《維有限元計算實例》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 111 A P P L I C A T I O N o f A N S Y S O N E L E C T R O M A G N E T I C C A L C U L A T I O N O F P O W E R E Q U I P M E N T 單元類型、材料屬性和剖分 ? 單元類型 ? 氧化鋅避雷器本體以及有限空氣區(qū)域 “ 空氣 1”、 “ 空氣 3”、“ 空氣 4”、 “ 空氣 5”、 “ 空氣 6”（ 如圖 22所示 ） 可以選擇采用具有自由度為電位 (Volt)的單元 —— Solid122， 而與氧化鋅避雷器本體緊鄰的有限空氣區(qū)域 “ 空氣 2”由于其形狀的不規(guī)則性 ， 可選取具有自由度為電位 （ Volt） 的單元 ——Solid123；無限空氣區(qū)域 “ 無限區(qū)域 ” 選用無限單元Infin111。 ? 式 （ 22） 表示避雷器工作電壓取最高運行相電壓的電壓單位 。 ? 由此 ， 構(gòu)造的氧化鋅避雷器的有限元模型的截面圖如圖 21， 其三維的模型效果圖如圖 22所示 ， 其中 ， 最外層為無限空氣區(qū)域；靠近最外層的為有限空氣區(qū)域；最里面為氧化鋅避雷器的本體區(qū)域 ， 避雷器本體的構(gòu)成從里到外分別為 Zno電阻片 、 氮氣和瓷外套 。 避雷器本體主要由三種介質(zhì)組成 ， 由內(nèi)向外依次是 ZnO電阻片 、 氮氣和瓷件 。 所以一般電氣設(shè)備在任一瞬間的電場都可以近似地認為是穩(wěn)定的 ， 可以按靜電場來分析 。 這樣不僅較好地解決有限元計算中遇到的開域問題 ， 而且保持了有限元方法的優(yōu)點和程序的通用性 。 13 A P P L I C A T I O N o f A N S Y S O N E L E C T R O M A G N E T I C C A L C U L A T I O N O F P O W E R E Q U I P M E N T 計算對象 ? 所要計算的 1000kV氧化鋅避雷器的外形及結(jié)構(gòu)如圖 11所示 ，由瓷套 、 均壓環(huán) 、 法蘭 、 ZnO閥片等構(gòu)成 ， 頂端采用的是硬母線連接 ， 避雷器置于高度為 6m的基座上 。 當雷擊過電壓和操作過電壓幅值超過一定范圍時 ，則呈現(xiàn)低阻狀態(tài) ， 使與之并聯(lián)的電器設(shè)備的殘壓被抑制在設(shè)備安全值以下 ， 待有害的過電壓消減后迅速恢復(fù)至高阻絕緣狀態(tài) ， 從而保證了電器設(shè)備的安全運行 。 圖 11 廊坊東芝 MOA 14 A P P L I C A T I O N o f A N S Y S O N E L E C T R O M A G N E T I C C A L C U L A T I O N O F P O W E R E Q U I P M E N T圖 12 東芝 MOA內(nèi)部結(jié)構(gòu) 15 A P P L I C A T I O N o f A N S Y S O N E L E C T R O M A G N E T I C C A L C U L A T I O N O F P O W E R E Q U I P M E N T? 本文利用大型有限元分析軟件 ANSYS對避雷器的電場進行分析 ， 其中采用漸進邊界條件處理開域問題 。即使在電壓變化較快的 ， 在電壓由零升到幅值的時間內(nèi) ， 沖擊波雖只進行了幾百米距離 ， 但仍比電氣設(shè)備的尺寸大得多 （ 除高壓輸電線和有長導(dǎo)線的線圈類設(shè)備外 ） 。 最上端法蘭 、 均壓環(huán)以及硬母線可以看作施加工作電壓 。 ? 3) 為了易于后續(xù)剖分的進行 ， 空氣區(qū)域被分成了幾個部分： 緊靠近氧化鋅避雷器本體的一部分 ；包圍 20m硬母線的
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