低壓開關(guān)柜母線散熱特性對其安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。本文在全面考慮輻射與對流兩種傳熱方式的基礎(chǔ)上,采用有限元法建立熱-流耦合模型求解低壓開關(guān)柜母線溫度場、速度場。并利用該模型分析了母線錯位布置、間距大小對母線散熱的影響,結(jié)果表明:在錯位布置中工況3是5種母線錯位排列中最優(yōu)的,其三相母線溫度比初始工況0分別低8.83 K、11.66 K、7.25 K;母線表面溫度受母線間距影響,電流為1 200～1 800 A時母線之間最佳間距為50 mm。 

【文章來源】：電工電能新技術(shù). 2020,39(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

低壓開關(guān)柜物理模型及網(wǎng)格劃分

為了加強計算過程的收斂性，采用了結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進行模型劃分，并對母線局部進行加密，提高計算結(jié)果準(zhǔn)確性，低壓開關(guān)柜的網(wǎng)格劃分如圖1(b)所示。圖2給出了低壓開關(guān)柜進出口溫差隨網(wǎng)格數(shù)變化，由圖2可知，溫差隨著網(wǎng)格數(shù)量的增加先增加然后趨于穩(wěn)定。因此，一定范圍內(nèi)網(wǎng)格數(shù)對進出口溫差影響較小，結(jié)合網(wǎng)格數(shù)越大對計算機硬件要求越高，本文采用約25萬網(wǎng)格數(shù)進行數(shù)值模擬，網(wǎng)格數(shù)適宜且網(wǎng)格質(zhì)量在0.7～1之間。數(shù)值模擬計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)[20]對比見表2，由于忽略了母線磁場的影響，直接采用式(8)進行母線熱損耗的計算導(dǎo)致母線熱損耗低于實際值，因此，造成數(shù)值模擬結(jié)果與實驗值之間存在誤差，本模型平均計算誤差在3 K以內(nèi)，在允許的誤差范圍內(nèi)，所以本文采用的數(shù)值模型可靠。4 結(jié)果與討論

基于本文建立的熱-流耦合模型進行常見母線錯位布置溫升分析，有利于合理地了解母線布置形式，錯位分析時僅調(diào)整母線位置，其他參數(shù)與圖1(a)相同，母線具體的錯位位置參數(shù)與形式如表3與圖4所示。工況1表示將工況0(工況0即為圖1(a)所示物理模型)中母線L3向上平移100 mm;工況2表示將工況0中母線L1、L3分別向上、下平移100 mm;工況3表示將工況0中母線L2向上平移100 mm;工況4表示將工況0中母線L2、L3分別向下、上平移100 mm。由圖4可見，工況2、工況4比工況1、工況3下空氣擾動范圍廣。上述現(xiàn)象是因為母線在垂直空間上錯位布置時，在熱壓作用下形成了對受熱氣流的引導(dǎo)，說明合理的母線錯位布置具有氣流引導(dǎo)作用，有利于防止灰塵在低壓開關(guān)柜底部累積。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3091010