密集型母线槽磁场-温度场综合有限元分析

利用ANSYS有限元软件建立了密集型母线槽的磁场-温度场耦合分析模型,在计算涡流场的基础上得到焦耳热损耗,随后将焦耳热作为体积热源,通过顺序耦合方法准确地计算了密集型母线槽的温度场。耦合过程中引入了预估-校正法,以确保预估的母排和外壳温升值的合理性,从而保证焦耳热损耗和外壳对流散热系数的准确性。母排和外壳温升的计算结果与实验结果吻合得很好,误差在1.2K之内。     

大电流母排三维涡流场-温度场耦合分析

利用有限元方法建立大电流开关柜母排的三维涡流场——温度场耦合分析模型,计算三维涡流场,得到磁感应强度和焦耳损耗的大小及分布规律;将焦耳热作为热源,通过顺序耦合方式计算出母排的温度场分布情况.实验结果验证了计算模型的准确性.在此基础上深入探讨不同工作电流对母排产生的温度场的变化规律,对设计大电流开关柜有参考价值.     

基于磁-热-应力耦合计算的密集型母线槽热性能分析

利用ANSYS软件建立了密集型母线槽的磁-热-应力耦合分析的二维模型.首先计算了三相五线制密集型母线槽的工频磁场、焦耳热;然后将焦耳热作为热源,通过间接耦合方法分析了母线槽内部的温度场,得出其导体及外壳上的温度分布;相应地将温度作为载荷,计算母线槽的应力场,得出母线槽由于热膨胀而产生的变形.     

密集型母线槽电动力及热性能分析

利用ANSYS软件建立了密集型母线槽的磁-热耦合分析3-D模型,计算了三相五线制密集型母线槽的工频磁场、涡流场、焦耳热、铜排承受的短路电动力及由此电动力产生的位移,再将焦耳热作为体积热源,通过间接耦合方法分析了母线槽内部的温度场,得出其铜排及外壳上的温度分布。     

基于热-流耦合场的大电流母排热场计算及影响因素分析

为确保小区供电可靠性及兼顾节能减排,需提高母排的自然散热能力,从而降低因强制散热而增加的能耗。考虑母排散热过程中的热场与流场的相互作用和影响,建立了相互耦合的共轭传热模型。采用有限元法对开关设备中敷设母排的三维温度场进行了计算和分析。基于该模型计算,分析了母排间距和环境温度2个因素对母排温度的影响规律。研究结果可为母排的节能散热及产品优化提供参考。     

大电流封闭母线磁-流-热场耦合有限元分析

针对用解析法计算母线温升时存在的一些问题,笔者讨论了基于磁场-流场-热场耦合有限元分析的母线温升计算方法。首先计算母线的磁场和导体涡流分布,得到焦耳热源;然后基于流场-热场耦合的共轭传热模型,将前面计算得到的焦耳热加载为热源,进行温度场分析和温升计算。比较12500A大电流离相封闭母线的计算温升与该产品型式试验结果,误差小于2℃。该计算方法对于封闭母线的产品设计人员具有一定参考意义。     

单级同步感应线圈炮电枢的磁场-温度场有限元分析

为了研究电枢在同步感应线圈炮发射过程中的温度分布规律以及影响电枢温度分布的因素,依据瞬态涡流场和计算传热学的相关理论建立单级同步感应线圈炮电枢磁场-温度场耦合分析的数学模型,利用APDL建立了电枢和驱动线圈的有限元模型,将线圈炮发射过程中电枢中感应的焦耳热损耗作为体积热源,通过顺序耦合的方法实现电枢的磁场一温度场有限元...     

基于电磁-热耦合场的架空输电线路载流量分析与计算

架空输电线路的允许载流量是保证其安全运行的重要参数之一。根据架空输电线路产热和散热的特点,建立了架空导线的磁场-温度场耦合二维有限元分析模型,确定电磁-热耦合场分析的边界条件,求解得到了架空输电导线内部电磁场分布。将得到的焦耳热损耗作为热源耦合至热场模型进行计算,并采用数值迭代法求解得到架空输电导线的允许载流量。此外,基于该仿真模型通过仿真分析得出了不同外部环境因素对架空输电线路载流量的影响规律。该研究成果可以为架空输电线路的热分析和载流量计算提供一定的参考。     

基于时域有限元方法的配电房大电流母排涡流场分析

母排工作状况对整个配电系统的运行起着决定性的作用.针对配电房普遍使用的平板型空气绝缘母排结构,根据母排实际尺寸、位置等参数构建其工频磁场分布的计算模型.采用基于时域有限元的方法研究了矩形大电流母排满足的二维(2D)、三维(3D)涡流场问题.分析其磁感应强度变化,并与圆管型母排进行了比较,通过仿真验证,矩形母排磁感应强度与实测数据的最大误差小于5.79%,而圆管型母排磁感应强度与实测数据的误差较大.重点研究了不同工作电流对电磁力、磁场能量及功率损耗的影响.结果显示随电流增大,磁场能量、电磁力及功率损耗均呈增加趋势.当电流为2 400 A时,其三维涡流场的功率损耗高达114.462 W/m.     

无铁心永磁同步直线电机电磁-热-应力耦合分析

无铁心永磁同步直线电机提高推力密度的方案之一是增大动子电流,但增大动子电流会导致动子发热增加。长时间工作于高温状态有可能引起永磁体退磁发生形变,降低电机工作精度等严重后果。因此,研究无铁心永磁同步直线电机的磁热耦合对直线电机的影响具有重要意义。通过解析法和有限元法相结合分析计算得到电机的永磁体磁场分布。同时针对电机的温度场,应力场耦合分析。基于有限元法从温度场设计方面对该电机进行磁热耦合分析,给出电机温度场分布图和温升情况,以及磁热耦合密度云图。利用高斯计等仪器组成的实验平台,监测电机在运动过程中的温升情况以及磁场变化。为下一步冷却结构和流体的设计研究提供依据。     

共箱封闭母线多物理场耦合分析

共箱封闭母线由于拥有较为复杂的发热与散热结构,故其温升的计算一直是研究与设计的重点。借助有限元法,通过建立有限元模型首先分析得到了双层导体共箱封闭母线在稳态中的工频电磁场及焦耳热分布。随后利用间接耦合法,将焦耳热作为热源带入到流场-热场耦合模型,计算得到了热场与流场,进而得出共箱封闭母线中导体与外壳的主要散热方式为辐射散热,为控制母线温升应加强母线的辐射散热能力。     

基于CSCW的母线槽布线专家系统

将计算机支持的协同工作（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｗｏｒｋ,ＣＳＣＷ）技术应用到电气设计领域,建立了一个基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ／Ｉｎｔｒａｎｅｔ的松散耦合的三维ＣＳＣＷ系统。协作者可以用虚拟现实造型语言ＶＲＭＬ建立的虚拟协同布线空间里异地协同工作,从而解决了配电系统中线线槽系统设计这个三维、异地、群体协同设计问题。     

基于ANSYS耦合场分析的电器装置温度场仿真

ANSYS有限元软件提供的多物理场耦合求解方法能够有效地运用于电器装置的温度场仿真分析。详细地描述了利用ANSYS/MultiPhysics进行涡流场-气流场-温度场耦合分析的关键过程,并以8000A高压封闭母线的温升计算为例,验证了仿真结果与试验数据非常接近,误差小于1．6℃。     

GIS高压母线段间连接缝隙造成的过热分析

为了便于安装、运输和检修,气体绝缘变电站(GIS)内的高压母线经常在现场用钢制螺栓分段组装。由于存在公差,在某些分段母线之间可能存在缝隙,在缝隙处可能由于钢制螺栓导流引起过热,进而发生故障。针对多座220kV GIS母线发生的过热导致的短路,研究不同条件下紧凑型三相一体和单体GIS高压母线段间的温度场分布及其与电流的关系,基于有限元法建立综合考虑电流大小、接触缝隙、螺栓材料、螺纹形态、传热系数与氧化铝薄膜等影响因素的多物理场耦合分析模型,计算分析三相母线与单相母线在不同情况下的最大允许通过电流值。通过分析发现缝隙的大小对温度的影响较大。随着缝隙的扩大,当缝隙处导流螺栓为钢制螺栓时,整体温度会明显增加,较采用铜制螺栓时增加近10~50K。该研究成果对GIS母线设计具有指导性的作用,并为保证其长期安全、可靠运行提供了理论依据。     

基于解析数值法的配电房母排磁场屏蔽

鉴于室内配电房广泛使用的平板形大电流母排,根据母排实际尺寸、位置参数等构建了其工频磁场分布的计算模型,将解析法与数值分析相结合求得空间各点的磁感应强度,以便于磁场屏蔽效能的研究.考虑了配电房母排普遍采用的两种排列方式,着重讨论第一种排列方式对应三种屏蔽方案的屏蔽效果,经计算得出第三种方案的屏蔽效果较为理想.接着研究第三种方案对应屏蔽材料、屏蔽板和母排间距离、屏蔽板厚度和高度等对屏蔽效能的影响.结果显示通过增大材料的磁导率、增加屏蔽板厚度和高度、减小屏蔽板与母排间距离,屏蔽效能呈明显增大趋势.最后针对上述特征给出了提高屏蔽效能的可行建议,以降低配电房周围的磁污染,从而减小对电子设备的干扰和人体健康的影响.     

母线槽工频阻抗的数值计算和测量

母线槽在建筑物的低压配电系统中常被用作配电干线,其工频阻抗参数的确定对这种配电系统的设计和运行分析具有重要意义。作研究了工程中常用的铁外壳母线槽的工频阻抗,提出用“等效相对磁导率”方法建立母线槽的近似线性仿真模型,基于该模型采用边界元方法的商业软件对其工频阻抗进行数值计算,并介绍了“等效相对磁导率”的确定方法;对两种实际母线槽的工频阻抗进行了数值计算和实验测量,证明了这种阻抗估算方法的可行性和有效性;应用这种阻抗估算方法分析了母线槽的有关参数对其阻抗的影响,并据此提出了一些母线槽的设计建议。     

±800kV换流站管母线合成场强特性研究

合成场强特性研究对于换流站管母线的选型和布置具有重要意义.在Deutsch假设基础上,建立换流站管母线表面场强和地面合成场强的计算模型,提出了±800 kV换流站合成场强特性的控制指标,对不同型号换流站管母线的电晕特性和合成场强进行了计算,得到了管母线起晕的高度范围和不同高度下地面最大合成场强的计算值,通过对结果的分析,给出了换流站管母线安装高度要求和选型建议.     

交流站控系统母线分列运行跳闸事故分析及其跳闸逻辑改进

结合深圳换流站交流站控系统母线分列运行跳闸逻辑,对深圳换流站500 kV交流母线分列运行导致贵广Ⅱ回直流输电系统极Ⅱ跳闸典型事例进行了分析,指出该交流站控系统母线分列运行跳闸逻辑存在设计缺陷,提出了增加母线分列判断逻辑、修改交流母线分列运行闭锁单极逻辑和在单母线运行时退出母线分列运行跳闸功能等三项改进措施,前两项措施已在深圳换流站实施,第三项可作为单母线运行时所采取的临时安全措施。