מחקר השוואתי של סימולציה של עליית טמפרטורה ביחידה הראשית הטבעתית

Summary

מאמר זה מטפל בבעיית עליית הטמפרטורה של היחידה הראשית הטבעתית על ידי הקמת מודל פשוט וביצוע ניתוח השוואתי בשני מודולים לפתרון שדות טמפרטורה.

Abstract

היחידה הראשית הטבעתית (RMU) היא התקן קריטי במערכות חלוקת חשמל המשמש לחיבור והפצה של חשמל. עם זאת, בשל המבנה הפנימי הקומפקטי שלה ועומס זרם גבוה, בעיות פיזור חום בולטות במיוחד. כדי להתמודד עם בעיה זו, מחקר זה מציע באופן חדשני מודל RMU פשוט, תוך שימוש בשיטות סימולציה של אלמנטים סופיים כדי לפתור במדויק את ההפסדים האוהמיים של מוליכים בתנאי הפעלה בפועל ולקבל נתוני הפסד אוהמי עבור רכיבים שונים. זוהי החקירה המעמיקה הראשונה של בעיית עליית הטמפרטורה של RMU באמצעות גישה מקיפה כזו. לאחר מכן, שדה הטמפרטורה נפתר באמצעות שני מודולים שונים של ניתוח שדה טמפרטורה, עם השוואה מפורטת וניתוח של תוצאות הסימולציה כדי לזהות דמיון, הבדלים ומגמות בהתפלגות הטמפרטורה. התוצאות מצביעות על כך שמודל פתרון שדה הטמפרטורה, המתחשב בהעברת חום קונבקטיבית, מדויק יותר ומיישר קו עם תנאי ההפעלה בפועל. מחקר זה מספק גישה חדשנית ופתרונות מעשיים לתכנון ואופטימיזציה של RMUs. מחקר עתידי יכול להמשיך לחקור שיטות ניתוח צימוד רב-פיזיקליות כדי לטפל בבעיות תכנון מבני ותיקוף חובה עבור RMUs מתח גבוה ואולטרה גבוה וציוד חשמלי אחר, ובכך לספק תובנות חשובות לתכנון הנדסי.

Introduction

היחידה הראשית של הטבעת היא קבוצה של ציוד מיתוג מתח גבוה המותקן בארון מתכת מפלדה או עשוי מיחידת אספקת חשמל של רשת טבעת במרווחים מורכבים של ציוד חשמלי. המבנה הכולל של מתג העומס והמעגל המוליך מורכב מהמעגל המוליך, הכולל מספר רכיבים המרכיבים את הליבה העיקרית של יחידת הטבעת. עם זאת, בשל המבנה הפנימי הקומפקטי שלה, היחידה הראשית הטבעתית מתמודדת עם אתגרים בפיזור חום. זה יכול להוביל לעיוות תרמי והזדקנות בעת הפעלה לפרקי זמן ממושכים בסביבות טמפרטורה גבוהה. בעיות אלה משפיעות לא רק על חיי השירות של היחידה אלא גם על תכונות הבידוד שלה, ומהוות סיכונים בטיחותיים. בפרט, נזק לציוד ותאונות חשמל הופכים סבירים יותר, ומהווים סיכונים בטיחותיים משמעותיים.

....

Protocol

1. מודל

הערה: בשל המבנה המורכב של היחידה הראשית הטבעתית (איור 1A), נבחרה תוכנת עיצוב מקוונת כדי לפשט את פעולת היחידה הראשית הטבעתית.

1. פישוט מודלים
   1. לפשט חלקית את הדגם, תוך שמירה על קטע תיבת האוויר של ה- RMU תוך הסרה או פישוט של רכ?.......

Discussion

מאמר זה הוא ניתוח סימולציה השוואתי של עליית הטמפרטורה של ארון הטבעות בהתבסס על תוכנת מידול הנדסי ותוכנת אלמנטים סופיים, והפתרון המתאים ביותר למצב עליית הטמפרטורה בפועל מנותח על ידי שני מודולים של פתרון שדה טמפרטורה של אלמנט סופי. ניהול תרמי מתואר גם ב- Icoz²³ כ.......

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