Сравнительное исследование моделирования повышения температуры в кольцевом основном блоке

Резюме

В данной работе рассматривается проблема повышения температуры кольцевого основного блока путем создания упрощенной модели и проведения сравнительного анализа в двух модулях решения температурных полей.

Аннотация

Кольцевой основной блок (RMU) является критически важным устройством в системах распределения электроэнергии, используемым для подключения и распределения электроэнергии. Однако из-за его компактной внутренней структуры и высокой нагрузки по току проблемы с рассеиванием тепла особенно заметны. Для решения этой проблемы в данном исследовании предлагается упрощенная модель RMU с использованием методов моделирования методом конечных элементов для точного решения омических потерь проводников в реальных условиях эксплуатации и получения данных об омических потерях для различных компонентов. Это первое углубленное исследование проблемы повышения температуры RMU с использованием такого комплексного подхода. Впоследствии температурное поле было решено с помощью двух различных модулей анализа температурного поля с подробным сравнением и анализом результатов моделирования для выявления сходств, различий и тенденций в распределении температуры. Результаты показывают, что модель решения температурного поля, которая учитывает конвективную теплопередачу, является более точной и соответствует фактическим условиям эксплуатации. Это исследование обеспечивает инновационный подход и практические решения для проектирования и оптимизации RMU. Будущие исследования могут быть дополнительно изучены методы анализа мультифизических связей для решения вопросов структурного проектирования и обязательной валидации высоковольтных RMU и другого электрического оборудования, тем самым обеспечивая важную информацию для инженерного проектирования.

Введение

Кольцевой основной блок представляет собой группу высоковольтных распределительных устройств, смонтированных в стальном металлическом шкафу или изготовленных из собранных разнесенных кольцевых сетевых блоков питания электрооборудования. Общая структура переключателя нагрузки и проводящей цепи состоит из проводящей цепи, которая включает в себя ряд компонентов, составляющих основное ядро кольцевого блока. Однако из-за своей компактной внутренней структуры кольцевой основной блок сталкивается с проблемами рассеивания тепла. Это может привести к термической деформации и старению при длительной эксплуатации в условиях высоких температур. ....

протокол

1. Модель

ПРИМЕЧАНИЕ: Из-за сложной структуры кольцевого основного блока (Рисунок 1A) для упрощения эксплуатации кольцевого основного блока было выбрано программное обеспечение для онлайн-проектирования.

1. Упрощение моделирования
   1. Частично упростите модель, сохранив секцию воздушной камеры RMU и удалив или упростив другие компоненты, такие как изоляционные валы, крепежные болты, гайки, уплотнительные компоненты и кронштейны опоры давления. Упрощенная версия показана на рисунке 1B.
      1. В процессе упрощения кольцевог....

Результаты

На основании данных, приведенных в таблице 3, можно сделать следующие выводы: Общие потери для фаз А, В и С относительно схожи. В частности, общие потери для Фазы А составляют 16,063 Вт/м³, для Фазы В — 16,12 Вт/м³, а для Фазы С — 19,57 Вт/м³. Места с более высокими потерями.......

Обсуждение

Данная работа представляет собой сравнительный имитационный анализ повышения температуры кольцевого шкафа на основе программного обеспечения для инженерного моделирования и программного обеспечения конечных элементов, а наиболее подходящее решение для фактичес?.......

Материалы

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