封閉母線接頭內(nèi)部熱源反演及溫度場研究.pdf

1、母線系統(tǒng)是供電系統(tǒng)中負(fù)責(zé)傳輸電能、分配電能的一種電力傳輸設(shè)備。近年來，母線系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電纜被廣泛應(yīng)用于室內(nèi)變電站、高層建筑和工廠廠房進(jìn)行配電。由于自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，封閉母線的發(fā)熱溫升和散熱問題是影響其工作穩(wěn)定性的重要因素，這種情況在封閉母線接頭處尤為明顯。獲得封閉母線接頭內(nèi)部熱源分布是利用數(shù)值仿真方法掌握封閉母線接頭內(nèi)部溫度分布的基本前提，同時(shí)也是對(duì)低壓配電線路狀態(tài)分析與監(jiān)測(cè)的必要內(nèi)容。封閉母線接頭內(nèi)部熱源難以直接測(cè)量，根據(jù)封閉母線接頭

2、外殼表面溫度的可測(cè)量性，采用傳熱學(xué)反問題的方法確定封閉母線接頭內(nèi)部熱源分布，是一種比較可靠有效的技術(shù)方案。
　　針對(duì)封閉式母線接頭內(nèi)部熱源反演的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及尚且存在的問題，本文采用共軛梯度法（CGM）研究了封閉母線接頭內(nèi)部熱源的反演問題，主要工作包括：
　　1)建立了封閉式母線接頭傳熱過程的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用有限容積法對(duì)微分方程進(jìn)行了離散，采用三對(duì)角矩陣法對(duì)離散后的代數(shù)方程組進(jìn)行迭代求解，并用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)其正確性和適用性作了驗(yàn)

3、證；通過進(jìn)行數(shù)值模擬試驗(yàn)，分析了不同導(dǎo)體、介質(zhì)及外殼的材料下封閉式母線接頭的溫度場，為母線接頭設(shè)計(jì)時(shí)的熱分析及生產(chǎn)制造時(shí)材料選擇提供了有益參考。
　　2)概述了傳熱學(xué)反問題的分類、主要特點(diǎn)及共軛梯度法的基本思想；結(jié)合第二章的封閉母線接頭傳熱過程（正問題），以封閉母線接頭內(nèi)部熱源分布作為待反演參數(shù)，采用共軛梯度法（CGM）建立了封閉母線接頭的反演模型；
　　3)對(duì)封閉母線接頭內(nèi)部熱源的反演進(jìn)行了仿真試驗(yàn)，并且討論了待反演參數(shù)初

4、始猜測(cè)值、測(cè)點(diǎn)數(shù)目、測(cè)點(diǎn)位置以及測(cè)量誤差對(duì)反演精度以及封閉母線接頭內(nèi)部溫度場分布的影響。
　　仿真試驗(yàn)結(jié)果表明，適當(dāng)增加測(cè)點(diǎn)的數(shù)目可提高反演精度，一般采用兩個(gè)測(cè)點(diǎn)即可獲得滿足工程要求的反演精度及封閉母線接頭溫度分布；雖然封閉母線接頭內(nèi)部熱源的反演結(jié)果對(duì)初始猜測(cè)值有一定的依賴性，但對(duì)于不同的初始猜測(cè)值，本文建立的反演模型仍然能夠獲得比較令人滿意的反演結(jié)果；在一定的表面壁溫測(cè)量誤差范圍內(nèi)，共軛梯度反演方法能夠得到滿足工程需要的反演結(jié)果