Studio comparativo della simulazione dell'aumento di temperatura nell'unità principale dell'anello

Riepilogo

Questo articolo affronta il problema dell'aumento di temperatura dell'unità principale dell'anello stabilendo un modello semplificato e conducendo un'analisi comparativa in due moduli di risoluzione del campo di temperatura.

Abstract

L'unità principale ad anello (RMU) è un dispositivo critico nei sistemi di distribuzione dell'energia utilizzati per il collegamento e la distribuzione dell'elettricità. Tuttavia, a causa della sua struttura interna compatta e dell'elevato carico di corrente, i problemi di dissipazione del calore sono particolarmente importanti. Per affrontare questo problema, questo studio propone in modo innovativo un modello RMU semplificato, che impiega metodi di simulazione agli elementi finiti per risolvere con precisione le perdite ohmiche dei conduttori in condizioni operative reali e ottenere dati sulle perdite ohmiche per vari componenti. Questa è la prima indagine approfondita sul problema dell'aumento della temperatura dell'RMU utilizzando un approccio così completo. Successivamente, il campo di temperatura è stato risolto utilizzando due diversi moduli di analisi del campo di temperatura, con un confronto dettagliato e un'analisi dei risultati della simulazione per identificare somiglianze, differenze e tendenze nella distribuzione della temperatura. I risultati indicano che il modello di soluzione del campo di temperatura, che considera il trasferimento di calore convettivo, è più accurato e si allinea con le condizioni operative effettive. Questa ricerca fornisce un approccio innovativo e soluzioni pratiche per la progettazione e l'ottimizzazione delle RMU. La ricerca futura può esplorare ulteriormente i metodi di analisi dell'accoppiamento multifisico per affrontare la progettazione strutturale e i problemi di convalida obbligatoria per RMU ad alta e altissima tensione e altre apparecchiature elettriche, fornendo così importanti informazioni per la progettazione ingegneristica.

Introduzione

L'unità principale ad anello è un gruppo di quadri ad alta tensione montati in un armadio metallico in acciaio o costituiti da un'unità di alimentazione di rete ad anello distanziata assemblata di apparecchiature elettriche. La struttura complessiva dell'interruttore di carico e del circuito conduttivo è costituita dal circuito conduttivo, che comprende una serie di componenti che costituiscono il nucleo principale dell'unità ad anello. Tuttavia, a causa della sua struttura interna compatta, l'unità principale ad anello deve affrontare sfide nella dissipazione del calore. Ciò può portare a deformazione termica e invecchiamento quando ....

Protocollo

1. Modello

NOTA: A causa della complessa struttura dell'unità principale ad anello (Figura 1A), è stato scelto un software di progettazione online per semplificare il funzionamento dell'unità principale ad anello.

1. Semplificazione della modellazione
   1. Semplifica parzialmente il modello, preservando la sezione dell'air box dell'RMU e rimuovendo o semplificando altri componenti come alberi isolanti, bulloni di fissaggio, dadi, componenti di tenuta e staffe di supporto della pressione. La versione semplificata è mostrata in (Figu....

Discussione

Questo documento è un'analisi di simulazione comparativa dell'aumento di temperatura dell'armadio ad anello basata su software di modellazione ingegneristica e software agli elementi finiti e la soluzione più adatta per l'effettiva situazione di aumento della temperatura viene analizzata da due moduli di soluzione del campo di temperatura agli elementi finiti. La gestione termica è anche descritta in Icoz²³ come una componente critica ed essenziale per mantener.......

Materiali

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