的方法是正确的。开关柜的仿真数据对其温升优化设计具有指导意义。
关键词 :
热效应 ,
温升 ,
仿真 ,
有限元 ,
开关柜
Abstract :To measure if the switchgear can run steady long-term, temperature rise is an important factor. Based on the example ofoutlet cabinetwith typical structure KYN96-12, method of thermal simulation about high-voltage switchgear was discussed. First, the switchgear was simplified effectively and reasonable finite element model was generated. Then heating power of the switchgear was simulated through an electromagnetic simulation software. At last, temperature field data was obtained after the steady state thermal analysis. Test results have verified that simplified switchgear model is reasonable and method of heating effect simulation proper. Simulation data of switchgear can guide the optimization design of its temperature rise.
Key words :
heating effect
temperature rise
simulation
finite element
switchgear
出版日期: 2017-12-06
作者简介 : 杜 丽(1987-),女,山东泰安人,硕士,工程师,主要从事开关柜结构研发与设计工作。
引用本文:
杜丽, 丁永生, 姜富修. 一种高压开关柜的热效应仿真方法[J]. 电气技术, 2017, 18(11): 133-137.
Du Li, Ding Yongsheng, Jiang Fuxiu. Discussion of Thermal Simulation Method about High-voltage Switchgear. Electrical Engineering, 2017, 18(11): 133-137.
链接本文:
https://dqjs.cesmedia.cn/CN/Y2017/V18/I11/133
[1] 熊兰, 徐敏捷, 杨子康, 等. 高压开关柜电缆室温度场分析及在线监测系统构建[J]. 电力自动化设备, 2014, 34(6): 153-157. [2] 孙渊. KYN28-12/T3150-40中置式开关柜温升问题的研究[J]. 真空电器技术, 2001(1): 16-18. [3] 黄恒禧. 应用高压开关柜温升的简易算法及降低相应发热的技术措施[J]. 福建建筑, 2008(3): 91-93. [4] 贾一凡, 王博, 陆瑶, 等. 开关柜温升试验方法研究[J]. 高压电器, 2013, 49(8): 87-91. [5] 孙园, 陈晓东, 陈天翔, 等. 中压开关柜温升分析与估算[J]. 厦门理工学院学报, 2015, 23(1): 46-50. [6] 余小玲, 魏义江, 刘志远, 等. 高电压真空断路器温升影响因素的仿真研究[J]. 高压电器, 2007, 43(3): 179-182. [7] 周岩, 高杨, 刘婷婷, 等. 高压开关柜触头温度场的数值仿真分析[J]. 传感器与微系统, 2008, 27(12): 102-105. [8] 刘根才, 金向朝. 气体绝缘开关设备母线传热模型的建模与分析[J]. 武汉大学学报, 2012, 45(5): 643-647. [9] 刘姝敏, 刘海龙. 电力电缆温度场的数学模型建立[J]. 电气技术, 2014, 15(11): 91-92. [10] 李洪涛, 陶风波, 贾勇勇, 等. 基于相似模型的气体绝缘母线接热失效模拟[J]. 电工技术学报, 2016, 31(12): 99-107. [11] 陈小卫. 基于发热-散热积累模型的牵引变压器过载保护应用[J]. 电气技术, 2017, 18(1): 108-111. [12] 姜志鹏, 周辉, 宋俊燕, 等. 干式空心电抗器温度场计算与试验分析[J]. 电工技术学报, 2017, 32(3): 218-224. [13] 杜丽, 丁永生, 姜富修, 等. 高压开关柜温升问题分析及解决方案探讨[J]. 科技创新与应用, 2016(6): 187-188. [14] 赵韩, 李露, 王勇. 有限元分析涡流效应[J]. 现代制造工程, 2006(6): 4-6. [15] 陈德桂. 低压开关电器热分析方法的进展[J]. 低压电器, 2008(17): 1-4, 48. [16] 谭雪龙, 左新龙, 张建, 等. 基于FLUENT的制动盘对流换热系数研究[J]. 江苏科技大学学报: 自然科学版, 2016, 30(3): 254-259. [17] 张贺磊, 方贤德, 戴秋敏. 临近空间飞艇内部自然对流换热计算研究[J]. 宇航学报, 2016, 37(7): 879- 886. [18] 王立海, 李春光. 基于LBM的自然对流换热问题的数值模拟[J]. 宁夏师范学院学报: 自然科学, 2016, 37(3): 20-25. [19] 徐立群, 申亮, 倪福生. KYN28-12 kV/4000A开关柜的结构改进与温度场分析[J]. 高压电器, 2017, 53(3): 254-258. [20] 陈孟. 基于ANSYS的自然对流换热系数计算方法研究[J]. 现代计算机, 2016(4): 24-27.
[1]
肖伟, 张源. 基于PVsyst的乡镇光伏车棚设计及仿真研究 [J]. 电气技术, 2024, 25(9): 46-50.
[2]
黄天琪, 刘永前. 基于电-热-结构耦合分析的SiC MOSFET可靠性研究 [J]. 电气技术, 2024, 25(8): 27-34.
[3]
郑东方, 陈亮. 基于有限元方法的山地输电杆塔接地特性分析 [J]. 电气技术, 2024, 25(8): 47-52.
[4]
张俊康, 吴瀚彬, 王辉煌, 许志坤, 戴熠晨. 开关柜灭火装置及其控制系统的设计 [J]. 电气技术, 2024, 25(7): 45-49.
[5]
陶霞, 方东平, 汪莹洁, 巫海波, 曹月渭. 基于最大功率点跟踪下垂控制的光储一体化系统研究 [J]. 电气技术, 2024, 25(4): 38-46.
[6]
左涛. 一起化工厂10kV开关柜过电压保护器热崩溃事故分析 [J]. 电气技术, 2024, 25(2): 68-73.
[7]
李丹丹, 毛金龙, 唐城琨. 某纯电汽车永磁同步电动机热流固耦合数值模拟 [J]. 电气技术, 2024, 25(12): 42-49.
[8]
黄春光, 刘建春, 武明科. 一种逆变器的并网-谐波治理综合控制方法 [J]. 电气技术, 2024, 25(11): 30-36.
[9]
杜丽, 蔡龙, 张晓同, 杨庆福, 张兴旺. 基于复合漏磁场的箔绕变压器负载损耗仿真计算 [J]. 电气技术, 2024, 25(11): 37-41.
[10]
赵佳康, 郑毅, 张科乾. 基于电磁-热力学耦合的管母支撑金具温升特性研究 [J]. 电气技术, 2024, 25(11): 48-52.
[11]
李山, 张媛, 杨定乾, 胡嗣宇, 侯天宇. 220kV同塔双回输电线路杆塔电场分布特性研究 [J]. 电气技术, 2024, 25(10): 1-7.
[12]
乔丕凡, 陈殿鹏, 于欣, 张磊, 王立勇. 输电高空作业无人机协同后备保护装置结构有限元分析 [J]. 电气技术, 2024, 25(10): 62-66.
[13]
陈勇权, 唐雄民, 李仲涛. 基于响应曲面中心组合设计的介质阻挡负载特征参数分析与优化 [J]. 电气技术, 2024, 25(1): 17-22.
[14]
戴振, 王通德, 朱振华. SF6 /N2 混合气体在126kV气体绝缘金属封闭开关设备中的应用 [J]. 电气技术, 2023, 24(9): 60-64.
[15]
吴颜飞. 基于永磁同步电动机驱动系统传导电磁干扰模型的干扰预测和滤波器设计 [J]. 电气技术, 2023, 24(8): 37-43.