电力开关柜散热因素分析及重要性排序

电力开关柜母线的工作状态受其散热性能和温升影响.为降低电力开关柜母线表面温度,采用有限体积法建立电力开关柜三维热流耦合模型,对影响母线散热的电力开关柜因素进行分析,并通过正交设计分析得出影响母线散热性能的关键因素,同时结合无量纲分析法,引入相对温升比重对母线散热性能进行分析评价,并给出了本模型下三相母线散热性能预测公式...     

高压开关柜新型冷却方式研究应用

针对目前高压开关柜散热问题或发热缺陷无法得到有效解决的情况,采用一台空调装置与高压开关柜连接的新型冷却方式进行冷却散热,以达到快速降温效果.系列温升试验和实际测量验证了这种冷却方式对开关柜内散热冷却有着显著的效果.该研究成果对于未来开关柜冷却方式的发展以及开关柜负载能力的提升,有着重要的意义.     

变电站开关柜附柜的结构设计与应用

随着电网负荷的逐年增加，开关柜发热问题愈发突出。分析了现有开关柜散热故障问题，设计了一种让内部空气循环对流的开关柜附柜，并对开关柜改造原理及改造技术方案进行了阐述。实际应用案例表明，该开关柜附柜可以实现快速降温降压，避免温度压力异常产生短路爆炸故障对人身造成的伤害和设备损坏，降低了电力人员巡检次数，提高了变电站设备运维管理水平。     

不同散热条件对开关柜母线室温度分布影响探究

开关柜的温度场仿真计算对开关柜的运行检修与设计具有重大指导意义,但由于开关柜模型复杂,计算量大,在现有仿真计算中常忽略热辐射过程以提高计算效率,缺乏对网格剖分的精细化控制,对风机开启下的强迫对流散热效果也缺乏直观对比。因此,本文以开关柜的典型结构——母线室为研究对象,建立精细三维模型,利用ICEM软件对网格进行局部控制的优化剖分,再将模型导入CFX软件进行温度-流体场仿真计算与分析,探究热辐射散热与风机对流散热对开关柜内部温度分布规律的影响,结果表明热辐射散热使母排温度下降,柜体角落处温度明显上升,整体分布更加均匀;风机散热使母线室内部流速激增,降温效果明显,并通过实验验证了仿真计算的准确性。     

工厂复合化绝缘子电场分布特性及防污闪涂层参数优化计算

为研究工厂复合化直流绝缘子在不同涂层厚度及涂覆工艺下的电场分布特性，利用传导电流场进行有限元仿真，分别对无涂覆涂层绝缘子、全涂覆涂层绝缘子、局部涂覆涂层绝缘子、不同涂层厚度下的绝缘子电场分布情况进行计算。计算分析表明，工厂复合化瓷和玻璃绝缘子，在厚度不低于0.3 mm的RTV涂层全覆盖绝缘体表面时，钢脚边缘（涂层边缘）的最大电场强度不超过空气中的电晕起始场强；当RTV涂层在钢脚附近存在留空时，钢脚边缘的电场强度均较高。研究结果为工厂复合化绝缘子的防污闪涂层的参数优化设置提供了指导。     

户外单元式环网柜的通风效果仿真与优化措施

城市配电系统广泛应用的户外环网柜在湿热的南方地区易产生凝露,因凝露引发的环网柜故障时常发生。文中提出通过加强自然通风散热阻碍凝露形成,首先对现有两种共箱方式的环网柜三维建模,然后利用Ansys CFX软件对不同通风设计的环网柜内部流域进行仿真,考虑百叶窗式通风口的横向位置、纵向间距以及顶部空间高度对内部通风散热效果的影响。最后讨论了在凝露发生后,通过在顶盖下表面涂覆亲水性涂料并设计合适的倾角避免凝露坠落至电气设备,最终得出最优设计。     

大电流开关柜温度分布特性的影响因素分析

负荷电流、环境温度、接触电阻是影响大电流开关柜温升的重要因素。本文针对4000A大电流开关柜建立仿真建模,利用COMSOL进行电磁-传热-对流多物理场耦合仿真计算,归纳了4000A大电流开关柜内部温度分布规律;研究了负荷电流、环境温度以及开关柜各部位接触电阻的增加对于母线和梅花触头温升的影响情况。本设计并进行了大电流开关柜不同负荷条件下稳态温升实验,实验结果验证了仿真模型的合理性。经计算得出,对于4000A大电流开关柜,在负荷达到约80%时,梅花触头温升已超出国标上限,需要对开关柜进行强制散热。环境温度对开关柜内部温升有较大的影响,在设计开关柜温升监测系统时不能忽视环境温度的监测。梅花触头与静触头搭接点接触电阻的增加较大程度影响梅花触头和母线的温升,因此需要对梅花触头的温升实时监测以确保及时发现异常运行状态。电流互感器是大电流开关柜中不可忽略的发热部位,若安装不当存在接触问题,则会产生异常温升影响整体母线温度分布。本文研究结果可为后续开展开关柜温升在线监测、故障位置判断以及设计运维方案提供一定的理论依据。     

电力变压器系统损耗与散热特性研究

油浸式变压器损耗和散热是影响变压器正常运行的关键因素。为获得变压器系统准确发热量,采用传热学外掠平板对流换热、大空间自然对流换热以及漫灰体表面辐射模型对典型变压器系统进行散热量计算,获得典型变压器系统散热特性。结果表明:变压器系统散热主要通过散热器实现,占变压器系统总散热量的77.66%~85.31%;辐射散热是变压器本体的主要散热方式,占散热总量的55.15%~70.25%;在散热过程中,热量主要通过对流散失,辐射散热量仅占2.18%~11.34%。与变压器系统损耗相比,偏差在10%以下,表明损耗经验公式适用于变压器系统发热量计算。变压器损耗与型号和负载系数密切相关,不同型号的变压器损耗不同,同一负载下变压器容量越大,其损耗也越大,同一型号变压器损耗随负载系数增大而增大。     

化学腐蚀对超疏水涂层表面憎水性的影响研究

利用质量变化表示法评估化学腐蚀过程中超疏水涂层表面的腐蚀速率,并制备出一种在面漆中添加含氟类化合物的超疏水涂层.在室温环境下对涂覆含氟超疏水涂层、无氟超疏水涂层与RTV涂层的玻璃基板进行耐酸、碱、盐腐蚀性试验,并在试验中设置了不同的腐蚀时间、腐蚀介质浓度,研究化学腐蚀对超疏水涂层表面憎水性的影响.结果表明:超疏水涂层的耐酸、盐腐蚀性强于耐碱腐蚀性;添加含氟类化合物能够显著提升超疏水涂层的耐化学腐蚀性;含氟超疏水涂层的耐酸、碱腐蚀性与RTV涂层接近,但耐盐腐蚀性明显优于RTV涂层.     

离相气体绝缘母线温度场计算及其影响因素分析

离相气体绝缘母线的温升和散热性能是影响其工作稳定性的重要因素之一。笔者先通过涡流场计算得到导体及外壳的焦耳热损耗,然后将其作为体积热源,通过间接耦合方法再计算出母线温度场分布,进而与实验数据进行对比,验证温度场计算结果的正确性,最后分析环境温度、气体压强以及不同负荷电流对母线温度场分布的影响。所得出的结论对离相气体绝缘母线散热设计具有参考价值。     

变电站主变低压侧母线桥绝缘防护措施改进

变压器是电网中的重要设备之一,其低压侧与开关柜母线通常采用母线桥连接。裸露部分采用加装绝缘热缩套方式来提高母线的绝缘性能,但绝缘热缩套存在施工工艺复杂、易受损脱落、维护周期长、防小动物措施不完善等问题。针对此问题,提出涂制阻燃性绝缘涂层方法改进母线桥的绝缘防护能力。经现场应用验证,采用绝缘涂层能避免主变母线桥短路、放电等安全事故的发生,有效提高绝缘防护能力,保证电网的安全稳定运行。     

3150 A中置柜1.1倍自然风冷结构研发及温升验证

针对3150 A大电流移开式开关柜采用风机进行强制风冷采购成本、运维成本较高的问题,分析了导体发热、涡流、散热通道效果对设备温升的影响程度,提出改善发热元件散热的方法和措施,并对开关柜内空气流风道构建进行了优化,为大电流移开式开关柜应用自然风冷技术降低运维成本,提高设备的可靠性提供技术支撑.     

强制对流散热对开关柜温升影响规律的仿真研究

在自然对流散热条件下,大电流开关柜难以达到温升标准,因此开关柜通常采用强制对流散热。为研究不同强制对流条件对开关柜内温升的影响规律,建立了电磁-传热-流体多物理场耦合模型,并通过实验验证了仿真模型的合理性。进一步地,设置了不同的风机组数和风机故障状态,形成了不同的柜内强制对流条件,仿真分析了相应条件下的开关柜内温升分布情况。仿真研究发现:无强制对流散热时,开关柜温升无法满足GB/T 11022—2011要求,且最高温升部位均位于真空灭弧室的动静触头连接位置;电缆室下侧风机与断路器室下侧风机对柜内不同部件的散热具有重要作用,且作用相对独立;与单组风机相比,装设2组及3组风机时,散热能力显著提高,但2组和3组风机情况下的温升分布差异不大,设置2组风机在保证散热效果的同时,具有更好的节能效果。     

基于热管散热的大电流开关柜触头温度场分析

大电流开关柜的关键部件静触头,安装于树脂塑料触头盒内,空气对流空间狭小,散热效果较差,容易引发开关触头的过热、剧烈氧化和烧融等故障现象,给供电系统的安全性和可靠性的带来隐患。为了强化开关柜静触头的散热,控制其温升达到国家相关行业标准的要求,将热管散热装置安装于KYN44A-12大电流开关柜的静触头上,利用有限元方法对静触头的温度场进行了仿真分析,并在相应工况条件下对仿真结果进行了实验验证。研究结果表明,采用热管散热装置后,开关柜静触头的温度被控制在60℃以下,母线室及电缆室内静触头的温升得到了有效控制,从而提高了开关柜的通流能力和设备利用率。     

SCC65高防护母线

产品特点： SCC65高防护母线槽采用新颖的“Ω”形侧板结构,提升母线电气性能的同时降低母线生产成本,使母线防护等级真正意义上达到IP65;母线合理的整体散热系统,降低导体的运行温度,提高母线的承载能力;连接装置具有自动调节功能,有效平衡线性膨胀系数,保障系统的安全运行。母线外壳采用铝镁合金型材,具有超高的抗弯强度及抗锈蚀性,防护等级更高;母线侧、盖板表面独特的齿状散热结构,系统散热性更佳;采用外壳作为接地保护,降低接地电阻,安全保障性更高;加装散热片的接头器,有效降低母线接头温升,     

绝缘子室温硫化硅橡胶涂层热波模型及其涂覆质量无损检测方法

绝缘子室温硫化硅橡胶（RTV）涂层的涂覆质量是评价其应用效果的重要指标,涂覆施工过程中引入破损、杂质、脱粘、厚度不均匀或不达标等,各种形式缺陷,将严重影响绝缘子外绝缘性能,给设备安全可靠运行带来隐患。该文提出一种基于光热辐射热波检测的RTV涂层涂覆质量无损检测技术,该方法通过分析试件在可控光热激励下的表面瞬态温度场得到其内部结构信息。首先建立绝缘子RTV涂层热波模型并进行求解;对RTV涂层典型缺陷进行了检测,并利用主成分分析和独立成分分析增强缺陷信号;最后从热波响应相位谱中提取最小相频二次方根倒数特征用于定量表征RTV涂层厚度。研究表明,该方法可以实现绝缘子RTV涂层涂覆质量的快速、准确、非接触检测,具有广阔的应用前景。     

配电开关柜温升特性的多物理场仿真和实验

配电开关柜散热效率不高,其内部安装的断路器等设备经常需要降容运行以满足国标允许的温升要求。为此研究了配电开关柜内生热与散热过程,探究强迫对流条件下开关柜散热能力的提升。首先利用Ansys E-mag与CFX软件模块,分别建立自然对流和强迫对流条件下的开关柜电-磁-热-流耦合仿真模型,获得开关柜内生热功率、气流速度、温度等分布;并利用温升实验平台测量开关柜关键部位的温升,与仿真结果进行对比与验证;最后,利用搭建的仿真模型,探究安装散热风扇降低开关柜温升的效果。研究结果表明:在额定电流下,开关柜进线断路器的上接线端子温升超标严重,出气口附近有较明显的回流现象,不利于热空气排出;出气口安装风扇后,散热效率明显加强,风扇风速达到3 m/s和6 m/s时,进线断路器上接线端子平均温升分别下降28.6%和42.1%。     

含湿混合气体纵掠镀(涂)层管外壁的传热特性

为考察不同镀(涂)层管在烟气余热回收过程中的强化传热性能,采用水蒸气和空气的混合气体(w(H_2O)=6%~16%),对其在竖直紫铜管、镍-磷(Ni-P)镀层管及聚四氟乙烯(PTFE)涂层管表面的对流凝结复合传热特性进行了实验研究。结果表明:传热系数随着水蒸气质量分数和气体流速的增加而增加,PTFE涂层具有最佳的传热效果;水蒸气在紫铜管表面发生膜状凝结,在PTFE涂层表面发生珠状凝结,而在Ni-P镀层表面的凝结形式则表现为珠膜共存。对实验数据进行了多元线性回归,得到了含湿混合气体纵掠3种管子的对流凝结复合传热的Nu实验关联式,其理论值与实验值的相对误差在±15%以内,具有较高的准确性。     

基于发热-散热积累模型的电动机过载保护研究

对异步电动机发热与散热机理进行分析,利用傅氏算法建立了电机热积累-散热的动态数学模型。仿真分析该模型,证明本模型可准确连续模拟电机温升动态变化情况,对避免电动机因定子绕组,转子绕组,定子铁心温度过高而造成损坏提供最优判据。通过与传统反时限保护进行对比,验证了本模型对负载变化引起的热积累反应更准确,敏锐。并在此基础上设计了以ARM芯片LPC2131为主控单元的智能保护器,经过长时间现场运行证明了本方案的可行性。     

粘结NdFeB磁体表面纳米TiO_2/氟碳复合涂层的耐腐蚀性能

将硅烷偶联剂KH-550改性的纳米TiO2颗粒与氟碳乳液混合涂覆于粘结NdFeB磁体表面形成复合防蚀涂层。研究了纳米TiO2/氟碳复合涂层对粘结NdFeB磁体耐腐蚀性能的影响,利用扫描电镜、接触角测定仪和电化学工作站对涂层表面形貌、疏水性和耐腐蚀性进行了表征。结果表明,经过硅烷偶联剂KH-550改性的纳米TiO2颗粒在涂层中的分散性较好,可以有效减少涂层中的微裂纹和孔洞。粘结NdFeB磁体表面为亲水性,而涂刷纳米TiO2/氟碳复合涂层后,磁体表面转变为疏水性。电化学测试表明复合疏水涂层可以有效提高磁体的耐腐蚀性能。