数字孪生开关设备
wx_30128636
2022年05月07日 11:09:10
只看楼主

ANSYS等是非常好的电场分析软件,CFD用于温升分析也很好,但建模操作复杂,参数设置,边界条件等等对结果影响大,定性比较效果好,定量分析不是很准,对于大公司,技术积累丰富的公司,可以有效的指导设计,而小公司研发指导作用有限。 人工智能基于回归理论的大数据分析,反复求解,判断,深度学习,可以实现一些没有经验公式计算的复杂情况下的特定定量分析,且效果准确,反向推断设计,利用简单易用的通用工具,实现设计的定量参考,指导设计。

ANSYS等是非常好的电场分析软件,CFD用于温升分析也很好,但建模操作复杂,参数设置,边界条件等等对结果影响大,定性比较效果好,定量分析不是很准,对于大公司,技术积累丰富的公司,可以有效的指导设计,而小公司研发指导作用有限。

人工智能基于回归理论的大数据分析,反复求解,判断,深度学习,可以实现一些没有经验公式计算的复杂情况下的特定定量分析,且效果准确,反向推断设计,利用简单易用的通用工具,实现设计的定量参考,指导设计。



如大电流温升,不同风扇数量、不同风扇流量对应的温升数值,就可以形成设计和现实应用的指导。母线室(AFm)和手车室风机流量(AFv)和试验电流(It)作为输入因子,温升值作为关键质量性能作为输出,得出传递方程:

上部梅花触头 (B相) 的温升

dT13   =-36.27-0.0105*AFm-0.015*AFv+0.03436*It

主母线与 分支母线连接处(B相)的温升

dT16  =-7.35-0.0108*AFm-00875*AFv+0.023*It

基于以上传递方程,我们可以应用在以下情况下:


  1. 在实际运行情况根据不同负载电流和风机故障情况下,可以计算出温升,结合实际环境温度,以确定是否需要电流降容来保证运行安全。如断路器和母线室顶部各有一个风扇运行,实际电流在3500A 时,通过计算温升滑动触头温升是59.33,小于标准要求65k, 可以使用。

  2. 同样对于过负荷运行或变电站扩容,也可以在不改变开关柜结构和母线的情况下,更换风扇增加空气流量来满足温升的要求。但需要考虑进风口增加面积以避免风阻过大,温升超出计算。如需要在额定设计4000A的开关柜上通5000A的电流,通过母线室顶部采用空气流量4080 m3/h的风机,断路器室顶部采用2640 m3/h的风机,通过计算温升是61.68k, 考虑到进风口风阻等影响,柜顶采用4个空气流量4080 m3/h的风机更为安全,试验验证温升也满足要求。

又如IEC60890《温升评估计算》标准,是建立在一系列实践基础上的,里面有大量的图表,使用时需要去查每个或几个变量对应的参数值,十分不变,通过回归理论分析、DOE分析软件得出传递方程就可以化繁为简,把条件输进去经过分析,运算。得出一个公式,一切应运而解,以后不用再去查繁琐的图表,更简单,更直接。



相应的还有承受短路电流能力的计算IEC60865标准,也可以实现一个公式快 速搞定。 有了这许多个传递方程,开关柜关键参数都可以通过输入变量得出关键性能特性,未来包括可靠性指标都是可以算出来的。



  或许这只是一个雏形,由于智能开关设备安装了大量传感器,有了大量的数据,把这些数据整理分析运算,结合数字孪生,形成一个公式,一个软件,未来我们的开关柜设计将十分简单,输入一系列参数要求,开关柜所有设计结构自动出来,不需要试验,不需要样机,一切都搞定,只需输入柔性加工系统,3D打印,机器人装配,工程就做好了,还可以实现现场加工组装。


正如特斯拉造车只是他获取数据的一个手段,当然也是获取资金的手段,但未来数据远比汽车更值钱,有了人、机、环等等大数据,可以把未来人类生活方方面面覆盖,这样通过采用人工智能可以造就出无法想象的工具,适用于我们生活的所有需要,所有可能。

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樊花花
2022年05月08日 21:43:12
2楼

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