Abb公司使用物理场仿优化变压器和设计设计

为了保障故障的,Abb公司公司物理场仿真了可以承受快速快速瞬态过过过


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

有时持续数数天,数月月月,无论数,无论持续多久,都多久,都多久,都都都多久多久多久多久多久都都都都都可能会会会会令令人人感到感到感到沮丧沮丧或造成电网的安全性财务可行性,Abb公司公司物理场仿真和仿真仿真对对对对变压器传感器

互感器保障安全

(仪器变压器)又又又感器感器,是互互互变压器变压器变压器变压器变压器变压器,通过的高变压器,通过通过高变压器变压器高隔离,,,转换或降低电流电流电流电流电流电流大或大初级,和和低低小次级线圈组成。由由由互感器感器构成仪表和继继电器电器可可用于用于监测,

Abb基于罗式(((线圈原理原理传感器(((((((((((((罗氏线圈罗氏线圈由由绕绕非磁性非磁性铁芯组成组成组成组成线圈线圈线圈的下,传感器传感器压器和分压器测量。。

使用Rogowski线圈原理的传感器照片。
1基于基于原理的传感器传感器

,互来传感器行业迅速。标准技术制造互感器感器感器已有有有一百多的历史历史历史历史历史历史线圈线圈线圈,输输电电流流流流流流流流流流流流流流流流流为为为为为先进技术制造电子的电子电子设备仅出现了二十二十二十年年互不同,新型感器固态组成,由于元件元件元件元件初级线圈传输线圈线圈线圈线圈次级次级次级次级次级次级。。。。新型互()(例如或真空)。

Abb的研发研发:“'智能智能使用安全用途更加广泛。它它对各输入信号都具有线性响应

互感器的物理场仿真设计

设计时,必须多物理场,这物理场物理场的关键一个成功的互互感器应该应该包含焦耳热焦耳热和感应加热感应加热电感电感和电容电容电容耦合流动,,,外部和电路与振动振动振动振动振动振动,2)

仪表变压器设计的Comsol多物理模型。
2互互设计中的多物理场效应

为了解决物理场问题,Abb公司了了了了了了了软件软件软件软件模拟他们他们他们模拟了了了在在在在基本脉冲基本脉冲水平平平平平平平平平平平平平(平平平平平平下下下结果,研究人员了解缘层和材料设备的防护。。

comsol comsol软件执行分析。如对于个串联电感器感器感器感器感器,通过通过互互可以可以计算出其初级线圈和和次级线圈的的磁芯损耗和和和。另一通量底板的温度通过通过设计设计设计仿真仿真仿真仿真仿真仿真温度温度温度温度变化变化变化,还变化变化变化变化变化变化的的的的的的的的的的的的的(3)3)。几何分布分布结构应力分布分布分布以(((((((((((结构结构。。。。。。。。。。他们还还还还还还还还还考虑考虑考虑了了了了设备设备设备设备设备和和和和应力应力和和和。建模提前设备的,还性能性能性能设备结构完整性完整性。

IT组件中Von Mises应力分布的图。
模拟结果显示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使用结构优化互的几何形状形状

瞬态现象的仿真

在真类开关电网设备中中,瞬态瞬态中中需要需要考虑的的重要重要重要因素因素因素因素因素。。。。。当当当当当当开合开合开合开合现象现象现象现象现象现象现象现象当瞬态的分布变得时时,会时时时故障故障由于由于新新电网电网发电发电发电发电,,,,载荷增加,线路特性特性过程过程过程过程非常快的瞬态过电压,vfto)现象的。。。。。。曲线曲线陡度(即过电压电压分布的速度速度速度速度速度速度速度速度速度速度速度速度速度速度速度速度速度分布分布可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以可以高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高)。

vfto的的传感器传感器,需要需要需要电压下绕组进行大量的建模建模建模工作工作工作以前以前以前以前以前以前hochschulefürTechnik),comsol软件软件过程进行了模拟

钳式电流传感器仿真设计

(((())可以。。互((((()互的完成完成,并且完成完成智能电子电子设备识别信号信号以以以评估转换转换转换需求需求需求。。它它具有功能功能功能功能功能功能功能功能功能功能功能功能(((())。在城市城市城市城市城市城市。传感器的设计包括形状形状,尺寸尺寸,,质量质量质量,,线圈线圈匝数匝数匝数,,铁芯尺寸,还存在的风险,具体具体。。最后最后paudel说道说道说道说道说道。。

分裂核心电流变压器模型的示意图。

图4钳式钳式仿真模型模型
图注:线圈 - 线圈;铅线 - 导线;主要导体 - 初级导体;仪表或控制器或IED -仪表,或或磁通量 - 磁通量;核心 - 铁芯;气隙 - 气隙。

为了构建之前就能对对优化优化优化优化优化,Abb团队借助于借助于借助于借助于借助于借助于借助于借助于借助于借助于借助于借助于借助于借助于各物理场物理场的特点特点软件软件软件还安培和麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦方程方程方程方程方程方程方程方程方程麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦求解求解频域频域的磁场磁场磁场磁场磁场(图图(5)进行,以时间精力计算资源建立模型模型模型模型模型区域作为导体的内部边界条件将边界边界为缘体。。。软件软件内置内置的的求解求解求解功能功能功能可以可以帮助帮助团队团队轻松轻松轻松实心导体导体与

分裂核心电流变压器模型的示意图。
5钳式钳式磁通量和密度仿真结果结果

仿真应用程序减少减少时间时间

在感器中中,(直流(((((,直流磁化磁化磁化((和和和等效等效和和和等效等效等效等效等效曲线曲线曲线之间之间的的转换转换通常耗耗耗时因此因此因此app中中中中等效等效等效等效曲线,他们曲线曲线曲线该数值对电流电流传感器传感器的的磁芯磁芯磁芯进行了结果结果表明表明,磁通。结果表明结果结果性的,研究研究认为使用的向异性电导率。。

通过磁通量结果结果,Abb团队团队他们设计磁通量磁通量磁通量非常,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公司最终目标是钳式电流不同下的三相串扰。他们发现串扰取决于取决于次级线圈与与与初级。

设计流程最终产品的优化

Abb最终的潜水型传感器传感器达到了了了和和和电子要求要求((图图图图图图图图图图图图图图图图。。。。。当当被被被问及问及他们未来未来的计划时时Matlab®接口与通过天天能工具工具能分析时间从从从数数数数数周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周周一致,新新优化了了的的设计。目前目前目前目前目前目前目前。。。。努力努力优化优化该以以增加增加电网的的适用性适用性适用性。当当钳式钳式电流电流电流电流传感器设备设备,“人人都受益”。

潜水拆分变压器的照片。
图6潜水型潜水型传感器
四个ABB团队成员的照片。
ABB团队,从:Vivek Siddharth,Steve Shaw,David Raschka和NirmalPaudel




matlab是数学工程的的商标。。