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550kV/8000A大容量SF_(6)充气式套管温升特性的仿真研究

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高电压技术 2024年第3期50卷 986-993页

作者：王流火陶雄武周俊宏王海燕谢榕昌熊志武广东电网有限责任公司广州510410 广东电网有限责任公司惠州供电局惠州516001

为研究550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管的温升特性,建立了550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管多物理场耦合模型,利用ANSYS软件,综合考虑涡流效应、集肤效应、重力作用、热对流、热辐射等因素,计算分析了1.1倍额定电流(8000 A),即880... 详细信息

为研究550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管的温升特性,建立了550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管多物理场耦合模型,利用ANSYS软件,综合考虑涡流效应、集肤效应、重力作用、热对流、热辐射等因素,计算分析了1.1倍额定电流(8000 A),即8800 A电流条件下套管的温度场与气流场分布规律,并进行了550 kV/8000 A SF_(6)充气套管的温升试验,验证了仿真结果的正确性。最后仿真分析了外部风速、气体压强、负载电流、中心导体外径等4种影响因素对套管温升特性的影响。研究结果表明:最高温度位于套管内中心导体上部的小孔下方,最高温度为363 K,从整体角度看,套管上方的温度高于下方;仿真结果与试验结果一致性较好,误差在8%以内;套管的温升随外部风速的增大明显降低,但降幅逐渐减小;套管的温升随着气体压强的增大而降低;电流越大,产生的焦耳热越多,负载电流直接影响导体温升;套管的温升随着中心导体外径的减小而增大。研究内容为大容量高压SF_(6)充气套管的设计工作提供了理论借鉴。

关键词： SF_(6)充气套管温升特性多物理场耦合温度场气流场温升试验影响因素

550kV气体绝缘母线大电流工况下温升特性分析

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工程科学与技术 2024年

作者：侯世英罗澳杨帆王鹏博权帅峰孙帅重庆大学电气工程学院西安西电开关电气有限公司广东省电力装备可靠性企业重点试验室(广东电网有限责任公司电力科学研究院)

探究气体绝缘母线在超高压大电流工况下的温升特性对设备的正常运行以及监测维护意义重大。然而在长期大电流负荷运行下，因接触异常等原因导致母线在较小封闭空间内产生大量热量，极易造成局部过热严重威胁设备安全运行。针对这一问题... 详细信息

探究气体绝缘母线在超高压大电流工况下的温升特性对设备的正常运行以及监测维护意义重大。然而在长期大电流负荷运行下，因接触异常等原因导致母线在较小封闭空间内产生大量热量，极易造成局部过热严重威胁设备安全运行。针对这一问题，本文以550 kV气体绝缘母线为研究对象，构建了考虑接触电阻的三维电磁-温度-流体多场耦合模型，计算其在1.1倍额定电流（8800 A）、0.3 MPa气压条件下的母线温度分布，并搭建了大电流温升试验平台进行验证，试验测量结果与仿真结果吻合度高。基于验证后的可靠模型，进一步探究了通流水平、SF6气压及接触状态对母线温度分布的影响规律。结果表明：母线最高温度位于盆子凹面处电接触部位顶部（约为54 ℃），该端触头上方SF6温度比导杆上方高近15 ℃，凹面处触头径向温度梯度明显低于凸面处触头径向温度梯度；在非等温自然对流的情况下，母线温度整体呈径向上高下低、轴向端部高中间低的规律分布；母线温度随通流水平提高呈非线性上升、随SF6气压增大呈近似线性下降，可在一定范围内提高设备绝缘气体压强以降低设备运行温度；异常电接触处温度随阻值增大近似线性增加，而电接触异常往往是母线过热的主要风险点。本文研究内容可为超高压大电流气体绝缘设备产品设计及状态监测提供参考。

关键词：气体绝缘母线多物理场耦合温升特性接触电阻影响因素

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基于新型环保气体的断路器温升特性研究

工程科学与技术 2024年

作者：赵莉华邬志云闫志强黄小龙宁文军贾申利四川大学电气工程学院国家电网成都供电公司

由于SF6断路器具有严重的温室效应，基于新型环保气体断路器的研究受到了广泛关注。现有关于新型环保气体C4F7N-CO2混合气体的研究大多集中在灭弧、绝缘性能等方面，对其温升特性的研究不够深入，但是绝缘气体的温升特性对断路器的载流... 详细信息

由于SF6断路器具有严重的温室效应，基于新型环保气体断路器的研究受到了广泛关注。现有关于新型环保气体C4F7N-CO2混合气体的研究大多集中在灭弧、绝缘性能等方面，对其温升特性的研究不够深入，但是绝缘气体的温升特性对断路器的载流能力设计和运行状态监测具有重要意义。为探究新型环保气体断路器的温升特性，本文基于40.5 kV瓷柱式断路器样机搭建了温升实验平台，并建立了电磁-热-流多物理场耦合的仿真模型，对断路器温升特性开展研究。结果表明：断路器灭弧室内温升呈左右对称、上高下低的阶梯状分布，热量主要集中在导体和内部绝缘气体顶部；灭弧室内流场分布较为稳定，导体附近的气体由于受热产生了自然对流现象，气体流速随着温度的升高逐渐增大，最大流速出现在喷口位置；在一定条件下，瓷柱式断路器的导体回路、瓷套管外壳和喷口等典型测点处的温升均随着负荷电流的增大而增加，且喷口和导体处的温度上升速率远高于瓷套管外壳；基于不同气体的瓷柱式断路器温升场具有相似的分布规律，其中C4F7N-CO2混合气体表现出良好的散热能力，且随着混合气体中C4F7N气体比例的增加，导体温升逐渐减小；各种气体环境下灭弧室内的流场分布也大致相似，气流速度与灭弧室温度和气体粘度密切相关。研究结果可为新型环保气体C4F7N在瓷柱式断路器中的应用提供理论依据，对于新型环保绝缘气体在高压断路器温升方面替代SF6具有重要意义。

关键词：温升特性 C F N/CO 混合气体高压断路器有限元仿真

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换流阀用阳极饱和电抗器温升特性及优化

高电压技术 2024年第5期50卷 2177-2186页

作者：莫作权袁佳歆王伊帆李旭哲邹丹旦周航电网环境保护全国重点实验室武汉430072 武汉大学电气与自动化学院武汉430072 华东交通大学电气与自动化工程学院南昌330013

阳极饱和电抗器(anode saturable reactor,ASR)是换流阀的关键一次设备,其在运行中因电磁损耗引发的温升问题明显并威胁绝缘体热老化。因此,准确分析ASR温升特性并寻求优化方法,对其状态评估、产品设计具有重要意义。为此首先根据发热... 详细信息

阳极饱和电抗器(anode saturable reactor,ASR)是换流阀的关键一次设备,其在运行中因电磁损耗引发的温升问题明显并威胁绝缘体热老化。因此,准确分析ASR温升特性并寻求优化方法,对其状态评估、产品设计具有重要意义。为此首先根据发热机理和散热路径建立等效热路模型,定性分析了ASR实际运行中的温升特性;然后,建立ASR三维等效模型,结合瞬态传热原理来设定固体传热和空气对流参数,进一步应用基于湍流和实时混合假设的水冷却简化模型来模拟水冷散热过程,在兼顾准确性和高效性下开展多物理场耦合有限元仿真,定量计算ASR温度的大小变化和空间分布;最后,结合温度分布规律,提出不同截面积铁芯组合的结构优化方案,仿真验证了在电气性能不变前提下,各铁芯之间最大温差减少了原温差的91.7%,环氧树脂的最高温度降低3℃,为ASR的性能校验和参数设计提供借鉴。

关键词：换流阀饱和电抗器温升特性有限元仿真温度分布

不同类型绝缘油对变压器温温升特性的影响研究

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机械管理开发 2024年第6期39卷 73-74,77页

作者：栗晓宇晋能控股煤业集团北辛窑煤矿山西忻州036700

油浸式变压器在电力系统中具有广泛的应用,同时绝缘油的性质不同对变压器的温升特性具有不同的影响作用。采用仿真分析的形式对天然酯绝缘油和矿物绝缘油作用时变压器的温升特性进行分析。结果表明,天然酯绝缘油作用绕组的温升大于矿物... 详细信息

油浸式变压器在电力系统中具有广泛的应用,同时绝缘油的性质不同对变压器的温升特性具有不同的影响作用。采用仿真分析的形式对天然酯绝缘油和矿物绝缘油作用时变压器的温升特性进行分析。结果表明,天然酯绝缘油作用绕组的温升大于矿物绝缘油4.7℃,温度稍有提高,同时天然酯绝缘油结合绝缘纸板使用,可提高变压器的温升限制10K。天然酯绝缘油的温升特性要好于矿物绝缘油,更好地提升变压器使用过程中的绝缘冷却性能,保证变压器的长期稳定使用。

关键词：油浸变压器天然酯绝缘油矿物绝缘油温升特性仿真分析

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碳纤维增强导电混凝土的温升特性研究

中国高新科技 2024年第5期 63-65页

作者：夏嘉佳李有仙李明锋陈小悦唐曼陈玉珍(指导) 西南科技大学四川绵阳621010

寒区道路积雪、结冰,对交通运输及国民经济、生活造成较大影响,也成为冬季交通安全的主要隐患。文章通过调整配合比制备碳纤维导电混凝土,并通过对该导电混凝土施加电压,研究了该混凝土的电热特性。结果显示,针对冬季道路积雪或结冰问题... 详细信息

寒区道路积雪、结冰,对交通运输及国民经济、生活造成较大影响,也成为冬季交通安全的主要隐患。文章通过调整配合比制备碳纤维导电混凝土,并通过对该导电混凝土施加电压,研究了该混凝土的电热特性。结果显示,针对冬季道路积雪或结冰问题,对100mm×100mm×60mm的厚尺寸导电混凝土试样施加电压进行导电升温测定其不同位置的温度,对其施加额外电压,对力学性能和温升特性相关规律进行研究。

关键词：碳纤维导电温升特性

考虑沸腾传热的车用永磁同步电机峰值工况温升特性研究

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西安交通大学学报 2022年第4期56卷 138-146页

作者：何联格陈红玲吴行葛帅帅石文军严新重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 重庆青山工业有限责任公司重庆402761

为研究电动汽车在高原环境下峰值工况运行时永磁同步电机的温升问题,建立RPI过冷沸腾换热模型。该模型考虑了气泡分离直径、气泡分离频率和气泡成核密度等的影响,能够对沸腾换热过程中两相流状态进行准确分析。运用沸腾传热理论研究电... 详细信息

为研究电动汽车在高原环境下峰值工况运行时永磁同步电机的温升问题,建立RPI过冷沸腾换热模型。该模型考虑了气泡分离直径、气泡分离频率和气泡成核密度等的影响,能够对沸腾换热过程中两相流状态进行准确分析。运用沸腾传热理论研究电机的温升特性,在流体域中建立沸腾传热模型以及气泡子模型,模拟电机在高原环境下的运行环境来研究冷却液进口温度、海拔高度以及进口流速等因素对电机温升的影响。结果表明:在电机热机后进行试验与仿真,考虑沸腾传热时电机的温升特性更接近试验结果,所以研究电机的温升特性时应该要考虑冷却系统沸腾传热的影响;峰值工况下电机的温升特性随着冷却液进口温度的升高,电机绕组达到150℃所用的时间越少,即电机温度越高;在平原或者高海拔环境下,电机在峰值工况运行时的温度增长速率均随着冷却水进口水温的增大而增大,而电机的温度随着大气压强的降低而下降;由于冷却水的相变两相流沸腾传热现象,在高海拔地区运行时的温升特性比平原地区更好。

关键词：永磁同步电机峰值工况沸腾传热温升特性高原环境

考虑抱紧力退化和不同对接角度下的GIL触头温升特性

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高电压技术 2023年第10期49卷 4401-4410页

作者：梁睿朱思尧王业宁张禹中国矿业大学电气工程学院徐州221116 国网苏州供电公司苏州215004

气体绝缘输电线路(GIL)因高运行可靠性而得到广泛使用,但随着运行年限增长和载荷循环变化,其触头不可避免会出现接触劣化,进而引起过热故障。温升作为表征热故障演变的关键参量,论文由此出发,建立了GIL触头三维结构力学–温度–电磁场... 详细信息

气体绝缘输电线路(GIL)因高运行可靠性而得到广泛使用,但随着运行年限增长和载荷循环变化,其触头不可避免会出现接触劣化,进而引起过热故障。温升作为表征热故障演变的关键参量,论文由此出发,建立了GIL触头三维结构力学–温度–电磁场耦合模型,计算正常工况下触头的电流密度、接触电阻、接触压力和温度场分布;研究抱紧力退化时弹簧变化量与边界载荷、接触电阻、接触压力和最高温度的变化关系;基于不同对接角度下触头的温升特性和温度场分布,探索各触指的接触状态以及接触面电流密度、接触压力和接触收缩电导的分布规律。仿真实验及其分析表明:边界载荷和接触压力均与弹簧变化量成正比,而最高温度和接触收缩电阻的趋势均与前者相反;当对接角度大于1.5°时,触头可能存在接触失效且接触不良时的触指温升较大,而对接角度小于1°时各触指温升较小。

关键词：气体绝缘输电线路触头温升特性多物理场耦合模型接触失效

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感应电机定子匝间短路故障温升特性研究

电工技术学报 2023年第18期38卷 4875-4888页

作者：陈鹏谢颖李道璐哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080

感应电机匝间短路故障的温升特性是故障的明显特征之一,针对该问题研究不同工况下匝间短路故障对电机温度场的影响,旨在从电机温度场分布与温升特性角度给出电机故障预警与诊断的方法。以一台笼型感应电机为例,经过合理等效建立电机三... 详细信息

感应电机匝间短路故障的温升特性是故障的明显特征之一,针对该问题研究不同工况下匝间短路故障对电机温度场的影响,旨在从电机温度场分布与温升特性角度给出电机故障预警与诊断的方法。以一台笼型感应电机为例,经过合理等效建立电机三维瞬态温度场仿真模型,分别对空、轻、满载三种工况下的正常与故障电机进行温度场仿真计算。通过与各情况下的电机温升实验数据对比,验证了仿真结果的准确性。综合分析电机温升实验与温度场仿真结果,揭示了电机故障前后传热特性差异,并通过对比电机温升的时间特性与空间分布特性的变化情况,得到了与匝间短路故障相关的温度分布特征。针对故障后电机绕组温度的差异特性提出了相应的温度监测与诊断方法,为电机实际运行监测提供参考。

关键词：感应电机匝间短路故障多工况温度场温升特性