Etude comparative de la simulation de l’élévation de température dans l’unité principale de l’anneau

Résumé

Cet article aborde le problème de l’élévation de température de l’unité principale de l’anneau en établissant un modèle simplifié et en effectuant une analyse comparative dans deux modules de résolution de champs de température.

Résumé

L’unité principale en anneau (RMU) est un dispositif essentiel dans les systèmes de distribution d’énergie utilisé pour connecter et distribuer l’électricité. Cependant, en raison de sa structure interne compacte et de sa charge de courant élevée, les problèmes de dissipation de chaleur sont particulièrement importants. Pour résoudre ce problème, cette étude propose de manière innovante un modèle RMU simplifié, utilisant des méthodes de simulation par éléments finis pour résoudre avec précision les pertes ohmiques des conducteurs dans des conditions de fonctionnement réelles et obtenir des données de perte ohmique pour divers composants. Il s’agit de la première enquête approfondie sur le problème de l’élévation de la température de l’UAR à l’aide d’une approche aussi complète. Par la suite, le champ de température a été résolu à l’aide de deux modules d’analyse de champ de température différents, avec une comparaison et une analyse détaillées des résultats de la simulation pour identifier les similitudes, les différences et les tendances dans la distribution de la température. Les résultats indiquent que le modèle de solution de champ de température, qui prend en compte le transfert de chaleur par convection, est plus précis et s’aligne sur les conditions de fonctionnement réelles. Cette recherche fournit une approche innovante et des solutions pratiques pour la conception et l’optimisation des RMU. Les recherches futures peuvent explorer davantage les méthodes d’analyse de couplage multiphysique pour résoudre les problèmes de conception structurelle et de validation obligatoire pour les RMU à haute et ultra-haute tension et autres équipements électriques, fournissant ainsi des informations importantes pour la conception technique.

Introduction

L’unité principale en anneau est un groupe d’appareillages de commutation haute tension montés dans une armoire métallique en acier ou constitués d’une unité d’alimentation en réseau en anneau espacée assemblée d’un équipement électrique. La structure globale de l’interrupteur de charge et du circuit conducteur se compose du circuit conducteur, qui comprend un certain nombre de composants constituant le noyau principal de l’unité annulaire. Cependant, en raison de sa structure interne compacte, l’unité principale annulaire est confrontée à des défis de dissipation thermique. Cela peut entraîner une déformation thermique et un vieillis....

Protocole

1. Modèle

REMARQUE : en raison de la structure complexe de l’unité principale de l’anneau (Figure 1A), un logiciel de conception en ligne a été choisi pour simplifier le fonctionnement de l’unité principale de l’anneau.

1. Simplification de la modélisation
   1. Simplifiez partiellement le modèle, en préservant la section de la boîte à air de la RMU tout en supprimant ou en simplifiant d’autres composants tels que les arbres isolants, les boulons de fixation, les écrous, les composants d’étanchéité et les supports de support. La version simplifiée est i....

Discussion

Cet article est une analyse de simulation comparative de l’élévation de température de l’armoire annulaire basée sur un logiciel de modélisation d’ingénierie et un logiciel d’éléments finis, et la solution la plus appropriée à la situation réelle d’élévation de température est analysée par deux modules de solution de champ de température par éléments finis. La gestion thermique est également décrite dans Icoz²³ comme un composant crit.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
Air	/	/	Conventional gases
Aluminum	/	/	Alloy Materials
Copper	/	/	Alloy Materials
Icepak	ANSYS company	ANSYS 2021R1	A CFD thermal simulation software
PC hosting	/	12th Generation Intel(R) Core(TM) i5-13500F CPU	Host computer equipment
SolidWorks	Subsidiary of Dassault Systemes	SolidWorks2021	An engineering software drawing tool
Steady-state thermal	ANSYS company	ANSYS 2021R1	A thermal simulation solution tool