【摘要】：電力系統(tǒng)在運(yùn)行和檢修過(guò)程中,電氣開(kāi)關(guān)柜的觸電事故越來(lái)越多,不僅對(duì)電力相關(guān)專業(yè)從業(yè)人員的生命安全造成嚴(yán)重威脅,還制約著我國(guó)電力工業(yè)的蓬勃發(fā)展。所以對(duì)電氣開(kāi)關(guān)柜三相母線電場(chǎng)非接觸測(cè)量的研究有重大意義。本文采用建模仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)電氣開(kāi)關(guān)柜母線電場(chǎng)進(jìn)行了研究,探討了母線電場(chǎng)分布一般性規(guī)律,實(shí)現(xiàn)了在檢修電氣開(kāi)關(guān)柜的過(guò)程中,提高作業(yè)人員的人身安全的目的。首先,對(duì)現(xiàn)有的測(cè)量裝置的不足進(jìn)行討論。確定了以電位和場(chǎng)強(qiáng)為測(cè)量對(duì)象,通過(guò)靜電場(chǎng)相關(guān)理論,以有限元方法為分析方法,研究電氣開(kāi)關(guān)柜母線電位和場(chǎng)強(qiáng)分布情況。其次,建立KYN28-12鎧裝式開(kāi)關(guān)柜母線模型。對(duì)KYN28-12鎧裝式開(kāi)關(guān)柜和三相母線進(jìn)行實(shí)物測(cè)量,建立10 kV開(kāi)關(guān)柜三相母線的模型,并對(duì)模型進(jìn)行條件假設(shè)。用COMSOL Multiphysics軟件對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜和三相母線進(jìn)行實(shí)體建模來(lái)模擬實(shí)際10kV開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行情況,并得到電位和場(chǎng)強(qiáng)的分布。分析了高壓開(kāi)關(guān)柜三相母線模型在不同初始條件下,電位和場(chǎng)強(qiáng)的變化情況,推出了在母線結(jié)構(gòu)和柜體確定的情況下,任一變化因素的改變僅會(huì)影響母線周?chē)娢缓蛨?chǎng)強(qiáng)的數(shù)值,并不會(huì)影響其性質(zhì)的結(jié)論。再次,建立電氣開(kāi)關(guān)柜非接觸測(cè)量模型。以電容傳感器為理論基礎(chǔ),建立非接觸測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量模型;對(duì)電容傳感器進(jìn)行理論分析得出母線電壓和所測(cè)電位和場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系;同時(shí)完成信號(hào)處理電路、以STM32F103ZET6為主控芯片的非接觸測(cè)量系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)。最后,對(duì)380V配電柜的母線電場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。使用設(shè)計(jì)的非接觸測(cè)量系統(tǒng)對(duì)380V配電柜母線周?chē)妶?chǎng)進(jìn)行實(shí)測(cè),同時(shí)根據(jù)10 kV開(kāi)關(guān)柜母線建模方法對(duì)380 V配電柜母線進(jìn)行有限元仿真。結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的非接觸測(cè)量系統(tǒng)與仿真結(jié)果接近,并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)柜母線是否帶電顯示報(bào)警功能,驗(yàn)證了非接觸測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)用性。
【圖文】：

對(duì)實(shí)際測(cè)量對(duì)象進(jìn)行使用物理原理或者數(shù)學(xué)原理對(duì)模型數(shù)關(guān)系，，這種從實(shí)際模型出發(fā)的建算法，引用物理經(jīng)典的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)，長(zhǎng)為 2l、帶電量為+q，如圖 2-2 所 的點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電位。

有限元法是以變分原理為基礎(chǔ)的一種數(shù)值計(jì)算方法。這一節(jié)將對(duì)有限元法進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)其基本原理進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)。以第二章泊松方程及其邊值問(wèn)題的變分問(wèn)題來(lái)討論有限元法。如圖2-3所示：圖 2-3 二維靜電場(chǎng)求解區(qū)域
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM591

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2709248