中壓氣體絕緣開關(guān)設(shè)備熱分析及散熱優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、氣體絕緣開關(guān)設(shè)備（Gas Insulation Switch,GIS）是指全部或部分地采用低氣壓的SF6氣體、N2氣體或混合氣體作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。GIS具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝便捷、占地面積小、可靠性高、維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)。氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的過熱易造成部件的絕緣損壞，對(duì)電氣設(shè)備的正常運(yùn)作造成惡劣影響，甚至導(dǎo)致電網(wǎng)事故的發(fā)生。因而只有準(zhǔn)確地模擬出中壓氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備內(nèi)部溫度場(chǎng)的分布情況，掌握熱點(diǎn)位置，才能更有效地對(duì)GIS進(jìn)行散

2、熱優(yōu)化及熱設(shè)計(jì)，對(duì)于保障GIS的安全可靠運(yùn)行具有十分重要的意義。本文主要從某型號(hào)中壓氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的溫升試驗(yàn)、基于ICEPAK軟件的熱分析及散熱優(yōu)化設(shè)計(jì)方面展開了研究，具體研究工作包括以下幾個(gè)方面：
　　中壓開關(guān)設(shè)備的溫升試驗(yàn)。依據(jù)中壓開關(guān)溫升試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了溫升主回路電阻測(cè)量，為模擬實(shí)際運(yùn)行條件，對(duì)單個(gè)某型號(hào)開關(guān)設(shè)備進(jìn)行了合理的試驗(yàn)布置，通過熱電偶測(cè)量得出了各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在穩(wěn)定狀態(tài)下的溫升情況。
　　中壓開關(guān)設(shè)備的熱

3、仿真模擬以及仿真修正。介紹了數(shù)值傳熱學(xué)的基本理論，對(duì)ICEPAK熱仿真軟件求解問題所利用的建立模型、網(wǎng)格處理、求解及后處理四個(gè)方面進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析。基于某型號(hào)開關(guān)設(shè)備實(shí)際模型，通過ICEPAK熱仿真軟件建立了合理的簡(jiǎn)化模型。并采取多級(jí)網(wǎng)格處理方式，在保證計(jì)算精度的基礎(chǔ)上，盡量減少網(wǎng)格的數(shù)量。采取多核并行計(jì)算，一次仿真周期約為一周。將試驗(yàn)誤差，高頻效應(yīng)等因素考慮至功率中，對(duì)功率不斷進(jìn)行修正，仿真結(jié)果最終與試驗(yàn)結(jié)果比較吻合。
　　

4、從定性分析角度分析各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)溫升對(duì)流換熱在散熱中所占比重考慮了不計(jì)算輻射以及將封閉氣室抽真空兩種情況。
　　針對(duì)較大容量變壓器在環(huán)境溫度為40℃時(shí)的情況進(jìn)行分析。研究了單因素中的風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)流量、風(fēng)機(jī)性能與布置位置、高低壓繞組中的散熱氣道數(shù)目布置及高壓繞組與低壓繞組之間的散熱氣道的水平尺寸與垂直尺寸對(duì)變壓器溫升的影響。綜合考慮了外殼通風(fēng)口位置、散熱氣道布置形式、風(fēng)機(jī)半徑這些因素對(duì)變壓器溫升的影響，利用ICEPAK自帶的基于最速下降法的