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圆管形共箱封闭母线的研究

作　者: 郭猛
导　师: 康文龙
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 圆管形共箱母线正交设计参数分析动力特性 ANSYS 电磁场
分类号: TM645
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 32次
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内容摘要

随着国民经济的迅猛发展,电力事业作为整个社会经济发展的基础和保障也得到了蓬勃发展。电力供应部门的基本职能是安全、高效、稳定的为用户服务。为了保证整个电力系统的正常运行,这就要求供电系统的各个环节都能够平稳运行,母线作为一种大电流传输装置自然引起了业内人士的重视。因此对封闭母线的研究逐渐成为各封闭母线生产企业和各大电站最关心的内容之一。首先,本文论述了研究圆管形共箱封闭母线的重要意义。通过查阅大量的资料文献,利用正交设计法对圆管形共箱封闭母线进行了优化设计和选型,并对其进行热平衡计算。其次,对初步确定的方案进行动力特性分析。包括:相间短路电动力计算,导体、外壳应力计算及校核,封闭母线固有振动频率的计算。再次,用有限元分析软件ANSYS对圆管形共箱封闭母线的电磁场进行模拟分析。最后,结合工程实际从封闭母线的设计、制造、现场安装及运行后的维护保养等几个方面对传统方法中存在的缺陷提出了进行改进方案,使其在能够保证高稳定性和高可靠性的运行状态下优化母线的各项性能指标。封闭母线的研究涉及广泛,包括力学、电磁学、传热学和高等数学等等。本文的理论计算通过在生产企业的试验和制造的测试结果表明:它将为圆管形共箱封闭母线的研究和进一步完善提供理论参考和实践价值。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-15
  1.1 大电流母线的分类  9-12
  1.2 共箱封闭母线的结构特点  12-13
  1.3 课题来源及研究意义  13-14
  1.4 课题研究的主要内容  14-15
2 圆管形共箱封闭母线的材料与结构  15-22
  2.1 母线导体及外壳材料的选择  15-16
  2.2 圆管形共箱封闭母线的结构特点  16-18
  2.3 圆管形共箱封闭母线的结构改进  18-21
  2.4 结论  21-22
3 圆管形共箱封闭母线的冷却方式及防结露方案  22-26
  3.1 冷却方式的选择  22
  3.2 结露原因及附加防结露设施的必要性  22-23
    3.2.1 封闭母线结露的原因  22-23
    3.2.2 加装防结露措施的必要性  23
  3.3 常见的封闭母线防结露措施及特点  23-25
  3.4 结论  25-26
4 圆管形共箱封闭母线的最优化设计  26-45
  4.1 正交试验设计法  26-28
  4.2 利用正交表设计的步骤  28-29
  4.3 圆管形共箱闭母线的经济指标和影响因素  29
  4.4 圆管形共箱封闭母线的优化设计  29-35
    4.4.1 导体损耗  29-31
    4.4.2 外壳损耗  31-32
    4.4.3 经济指标公式  32-33
    4.4.4 用正交设计法进行优化设计  33-35
  4.5 最优方案下的方差分析  35-38
  4.6 自冷式圆管形共箱封闭母线的热计算  38-44
    4.6.1 导体的热平衡校核  39-42
    4.6.2 外壳的热平衡校核  42-44
  4.7 结论  44-45
5 圆管形共箱封闭母线的动力特性分析  45-55
  5.1 圆管形共箱封闭母线固有频率的计算  45-47
  5.2 圆管形共箱封闭母线导体短路电动力、应力计算及强度校验  47-50
    5.2.1 导体短路电动力的计算  47-50
    5.2.2 导体应力计算及强度校验  50
  5.3 圆管形共箱封闭母线外壳电动力、应力计算及强度校验  50-54
    5.3.1 外壳电动力的计算  51-52
    5.3.2 外壳应力计算  52-54
    5.3.3 外壳强度校验  54
  5.4 结论  54-55
6 圆管形共箱封闭母线的电磁分析  55-75
  6.1 ANSYS 软件介绍  55-57
    6.1.1 ANSYS 的发展  55
    6.1.2 ANSYS 的组成及工作原理  55-57
    6.1.3 ANSYS 分析的基本步骤  57
  6.2 电磁场有限元分析原理  57-70
    6.2.1 电磁场基本理论  57-60
    6.2.2 电磁场的势函数方程  60-62
    6.2.3 几种典型的电磁场方程和常见的边界条件  62-63
    6.2.4 电磁场有限元离散化方程  63-70
  6.3 圆管形共箱封闭母线电磁场分析  70-73
  6.4 结论  73-75
7 结论与展望  75-76
参考文献  76-78
作者简历  78
在学期间发表的学术论文  78-79
学位论文数据集  79-80

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