Vergleichende Studie zur Simulation des Temperaturanstiegs in der Ringhaupteinheit

Summary

Dieser Artikel befasst sich mit dem Problem des Temperaturanstiegs der Ringhaupteinheit, indem ein vereinfachtes Modell erstellt und eine vergleichende Analyse in zwei Temperaturfeldlösungsmodulen durchgeführt wird.

Abstract

Die Ring-Main-Unit (RMU) ist ein kritisches Gerät in Stromverteilungssystemen, die zum Anschließen und Verteilen von Elektrizität verwendet werden. Aufgrund des kompakten internen Aufbaus und der hohen Strombelastung sind jedoch Probleme mit der Wärmeableitung besonders ausgeprägt. Um dieses Problem anzugehen, schlägt diese Studie ein vereinfachtes RMU-Modell vor, das Finite-Elemente-Simulationsmethoden verwendet, um die ohmschen Verluste von Leitern unter realen Betriebsbedingungen genau zu lösen und ohmsche Verlustdaten für verschiedene Komponenten zu erhalten. Dies ist die erste eingehende Untersuchung des Problems des Temperaturanstiegs der RMU mit einem so umfassenden Ansatz. Anschließend wurde das Temperaturfeld mit zwei verschiedenen Temperaturfeldanalysemodulen gelöst, mit einem detaillierten Vergleich und einer detaillierten Analyse der Simulationsergebnisse, um Ähnlichkeiten, Unterschiede und Trends in der Temperaturverteilung zu identifizieren. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Temperaturfeldlösungsmodell, das die konvektive Wärmeübertragung berücksichtigt, genauer ist und sich an den tatsächlichen Betriebsbedingungen orientiert. Diese Forschung bietet einen innovativen Ansatz und praktische Lösungen für das Design und die Optimierung von RMUs. Zukünftige Forschungsarbeiten können multiphysikalische Kopplungsanalysemethoden weiter erforschen, um strukturelle Design- und obligatorische Validierungsprobleme für Hoch- und Ultrahochspannungs-RMUs und andere elektrische Geräte zu lösen und so wichtige Erkenntnisse für das technische Design zu liefern.

Introduction

Die Ringhaupteinheit ist eine Gruppe von Hochspannungsschaltanlagen, die in einem Stahlmetallgehäuse montiert sind oder aus einer montierten Ringnetznetzeinheit für elektrische Geräte bestehen. Die Gesamtstruktur des Lastschalters und des leitenden Stromkreises besteht aus dem leitenden Stromkreis, der eine Reihe von Komponenten umfasst, die den Hauptkern der Ringeinheit bilden. Aufgrund ihrer kompakten internen Struktur steht die Ringhaupteinheit jedoch vor Herausforderungen bei der Wärmeableitung. Dies kann bei längerem Betrieb in Umgebungen mit hohen Temperaturen zu thermischer Verformung und Alterung führen. Diese Probleme beeintr....

Protocol

1. Modell

HINWEIS: Aufgrund der komplexen Struktur der Ring-Haupteinheit (Abbildung 1A) wurde eine Online-Konstruktionssoftware gewählt, um die Bedienung der Ring-Haupteinheit zu vereinfachen.

1. Vereinfachung der Modellierung
   1. Vereinfachen Sie das Modell teilweise, indem Sie den Airbox-Abschnitt der RMU beibehalten, während andere Komponenten wie Isolierwellen, Befestigungsschrauben, Muttern, Dichtungskomponenten und Druckstützhalterungen entfernt oder vereinfacht werden. Die vereinfachte Version ist in (Abbildung 1B)....

Discussion

Bei diesem Artikel handelt es sich um eine vergleichende Simulationsanalyse des Temperaturanstiegs des Ringschranks auf der Grundlage von technischer Modellierungssoftware und Finite-Elemente-Software, und die am besten geeignete Lösung für die tatsächliche Temperaturanstiegssituation wird durch zwei Finite-Elemente-Temperaturfeld-Lösungsmodule analysiert. Das Wärmemanagement wird auch in Icoz²³ als kritische und wesentliche Komponente zur Aufrechterhaltung d.......

Materials

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