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基于混合绝缘气体的三相GIS母线温升多物理场耦合机制研究

王珂珂  李丽  王久阳  任玲玲  
【摘要】:针对气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)母线温升影响设备可靠性问题,对充有30%SF_6~70%N2混合环保气体的三相GIS母线进行了电磁—流体—热多物理场耦合仿真分析,采用流体多组分传输的有限元分析方法,研究了GIS母线上电磁场与温度场的分布规律。仿真结果表明:GIS内上方区域由于强对流作用,温差不大,下方区域由于气体对流速度慢,温度呈左右对称、上高下低的阶梯状分布;B相电磁场强度最大,由于受到相邻相的影响温度最高;以B相母线导体、壳体为例分析,外壳与导体的温升跟随负荷电流增大而增加;随着气体压强的增加温升渐渐降低;GIS外壳与导体的温升与环境温度间成线性关系;提高混合气体压强,能有效减少GIS导体的温升。对某变电站的GIS系统进行测试结果表明,仿真模型能有效模拟GIS母线发热情况。

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