電壓互感器的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、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(chǎng)有限元分析原理,介紹了麥克斯韋方程和電磁場(chǎng)微分方程.本文采用大型通用有限元分析軟件A

2、NSYS對(duì)電壓互感器進(jìn)行二維電磁場(chǎng)有限元分析,對(duì)電壓互感器建立了有限元數(shù)學(xué)模型和網(wǎng)格剖分,對(duì)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(chǎng)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(duì)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

3、,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(duì)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50H