10kV固体绝缘开关柜温度监测技术研究
发布时间：2021-02-24 01:35
固体绝缘开关柜是配电系统的重要设备,当发生故障时将直接导致电力系统大范围停电,造成巨大的社会影响和经济损失,严重影响电网的安全与稳定运行。因此,深化智能电网概念,提升电网自动化水平,强化配网各个设备的状态监测,以确保配电系统的安全稳定运行显得尤为重要。本文针对某公司研发的一种额定电压12k V载流1250A的固体绝缘开关柜开展研究工作。首先,根据固体介质热传递理论,利用ANSYS有限元法对电缆终端接头进行了稳态温度场仿真计算。在仿真软件中分别建立了电缆接头仿真模型,根据实际运行工况和物理环境设置其材料属性及边界条件,通过合理的网格划分后得到了温度场数值计算结果。根据其温度场分布特点及触头温升影响因素提出了基于偏最小二乘法的电缆触头温度计算方法。另外,对柜内部发生过热故障的固体绝缘母线进行了温度场的研究。建立了绝缘母线数值分析模型,设定母线边界条件,计算了正常情况和异常情况下母线温度场分布,利用该模型提出了基于传热学理论的绝缘母线导体本体温度计算方案。其次,确定微处理器和传感器的选型,以stm32f103zet6嵌入式系统为核心搭建了现场硬件系统,包括最小系统单元、温度采集单元、数据处理...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电缆接头模型
两方面因素的情况，本次仿真采用自由网格剖分的形式；界条件，电缆导体内部在周围导热介质分布均匀的情况下属，导体到绝缘层的传热属于第二类边界条件，绝缘层与外围于第三类边界条件；构并显示温度分布云图。体温度场分布如图 2-2 所示，从图可以看出，接头附近导体部导体到外部绝缘层温度呈对称降低趋势分布，截面中心0N 时，温度达到 114.64℃，截面外围温度最低，大约为 杆方向温度分布均匀，几乎不发生变化。此时，沿径向方中横坐标表示径向上距离截面圆柱中心的距离（d），纵坐中心位置纵坐标平直且温度最高，向外围逐渐递减，温度布变化一致。改变压力，多次仿真实验统计见表 2-4。
phics NX）对固体绝缘母线按实际比例搭度场分布计算，运用其对母线触头传热分，结合 ANSYS 结果处理模块可以进行准真参数导体接头处由于衔接不良而产生较大的；断路器室因动触头在开合过程中伴随潜在发热源。这些热源主要散布在 SIS、出线端接头（电缆室），根据 SIS 热源结构模型如图 3-1 所示。针对其内部结构影响；不计导体和绝缘层气隙对传热的对柜内部温度的作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]10 kV智能化高压开关柜测温系统设计[J]. 周文文,聂一雄,徐卫东,彭丹. 广东电力. 2017(12)
[2]高压开关设备触头温度监测技术研究进展[J]. 陈强,李庆民,丛浩熹,李劲松,行晋源. 高压电器. 2015(09)
[3]基于激光半导体技术的光纤点式测温系统[J]. 田杰,余鹏,段绍辉,王同志,刘小燕. 激光杂志. 2015(01)
[4]电网变电设备在线监测技术要点[J]. 王晓刚. 黑龙江科学. 2014(11)
[5]基于有限元分析法的电缆中间接头温升仿真研究[J]. 王磊,刘国建,严浩军,赵庆,茅大钧,彭道刚. 上海电力学院学报. 2014(05)
[6]10kV高压开关设备的在线测温技术探析[J]. 张晓东. 科技风. 2014(18)
[7]有屏蔽罩结构的GIS触头温度红外在线监测技术[J]. 丛浩熹,行晋源,李庆民,齐波,李成榕,刘有为,肖燕. 电力自动化设备. 2014(09)
[8]基于红外传感的GIS隔离开关触头温度在线监测技术研究[J]. 丛浩熹,李庆民,齐波,李成榕,刘有为,肖燕. 电力自动化设备. 2014(03)
[9]高压开关柜接触发热温度场数值计算[J]. 王秉政,江健武,赵灵,樊亚东,段绍辉,王建国. 高压电器. 2013(12)
[10]基于光纤光栅的气体绝缘开关母线温度在线监测系统[J]. 吴晓文,舒乃秋,李洪涛,金向朝,谢志杨. 电力自动化设备. 2013(04)
硕士论文
[1]中压开关柜内组件温度场分析及监测系统开发[D]. 徐敏捷.重庆大学 2014
[2]10kV高压开关柜无线测温技术的研究与应用[D]. 曾振兴.华南理工大学 2013
[3]12kV固体绝缘环网开关设备的研究与开发[D]. 翟鹏飞.华北电力大学 2013
[4]高压开关柜温度在线监测系统设计[D]. 张振国.太原理工大学 2013
[5]高压开关柜在线监测系统的开发与应用[D]. 赵炳成.浙江大学 2011
[6]基于光纤光栅的开关柜温度在线监测系统的开发及应用[D]. 王新彤.华北电力大学（河北） 2010
[7]光纤光栅温度监测系统设计及其在高低压开关柜中的应用[D]. 张纯玺.山东大学 2010
本文编号：3048570
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电缆接头模型
两方面因素的情况，本次仿真采用自由网格剖分的形式；界条件，电缆导体内部在周围导热介质分布均匀的情况下属，导体到绝缘层的传热属于第二类边界条件，绝缘层与外围于第三类边界条件；构并显示温度分布云图。体温度场分布如图 2-2 所示，从图可以看出，接头附近导体部导体到外部绝缘层温度呈对称降低趋势分布，截面中心0N 时，温度达到 114.64℃，截面外围温度最低，大约为 杆方向温度分布均匀，几乎不发生变化。此时，沿径向方中横坐标表示径向上距离截面圆柱中心的距离（d），纵坐中心位置纵坐标平直且温度最高，向外围逐渐递减，温度布变化一致。改变压力，多次仿真实验统计见表 2-4。
phics NX）对固体绝缘母线按实际比例搭度场分布计算，运用其对母线触头传热分，结合 ANSYS 结果处理模块可以进行准真参数导体接头处由于衔接不良而产生较大的；断路器室因动触头在开合过程中伴随潜在发热源。这些热源主要散布在 SIS、出线端接头（电缆室），根据 SIS 热源结构模型如图 3-1 所示。针对其内部结构影响；不计导体和绝缘层气隙对传热的对柜内部温度的作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]10 kV智能化高压开关柜测温系统设计[J]. 周文文,聂一雄,徐卫东,彭丹. 广东电力. 2017(12)
[2]高压开关设备触头温度监测技术研究进展[J]. 陈强,李庆民,丛浩熹,李劲松,行晋源. 高压电器. 2015(09)
[3]基于激光半导体技术的光纤点式测温系统[J]. 田杰,余鹏,段绍辉,王同志,刘小燕. 激光杂志. 2015(01)
[4]电网变电设备在线监测技术要点[J]. 王晓刚. 黑龙江科学. 2014(11)
[5]基于有限元分析法的电缆中间接头温升仿真研究[J]. 王磊,刘国建,严浩军,赵庆,茅大钧,彭道刚. 上海电力学院学报. 2014(05)
[6]10kV高压开关设备的在线测温技术探析[J]. 张晓东. 科技风. 2014(18)
[7]有屏蔽罩结构的GIS触头温度红外在线监测技术[J]. 丛浩熹,行晋源,李庆民,齐波,李成榕,刘有为,肖燕. 电力自动化设备. 2014(09)
[8]基于红外传感的GIS隔离开关触头温度在线监测技术研究[J]. 丛浩熹,李庆民,齐波,李成榕,刘有为,肖燕. 电力自动化设备. 2014(03)
[9]高压开关柜接触发热温度场数值计算[J]. 王秉政,江健武,赵灵,樊亚东,段绍辉,王建国. 高压电器. 2013(12)
[10]基于光纤光栅的气体绝缘开关母线温度在线监测系统[J]. 吴晓文,舒乃秋,李洪涛,金向朝,谢志杨. 电力自动化设备. 2013(04)
硕士论文
[1]中压开关柜内组件温度场分析及监测系统开发[D]. 徐敏捷.重庆大学 2014
[2]10kV高压开关柜无线测温技术的研究与应用[D]. 曾振兴.华南理工大学 2013
[3]12kV固体绝缘环网开关设备的研究与开发[D]. 翟鹏飞.华北电力大学 2013
[4]高压开关柜温度在线监测系统设计[D]. 张振国.太原理工大学 2013
[5]高压开关柜在线监测系统的开发与应用[D]. 赵炳成.浙江大学 2011
[6]基于光纤光栅的开关柜温度在线监测系统的开发及应用[D]. 王新彤.华北电力大学（河北） 2010
[7]光纤光栅温度监测系统设计及其在高低压开关柜中的应用[D]. 张纯玺.山东大学 2010
本文编号：3048570
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