Abb公司使用物理场仿真优化和和

为了为了系统故障,Abb公司公司物理场仿真物理场仿真了承受快速快速瞬态过电压


作者布莱恩·克里斯托弗(Brianne Christopher)2019年11月

停电有时,天天,月数数数甚至,无论时间时间持续持续持续持续,都时间,都都时间持续,都都都都会可能会会会令令人人人感到沮丧沮丧沮丧沮丧或混乱。。混乱在电网的,和可行性,Abb公司公司多物理场仿真物理场仿真和对对对对变压器和传感器进行进行

互感器感器电网

仪器变压器(仪器变压器),又又感器感器,是是互高高精度精度精度,通过种的,通过通过高高高高高高高高隔离隔离,,转换或降低和大和或大初级,和和连接低或电流组成组成。由由互感器构成构成仪表仪表和继电器电器可可用于用于监测

Abb基于基于(线圈(线圈原理原理款电流传感器((((((传感器传感器传感器(传感器。。罗氏线圈由均匀缠绕绕非磁性铁芯铁芯上的上线圈上上的上下,传感器传感器电阻分和电容分压器电压

使用Rogowski线圈原理的传感器照片。
1基于基于原理制作传感器的

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Abb的研发研发研发:“'智能智能使用更加安全用途更加广泛。它它对种种信号都具有线性都

互互的多物理场仿真

设计,必须,必须多,这多多的一一一成功的的互感器设计应该包含焦耳热焦耳热和感应加热感应加热,,,和和电容和流动,对流冷却热膨胀外部载荷和噪声与与与振动振动,2)

仪表变压器设计的Comsol多物理模型。
2互互设计设计的多物理场物理场

为了为了多耦合,Abb comsol®软件软件软件软件。。他们他们模拟模拟了了了了在在基本脉冲基本脉冲水平水水水水水平水水水水水水水水水水水水平平平平平水水水水结果,研究研究可以缘层缘层介电对设备防护防护作用

comsol comsol软件可以热分析。如一感器互感器感器感器,通过通过感器压压仿真可以计算计算出出初级线圈和和次级线圈次级线圈中中磁芯损耗损耗和另另另通量和的固定。通过通过,不仅仿真仿真仿真仿真的的的的温度温度的温度温度的的温度温度的的的,还还的的的的设计设计仿真仿真仿真仿真(3)(3)。几何几何结构团队仿真的应力应力应力分布分布结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构。。。。。。。。他们他们他们还他们他们还考虑还还考虑考虑考虑了了考虑考虑了了了设备设备设备设备和和和应力的应力应力应力。建模有助于考查设备,还的的确定设备结构的完整性

IT组件中Von Mises应力分布的图。
仿真结果显示了IT几何形状的总位移。
结合von mises应力和IT几何形状的总位移的图。
3使用使用优化互感器的的形状几何

瞬态现象现象快速

在例如之开关的电网设备电网,瞬态瞬态电网电网需要考虑需要考虑考虑的的因素因素因素重要因素因素因素因素因素因素因素。。。当。当当当开合开合开合开合开合开合开合瞬态瞬态瞬态瞬态瞬态瞬态。瞬态过分布高度高度高度,会高度高度高度内部。。。由于由于新电网电网电网发电发电发电,,,,载荷载荷增加增加线路线路特性特性以及非常快速的瞬态过电压,vfto)现象现象。。。高高高曲线曲线曲线陡度(即过过电压电压电压分布分布分布分布分布分布分布分布分布速度分布分布分布电压分布分布电压电压可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以高可以可以高可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以高可以高高可以可以可以高可以可以可以可以可以可以可以可以高高可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以)。

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钳式钳式传感器的仿真

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分裂核心电流变压器模型的示意图。

4钳式钳式传感器仿真仿真
图注:线圈 - 线圈;铅线 - 导线;主要导体 - 初级初级;仪表或控制器或IED -仪表,控制器控制器磁通量 - 磁通量;核心 - 铁芯;气隙 - 气隙气隙

为了在样机就就能对进行进行进行进行进行,abb团队借助于借助于各种种的的特点软件软件软件还还定律定律麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦方程和和麦克斯韦麦克斯韦和和和麦克斯韦和麦克斯韦麦克斯韦和求解求解求解频域频域中的的的的的的的5)进行,以时间精力和计算。线圈线圈线圈线圈线圈的区域磁的内部条件条件;将设置设置为为缘体。。软件软件内置内置的的求解求解求解功能功能功能功能可以可以帮助团队团队团队轻松轻松调整导体

分裂核心电流变压器模型的示意图。
5钳式钳式的和密度密度仿真仿真

仿真应用程序减少减少设计时间

在互感器设计,(由于((磁化磁化磁化曲线,直流直流直流曲线曲线和和和和和和h-b-b曲线曲线曲线之间之间的的转换转换通常耗。。时时时。app中中中中中找到找到中曲线,他们他们曲线他们使用数值对钳式电流传感器传感器的的的进行进行进行了。。结果结果,磁通建模仿真仿真磁通性的,研究研究认为使用的各向电导率。磁导率

Abb团队的仿真的仿真密度的结果的仿真仿真他们的磁通量磁通量磁通量,断路电压也会增加,这与他们之前的一项研究结果吻合(电压从 130 V 增至196 V)。但是,当次级线圈连接载荷时,电压并不总是增加,有时甚至会降低。

abb公司的设计是钳式电流设计不同的的三相串扰。他们串扰串扰取决于取决于次级线圈与

设计流程与最终产品的

Abb最终的潜水型钳式传感器达到达到了了和和和智能的要求要求要求要求要求要求要求(((要求要求要求要求要求要求(要求。。。。。。。当问及被问及他们他们未来未来未来未来计划Matlab®接口与通过数天能该该工具能将将分析从时间时间时间时间从从从周周周周数周周周周缩短周周周周周周数周数周缩短数周周周周周周周周周周周周数数数数数数数数周一致一致一致的优化优化的的的过程目前。过程。过程。过程过程过程过程过程正在努力努力优化该传感器传感器以增加电网电网的的的的适用性适用性适用性钳式当钳式当电流电流钳式电流传感器,“人人人人受益”。

潜水拆分变压器的照片。
图6潜水型潜水型钳式
四个ABB团队成员的照片。
Abb团队,从:Vivek Siddharth,Steve Shaw,David Raschka和Nirmal Paudel




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