大电流母排三维涡流场-温度场耦合分析.pdf

第24卷第 3期 电 力 科 学 与技 术 学 报 Vo1．24No．3 2009年9月 JOURNAL OF EIECTRICPOWERSCIENCEAND TECHNOLOGY Sep．2009 大电流母排三维涡流场一温度场耦合分析 陈 平 ，薛毓强 ，郭建钊 ，江修波 ，沈谢林 (1．福州大学 电气工程学院，福建 福州 350002；2．泉州电业局，福建 泉州 360000) 摘 要：利用有限元方法建立大电流开关柜母排的三维涡流场——温度场耦合分析模型，计算三维涡流场，得到 磁感应强度和焦耳损耗的大小及分布规律；将焦耳热作为热源，通过顺序耦合方式计算出母排的温度场分布情况． 实验结果验证了计算模型的准确性．在此基础上深入探讨不同工作电流对母排产生的温度场的变化规律，对设计 大电流开关柜有参考价值． 关 键 词 ：有限元；大电流；涡流场；温度场 中图分类号：TM154．21 文献标识码 ：A 文章编号：1673—9140(2009)03-O068-04 Analysisofcoupled eddycurrent-thermalfield forheavycurrentbusbar CHEN Ping，XUEYu—qiang，GUOJian—zhao ，JIANGXiu—bo ，SHENXie—lin (1．CollegeofElectricalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou350002，China； 2．QuanzhouElectricPower—supplyBureau，Quanzhou360000，China) Abstract：A3DindirectcoupledFiniteElementAnalysis(FEA)modelofthecouplededdycurrent—ther- malfieldiSestablishedforheavycurrentbusbarinswitchcabinet．TheeddycurrentfieldiScalculated firstly。htedistributioncharactersofmagneticfluxdensityandiouleheatiSobtained．Thenthethermal fielddistributioniScalculatedwiththedecentralizediouleheatasheatsources．Experimentsresultsverify htattheFEA modeliScorrect．Theinfluencelaw oftheoperatingcurrentonthermalfieldiSalsostudied． Itwillbeagoodreferenceofrdesignswitchcabinetswithheavycurrent． Keywords：finiteelementanalysis；heavycurrent；eddycurrentfield；themr alfield 近年来，国内电网发展迅速，技术设备明显提 3．2kA，使得开关柜温升超标问题更为常见．在现 高，中压开关柜已经在电网中得到了广泛的使用．并 实使用中发现，当电流超过 2500A时，母排温升有 且，随着经济的发展，某些地区用 电负荷快速增长， 接近甚至超过允许温升的趋势，不仅影响开关柜的 部分变 电站的 lOkV侧负荷 电流已接近或超过 整体温度，更是直接影响设备的安全稳定运行，将对 收稿 日期 ：2009-06-05 基金项 目：福建省 自然科学基金(A0710003)；福建省教育科学基金 (JB06045)． ． 通讯作者：陈 平(1