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商铺申请三相电报告范文

2020-08-06 范文 【 字体: 】 标签 : 范文,三相,商铺 浏览量:530万

1电磁场仿真分析

1.1参数设置

1.2结果与分析

母线外壳上有少许电流流过,而导电杆上的电流密度则呈现出不同的分布趋势,导电杆表面的电流分布较导电杆内侧的电流分布略密集一些.单独分析导电杆上的电流密度分布情况,导电杆电流密度矢量图.图中不同颜色表示不同电流密度大小,蓝色最小,红色最大.可以看出,550kV三相GIS母线导电杆上的电流密度在导电杆外侧分布较密集,约为×106A/m2;在导电杆内侧电流密度分布较稀疏,最小值约为×105A/m2,说明电流密度分布呈现了集肤效应.假设电流在导电杆上是均匀分布的,则平均电流密度JS=I/S,其中I=2828A,S=π(0.042-0.032)m2,理论计算结果为1.29×107A/m2.与仿真结果对比可以得出导电杆外侧电流密度大于平均电流密度,而导电杆内侧电流密度小于平均电流密度,同样说明电流密度分布呈现了集肤效应,这与理论相符合.

2温度场分析

2.1结果与分析

研究实体模型的温升状况,只需要观察温度分布效果,因此只需查看模型的温度分布效果图.首先将环境温度设置为恒定温度20℃,且设置空气外表面作为绝热边界20℃,得到整体温度分布均匀分布的热量使整体温度呈现对称的分布,且温度集中分布在导电杆周围.主要原因是导电杆是电流分布最集中的部位,因此产生的热量较多,散热也较慢,而壳体与周围电流分布较稀疏,所以温度不是很高.整体最高温度约为92℃,则温升为72℃,符合行业内规定的温升要求(<115℃).导电杆内侧温度比外侧略微高1~2℃左右.主要原因是由于母线运行在三相对称电流情况下时,电流密度呈现集肤效应,从而使温度分布也遵循一样的分布规律,即电流密度大的区域温度较高,电流密度小的区域温度较低.为了进一步证明集肤效应对温度分布的影响,单独分析550kV三相GIS母线壳体的温度分布,壳体温度靠近导电杆部位温度较高,且整体温度呈现两头向中部逐渐变低的现象.造成该现象的主要原因是由于流过导电杆的电流的的集肤效应使靠近导电杆的壳体部位温度受到较大影响,从而导致靠近导电杆部位温度较高

2.2电磁场与温度场分析对比

根据电磁场仿真结果可以看出,电流的集肤效应导致导体内部电流分布不均匀,电流靠近导体表面流动且电流密度集中在导体的外表面上.此外,电流密度的分布呈现左右对称.由此设想550kV三相GIS母线整体的温度分布应该是左右对称结构.但是垂直结构上由于受到重力加速度及气体热运动的影响,会使热空气上升而冷空气下降,导致下部散热快上部散热慢,从而使母线结构上部温度比下部温度高.当然导电杆仍然会由于集肤效应的影响,而使外侧温度略高于内侧温度,但是B相导电杆的温度会比A、C相略高,从而使壳体最高温度对应于B相位置.为了验证仿真结果与分析,对550kV三相GIS母线进行了温升试验.在环境温度下,用调压变压器和大电流变压器组成试验回路,给三相GIS母线供给所需的工作电流,并使用铜—康铜热电偶温度测试法测量母线模块的温度.在分别通入2000A,2200A的电流时,测量母线模块不同位置的温度变化.试验表明,在环境温度为20℃时,A相温升为59.7℃,B相温升为58.7℃,C相为62.3℃,B相导电杆的温度比A、C相低,与仿真结果有一定的差异.通过将仿真结果与试验数据进行对比分析,可以看出两者存在一定的误差.造成该误差的原因,首先是在仿真分析中,将环境温度设置在恒定温度20℃,而在试验中环境温度并不会一直稳定在20℃;其次是在做温度场仿真分析时,没有考虑风速对温度的影响,从而使仿真结果比试验所测温升略高.但是仿真结果中导电杆的温度分布规律及整体的温度范围与温度场分析理论上相符合,说明使用ANSYS有限元分析软件对550kV三相GIS母线进行温度场分析是有效的.

3优化设计

影响550kV三相GIS母线温升的因素有许多,比如导电杆的横截面积、封闭母线的金属外壳厚度都会对母线的散热造成一定的影响,母线的材质会影响母线的电阻值,进而影响温升.以母线外壳厚度作为优化参数.在尺寸设置中选择母线外壳厚度作为分析对象,添加优化模块,设置待优化的参数和优化范围,得出优化结果,当母线外壳外径为(即外壳厚度为8mm)时,导电杆的温度为℃,而当外壳厚度大于8mm(即外壳外径大于)时,导电杆温度有所上升,当外壳厚度小于8mm(即外壳外径小于)的时,导电杆的温度有所减少.以导电杆横截面积作为优化参数,随着导电杆的半径增加,导电杆的温升逐渐降低.根据R=l/s,增大导电杆半径,即增大导电杆的横截面积,降低了母线电阻值,加大自然对流换热空间,使得大电流流过母线的时候的发热减少,加快其散热,因此母线温升也就随之减少.母线整体温度场(铜合金)F(copperalloy)可以看出母线的温升有了明显的降低.铜的电阻率比铝小,用铜材料制作母线,因其电阻较铝制的小,根据发热公式P=I2R可以知道,其发热损耗也将比铝制母线的发热损耗小.

4结论

1)基于电磁学理论,建立550kV三相GIS母线三维电磁场有限元模型,施加对称三相电流,进行求解分析电流密度.结果表明,550kV三相GIS母线的电流密度分布呈现明显的集肤效应.

2)根据热力学理论,建立550kV三相GIS母线三维稳态有限元模型,施加平均分布的能量,求解观察温度分布.结果表明,平均分布的能量使母线导电杆温度内侧比外侧略高2℃.壳体上靠近导电杆部位温度较高.

3)分别对母线的外壳厚度,母线截面积以及母线材料进行优化,得出最优结果,为三相GIS母线的优化设计提供了新思。

摘要:三相异步电动机是目前工农业生产中使用最广泛的一种电动机,在电网的总负载中,异步电动机的容量约占整个动力负载的85%,可见其使用的广泛性和重要性,在供水泵站中亦广泛使用。

关键词:三相异步;电动机;电源

一、三相异步电动机的基本结构

三相异步电动机是由固定不动的定子和饶轴旋转的转子两部分组成。

(一)定子的结构:三相异步电动机的定子由机座、定子铁芯和定子绕组构成。

(二)转子的构成:三相异步电动机的转子由转子铁芯、转子绕组和转子轴等部件组成。

(三)三相异步电动机由轴承盖、接线盒、端盖、定子铁心、定子绕组、转轴、轴承、转子、风扇、罩壳组成。

二、兰相异步电动机的工作原理

定子绕组接上三相电源后,电动机便产生旋转磁场,所谓旋转磁场就是指电动机内定子和转子之间气隙的圆周上按正弦规律分布的,能够围绕着电动机在空间不断旋转的磁场。转子与旋转磁场之间存在相对运动。转子导条被旋转磁场的磁力线切割而产生感应电动势,它在转子绕组中感应出电流,两者相互作用产生电磁转矩,使转子转动起来。从而将电能转化为转轴的机械能。

三、三相异步电动机的选用

三相异步电动机应用广泛,是一种主要的动力源。在此,要特别强调合理选择电动机的额定功率,如额定功率选择过大,不仅造成设备投资费用增加,而且电动机长期处于低效率低功率因数点运行,是很不合理很不经济的。

(一)三相异步电动机的选用要点

1、根据机械负载特性、生产工艺、电网要求、建设费用、运行费用等综合指标,合理选择电动机的类型。

2、根据机械负载所要求的过载能力、启动转矩、工作制及工况条件,合理选择电动机的功率,使功率匹配合理,并具有适当的备用功率,力求运行安全、可靠而经济。

3、根据使用场所的环境,选择电动机的防护等级和结构形式。

4、根据生产机械的最高机械转速和传动调速系统的要求,选择电动机的转速。

5、根据使用的环境温度,维护检查方便、安全可靠等要求,选择电动机的绝缘等级和安装方式。

6、根据电网电压、频率、选择电动机的额定电压以及额定频率。

(二)三相异步电动机的选用步骤:

选电动机类型一选电动机容量一校核启动转矩最大转矩一等效发热校核一经济性综合指标校核一电动机机械特性与负载特性对比一电动机电压等级与频率一决定

四、三相异步电动机的维护保养

(一)启动前的准备和检查

1、检查电动机和启动设备接地是否可靠和完熬,接线是否正确与良好。

2、检查电动机铭牌所示额定电压,额定频率是否与电源电压、频率相符合。

3、新安装或者长期停用的电动机(停用三个月以上),启动前应检查绕组相对相、相对地的绝缘电阻值。(用1000伏兆欧表测量)。绝缘电阻应该大于0.5兆欧。如果低于这个值,应该将绕组烘干。

4、对绕线型转子应该检查其集电环上的电刷以及提刷装置是否能正常工作,电刷的压力是否能符合要求。电刷压力为。

5、检查电动机的转子转动时候灵活可靠,滑动轴承内的油时候达到规定的油位。

6、检查电动机所用的熔断器的额定电流是否符合要求。

7、检查电动机的各个紧固螺栓以及安装螺栓是否牢固并符合要求。

(二)运行中的维护

三相异步电动机运行时,值班人员每班应检查一次,检查项目如下:

1、电流是否超过允许值,有无增大或者减小现象。

2、轴承应无异常声音,润滑情况应正常,油量应充足,油环转动应灵活。

3、运行声音应正常,无异常气味。

4、外壳和轴承的温度是否正常,没有烫手感为正常,否则为过热。滑动轴承温度不应超过80℃,滚珠轴承温度不应该超过100℃。

5、震动是否正常,其标准应符合:转速3000r/min,振动不超过,转速1500r/min,振动不超过O.10mm,转速1000r/min,振动不超过,转速750r/min,振动不超过。

6、电缆头是否漏油以及外壳接地是否牢固。

7、饶线式电动机电刷与滑环检查:

(1)滑环上电刷是否冒火花。若火花小,应清理电刷。若火花大,应检修处理。

(2)电刷上的压力应是保证电刷不冒火的最小压力,电刷在刷握内无晃动和卡阻现象。

(3)电刷软线是否完整,接触是否紧密,是否有与外壳短路以及过热现象。

(4)电刷边缘应无磨损现象。

(三)运行中的故障处理

1、启动时的故障

当合上断路器或自动开关后,电动机不转,只听到嗡嗡的声响,或者不能转到全速,这种故障原因可能是:

(1)定子回路一相断线,如低压电动机熔断器一相熔断,或高压电动机短路器以及隔离开关的一相接触不良,不能形成三相旋转磁场。

(2)转子回路断线或接触不良,使转子绕组内无电流或电流减小,因而电动机不转或者转动很慢。

(3)在传动机械中,有机械上的卡阻现象,严重时电动机就不转,且异常声响。

(4)电压过低使电动机转矩减小,启动困难或不能启动。

(5)电动机定子,转子铁心相摩擦,增加了负载,使转动困难。运行人员发现上述故障时,对高压电动机来讲,应立即拉开电动机的断路器以及隔离开关,检查其定子、转子回路。

2、定子绕组单相接地故障

电动机绕组由于受到各种因素的侵蚀,使其绝缘水平降低。此外,由于电动机长期过负荷运行,会使绕组的绝缘体因长期过热而变的焦脆或脱落。这都会造成电动机定子绕组的单相接地。

3、三相电动机单相运行的故障三相电动机在运行中,如果一相熔断器烧坏或接触不良,隔离开关,熔断器,电缆头以及导线一相接触松动以及定子绕组一相断线,均会造成电动机的单相运行。

运行人员根据电动机所产生的异常现象,确认电动机为单相运行时,则应切断电源,使其停止运行。并用兆欧表测量定子回路电阻值,若电阻值很大或无穷大时,则说明该相断线。

实践证明,在工农业生产中,根据实际需要,科学地选用三相异步电动机可以提高生产效率,收到很好的经济效益。在运行中对电动机进行科学的维护保养,使电动机长期处于非常好的技术状态,延长使用寿命,提高工农业生产的的效率。是非常有必要的。