Estudo Comparativo de Simulação de Aumento de Temperatura na Unidade Principal do Anel

Summary

Este artigo aborda o problema de aumento de temperatura da unidade principal do anel, estabelecendo um modelo simplificado e conduzindo uma análise comparativa em dois módulos de resolução de campo de temperatura.

Abstract

A Unidade Principal em Anel (RMU) é um dispositivo crítico em sistemas de distribuição de energia usados para conectar e distribuir eletricidade. No entanto, devido à sua estrutura interna compacta e alta carga de corrente, os problemas de dissipação de calor são particularmente proeminentes. Para resolver esse problema, este estudo propõe de forma inovadora um modelo RMU simplificado, empregando métodos de simulação de elementos finitos para resolver com precisão as perdas ôhmicas de condutores em condições reais de operação e obter dados de perda ôhmica para vários componentes. Esta é a primeira investigação aprofundada do problema de aumento de temperatura da RMU usando uma abordagem tão abrangente. Posteriormente, o campo de temperatura foi resolvido usando dois módulos diferentes de análise de campo de temperatura, com uma comparação detalhada e análise dos resultados da simulação para identificar semelhanças, diferenças e tendências na distribuição de temperatura. Os resultados indicam que o modelo de solução de campo de temperatura, que considera a transferência de calor por convecção, é mais preciso e se alinha com as condições reais de operação. Esta pesquisa fornece uma abordagem inovadora e soluções práticas para o projeto e otimização de RMUs. Pesquisas futuras podem explorar ainda mais os métodos de análise de acoplamento multifísico para abordar questões de projeto estrutural e validação obrigatória para RMUs de alta e ultra-alta tensão e outros equipamentos elétricos, fornecendo assim informações importantes para o projeto de engenharia.

Introduction

A unidade principal do anel é um grupo de aparelhagem de alta tensão montada em um gabinete de metal de aço ou feita de unidade de fonte de alimentação de rede de anel espaçado montada de equipamentos elétricos. A estrutura geral do interruptor de carga e do circuito condutor consiste no circuito condutor, que inclui vários componentes que compõem o núcleo principal da unidade de anel. No entanto, devido à sua estrutura interna compacta, a unidade principal em anel enfrenta desafios na dissipação de calor. Isso pode levar à deformação térmica e envelhecimento ao operar por longos períodos em ambientes de alta temperatura. Esses proble....

Protocol

1. Modelo

NOTA: Devido à estrutura complexa da unidade principal do anel (Figura 1A), um software de design on-line foi escolhido para simplificar a operação da unidade principal do anel.

1. Simplificação da modelagem
   1. Simplifique parcialmente o modelo, preservando a seção da caixa de ar da RMU enquanto remove ou simplifica outros componentes, como eixos isolantes, parafusos de fixação, porca.......

Discussion

Este artigo é uma análise de simulação comparativa do aumento de temperatura do gabinete do anel com base em software de modelagem de engenharia e software de elementos finitos, e a solução mais adequada para a situação real de aumento de temperatura é analisada por dois módulos de solução de campo de temperatura de elementos finitos. O gerenciamento térmico também é descrito no Icoz²³ como um componente crítico e essencial para manter a alta efici.......

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