校企合作毕业设计

箱体变电站数字化仿真分析及设计优化研究

机械工程

资助企业: 江苏大全箱变科技有限公司

企业导师: 王伶羽

指导教师: 胡洁

项目成员: 胡博惟 薛涵濡

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项目简介

项目概述

随着城乡电网的建设和改造,要求高压负荷直接进入城市中心,形成高压受电—低压配电的供电格局,因此箱式变电站得到了迅猛发展与大量应用,但是现存的箱体变电站仍然存在以下问题:

1.箱体变电站由于其自身结构特点容易出现内部温升过高导致设备损坏,在外界环境温度较高时则更加危险。

2.箱体变电站作为户外电力设备容易受到外界环境和机械因素的影响,而在遭遇恶劣天气时其结构容易出现损坏。

针对以上问题,本项目将以企业提供的箱体变电站模型为基础,进行仿真实验,并根据实验结果提出箱体变电站相关的设计优化方案,提高其通风散热以及承受不同状态载荷的能力。


项目目标

1.基于企业模型,建立箱体变电站数字模型。

2.开展箱体变电站温度场以及力学强度分析,包括:箱体内外部热传导、热辐射和热对流分析、静/动态载荷分析、起吊应力分析。

3.基于对箱体变电站温度场以及力学强度分析的结果提出箱体变电站的设计优化方案,提高其通风散热能力以及承受不同载荷的能力。


项目成果

1.基于企业所给箱体变电站模型,建立了简化后可以由于仿真实验的箱体变电站数字模型。

2.通过理论计算的方法确定了箱体变电站承受的静态风雪载荷以及动态路面激励载荷,并利用有限元分析的方法对箱体变电站在静/动态载荷状况下的结构特性进行了研究。

3.搭建了合理的适用于起吊应力的仿真模型,并以此为基础进行了对箱体变电站在起吊应力状况下的结构特性的研究。

4.通过流体仿真计算分析了箱变内部温度场和流场的分布以及流场对温度场的影响。

5.从进出风模式、进风口位置、风机位置、进出风参数、网孔参数五个方面对箱体变电站的通风散热进行了优化。

6.根据仿真实验的结果提出了箱体变电站相关的设计优化方案。


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