目前,在電壓互感器設(shè)計(jì)中,雖有人進(jìn)行過可靠性設(shè)計(jì)利優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究,但采用的方法仍為傳統(tǒng)方法.本文采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,它將有限元分析、可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)利優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來,因此采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法得到的方案比利用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出的方案更加經(jīng)濟(jì)合理.首先,本文簡單介紹了電壓互感器的原理,描述了電壓互感器的分類、基本參數(shù)和誤差分析.第二,本文研究了電磁場有限元分析原理,介紹了麥克斯韋方程和電磁場微分方程.本文采用大型通用有限元分析軟件ANSYS對電壓互感器進(jìn)行二維電磁場有限元分析,對電壓互感器建立了有限元數(shù)學(xué)模型和網(wǎng)格剖分,對有限元模型加載了邊界條件并進(jìn)行了求解.研究了二維磁場分析單元PLANE53單元利電路模擬單元CIRCU124單元的特點(diǎn)及使用方法.第三,對電壓互感器的瓷套部分進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì).瓷套所受的彎曲負(fù)荷應(yīng)力很多,主要包括:風(fēng)力負(fù)荷產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力,地震負(fù)荷產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力,產(chǎn)品運(yùn)輸中傾斜產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力.本文研究了瓷套的應(yīng)力分布的確定方法,將多種應(yīng)力疊加在一起,推出了應(yīng)力分布參數(shù)的計(jì)算公式.瓷套的應(yīng)力、強(qiáng)度利各設(shè)計(jì)變量均可認(rèn)為服從正態(tài)分布,在設(shè)計(jì)時(shí)作為正態(tài)分布變量處理.本文應(yīng)用應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論,對電壓互感器瓷套的可靠性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究.第四,研究了ANSYS軟件的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊,研究了采用ANSYS軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟和優(yōu)化工具及方法.利用ANSYS軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言與其OPT模塊,實(shí)現(xiàn)了有限元數(shù)值計(jì)算與優(yōu)化設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合.并以額定一次電壓35KV,額定二次電壓100V,額定頻率50HZ的電壓互感器為例,進(jìn)行了有限元分析計(jì)算利優(yōu)化設(shè)計(jì).根據(jù)電壓互感器產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)際情況,確定設(shè)計(jì)變量為繞組導(dǎo)線規(guī)格和鐵心結(jié)構(gòu)尺寸.優(yōu)化循環(huán)結(jié)束以后,可以選擇列出所有參數(shù)的數(shù)值,也可以只列出優(yōu)化變量,可以用圖顯示指定的參數(shù)隨序列號的變化情況,通過多方案的比較,得到最優(yōu)方案.將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于生產(chǎn)廠家,可節(jié)省研究開支,大大縮短開發(fā)周期,減少計(jì)算誤差,減少試驗(yàn)費(fèi)用,降低成本,提高產(chǎn)品的可靠性,因此本項(xiàng)目的研究具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.
標(biāo)簽：
電壓互感器
設(shè)計(jì)方法
上傳時(shí)間：
2013-06-10
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