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介电应力仿真助力 ABB 智能电网分接开关的设计

Tommi Paananen, David Geibel, Bill Teising, Mårten Almkvist, Jon Brasher, Josh Elder, Bob Elick and Chris Whitten
ABB Alamo
Tennessee

电力消费者通常需要非常稳定的电压。变压器包含一个分接开关,它可以通过切换输入或输出电路的连接点来改变次级线圈匝数与初级线圈匝数之比。改变这个比例可以实现输出电压分级调整。随着世界逐步迈向现代化智能电网,必须对分接开关的设计进行改进,以供智能电网使用。

ABB 在田纳西州阿拉莫的变压器组件专家接受了这一挑战。而他们面临的最大问题是要创造设计出一种供分接开关使用的绝缘材料,使之能够承受数千伏的应力。介电材料有两种破坏模式:穿透材料的分解以及沿绝缘材料表面的分解。

为了解决介电应力问题,ABB 构造了一个几何模型,然后使用 LiveLink™ for Creo™ Parametric 将它导入到 COMSOL Multiphysics 中。这样,他们便能调整大型 CAD 装配件中的几何,将相应几何无缝同步到 COMSOL 中,然后生成进行大规模仿真所需的高质量网格。通过使用 COMSOL 仿真,ABB 能够开发出基于实际场条件下的分接开关。

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