Name: Ring Main Unit의 온도 상승 시뮬레이션에 대한 비교 연구 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-07-05T13:10:00.000+00:00
Duration: 4 min 35 s
Description: 학습하세요 유한요소법을 활용한 Ring Main Unit 온도 상승 시뮬레이션 비교 분석 방법을. 다양한 온도장 해석 모듈을 비교하여 시뮬레이션 오류를 줄이고 전기 설비의 설계와 안전성을 향상시키는 데 활용할 수 있습니다.

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1. 모델
알림: 링 본체(그림 1A)의 복잡한 구조로 인해 링 본체의 작동을 단순화하기 위해 온라인 설계 소프트웨어가 선택되었습니다.
<ol><li>모델링 단순화<ol><li>모델을 부분적으로 단순화하여 RMU의 에어 박스 섹션을 보존하면서 절연 샤프트, 고정 볼트, 너트, 밀봉 구성 요소 및 압력 지지 브래킷과 같은 다른 구성 요소를 제거하거나 단순화합니다. 단순화된 버전은 (그림 1B)에 나와 있습니다.<ol><li>630A형 링 본체를 단순화하는 과정에서 차단기실과 계기판을 연결하는 절연축과 많은 고정 볼트 및 너트를 제거합니다. 밀봉 부품과 압력 유지 브래킷을 꺼내고 전체 설정이 동일한 전도성 전류를 가지며 진공 회로 차단기, 회로 차단기 고정 플레이트, 정적 접점 및 진공 회로 차단기만 유지되도록 한다는 전제 하에 격리된 정적 빔의 정적 접점을 하단 분기 부스바에 연결합니다.</li>
			<li>진공 회로 차단기, 회로 차단기 고정 플레이트, 정전기 접점 및 진공 회로 차단 플레이트만 유지하십시오. 전반적으로 모델에서 볼트와 개스킷을 제거하고, 볼트를 제거한 후 구멍을 솔리드로 채우고, 메쉬 부품의 수를 줄이고, 부품의 불규칙한 모양을 최적화합니다. 패널 작동을 위한 기기, 마운팅 플레이트, 브래킷 및 온도 상승 시뮬레이션 프로세스에 영향을 주지 않는 기타 작동 부품(예: 기기 박스)을 제거합니다.</li>
			<li>일부 구성요소의 절연 하우징을 제거하는 것은 시뮬레이션 결과에 거의 영향을 미치지 않으므로 시뮬레이션에서 무시할 수 있습니다. 또한 정상 작동 중 장비 사용에 영향을 미치지 않는 접지 스위치는 이를 제거하고 시뮬레이션을 위해 회로 차단기 공간을 유지합니다.</li>
		</ol></li>
		<li>섹션을 삭제하려면 해당 섹션을 선택하고 삭제 옵션을 클릭하기만 하면 됩니다.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Eddy 필드 솔루션
<ol><li>전처리 설정 참고: 와전류장 에뮬레이션은 온도장 솔루션을 수행하기 위한 기초이며, 이를 위해서는 해결된 열원을 온도 필드에 대한 부하로 후속 분석해야 합니다.<ol><li>ring main unit에 대한 장비 문서와 관련 설명서를 참조하여 ring main unit의 각 구성 요소의 물리적 특성과 매개변수에 대한 정보를 수집하십시오. 표 1에 자세히 설명된 대로 얻은 정보를 기반으로 Maxwell에서 링 본체 구성 요소의 물리적 속성과 매개변수를 설정합니다.</li>
		<li>와전류 필드 부하 전류를 50Hz의 주파수로 630A로 설정합니다. Maxwell 소프트웨어에서 상부 및 하부 나가는 암의 한 면을 선택하고 여기 모듈로 들어가 전류 크기를 630A로 설정합니다. 솔루션 설정 섹션에서 50Hz의 주파수를 선택합니다. 알림: 링 본체의 전도성 회로에서 상부 출구 암에서 하부 출구 암까지 모든 구성 요소에 의해 형성된 경로를 위상 시퀀스라고 합니다. 따라서 이 논문에서는 A, B, C상을 왼쪽에서 오른쪽으로 정렬합니다.</li>
		<li>ring main unit 구성 요소의 재료 매개변수는 표 2에 나와 있습니다.</li>
		<li>각 위상에 대한 출력 라인 암, 유연한 연결, 부스바, 회로 차단기, 정적 접점 지원 버스바 및 분기 버스바를 통해 전류를 보냅니다. 목표는 구성 요소가 하중을 완료할 수 있도록 하는 전류 경로를 실현하는 것입니다.</li>
		<li>Maxwell의 적응형 메싱을 활용하여 모델에 대한 그리드 제어를 완료합니다. 더 큰 부품에는 Maxwell 적응형 메쉬 분할 방법을 사용하고 더 작은 내부 구성요소에는 로컬 메쉬 미세 조정을 사용합니다. 참고: Maxwell은 해석 프로세스 중에 그리드 정밀도를 지속적으로 향상시킬 수 있으므로 추가 메시 파티셔닝을 위해 Mesh Operations 를 클릭할 필요가 없습니다.</li>
		<li>솔루션 스텝 크기를 설정합니다. 모델 트리에서 분석(Analysis )을 클릭하고 솔브 단계(Solve Step) 설정을 연 다음 최대 가공 패스 수(Maximum Number of Passes)를 10으로 설정합니다. 다른 설정은 변경하지 않고 기본값으로 유지합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>와전류 필드 계산의 원리15,16.<ol><li>전기장17의 생성에 대한 전하의 작용을 설명하는 Maxwell의 첫 번째 방정식을 사용하십시오. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq01.jpg" style="margin: auto;">(1) 여기서 ρ 는 전하 밀도를 나타냅니다. ε0 은 진공 유전 상수를 나타냅니다.</li>
		<li>변화하는 자기장과 전기장 사이의 관계와 전하의 운동에 대한 자기장의 효과 사이의 관계를 설명하는 Maxwell의 두 번째 방정식을 사용합니다. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq02.jpg" style="margin: auto;">(2) 여기서 <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq03.jpg" style="margin: auto;"> 는 자기장 강도를 나타냅니다. 이 방정식은 변화하는 자기장이 소용돌이 전기장을 생성한다는 것, 즉 소용돌이 전기장의 스핀은 시간에 따른 자기장의 변화율의 음수와 같다는 것을 설명합니다.</li>
		<li>자기장 생성에 대한 자기 전하의 효과를 설명하는 Maxwell의 세 번째 방정식을 사용합니다. <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq04.jpg" style="margin: auto;">(3) 이 방정식은 자기 전하에 의해 생성된 자기장을 수동적인 것으로, 즉 자기장에 단극이 없는 것으로 설명합니다.</li>
		<li>변화하는 전기장과 자기장 사이의 관계와 자기장에 대한 전류의 영향 사이의 관계를 설명하는 Maxwell의 네 번째 방정식을 사용합니다. <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq05.jpg" style="margin: auto;">(4) 여기서 <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq06.jpg" style="margin: auto;"> 는 전류 밀도를 나타내고 μ0 은 진공 투과성을 나타냅니다. 이 방정식은 변화하는 전기장이 소용돌이 자기장을 생성한다는 것, 즉 소용돌이 자기장의 스핀은 전류 밀도와 시간에 따른 전기장의 변화율의 합과 같다는 것을 설명합니다.</li>
		<li>위의 방정식을 기반으로 와전류 솔버 모듈을 사용하는 Maxwell 3D를 사용하여 후속 열 시뮬레이션 분석을 위한 열원을 제공하는 RMU의 전도성 회로에서 발생하는 옴 손실을 해결합니다. 수학적 표현은18로 주어집니다. <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq07.jpg" style="margin: auto;">(5) 여기서 σ 는 전도성 루프 재료의 전도성을 나타냅니다. J는 루프의 전류 밀도입니다.</li>
	</ol></li>
	<li>계산 결과<ol><li>인터페이스에서 Maxwell 3D 옵션을 클릭하고 유효성 검사를 열어 오류에 대한 모든 설정을 검토합니다. 오류가 없으면 모두 분석을 클릭하여 해결 프로세스를 시작합니다.</li>
		<li>Maxwell의 후처리 계산기를 사용하여 표 3과 같이 링 본체의 와전류 필드에서 옴 손실을 계산하고 플롯합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>3. 온도 필드 솔루션
알림: 비교를 위해 온도 필드를 Icepak과 정상 상태 열로 나눕니다. 비교 분석을 달성하기 위해 각각을 개별적으로 설정하고 해결하십시오.
<ol><li>Icepak 모델 설정<ol><li>재료 속성을 다음과 같이 설정합니다: 모든 회로 솔리드 재료를 Cu-Pure로 지정하고 표면은 Cu-polished-surface를 사용합니다. 패널 구성 요소의 경우 방사율이 0.35인 Paint-AL 표면의 표면 코팅이 있는 Aluminum6061-T6 재료를 선택합니다. 자세한 내용은 표 4 를 참조하십시오. Selected Component를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 Edit 를 클릭한 다음 Properties 로 이동하여 표면 및 솔리드 재질 모두에 대한 재질을 설정합니다.</li>
		<li>모델을 선택하고 편집 메뉴에서 설정을 클릭한 다음 Multilevel Meshing Level 을 선택하여 메시 설정을 조정합니다. 외부 캐비닛을 메쉬 레벨 2로 설정하고 모든 경계를 메쉬 레벨 2로 설정합니다. 다른 모든 구성 요소의 경우 메쉬 레벨을 3으로 설정합니다. 마지막으로 Mesh 컨트롤을 열고 Generate 를 클릭하여 메시를 만듭니다.</li>
		<li>그리드 크기에 관계없이 시뮬레이션의 정확성과 효율성을 보장하려면 그리드 독립성을 검증해야 합니다. 메싱을 위해 설계 소프트웨어를 사용하여 설정된 온도 필드 인클로저의 기하학적 모델을 가져옵니다.</li>
		<li>그림 2에서 볼 수 있듯이 4개의 그리드 세트의 편광 곡선은 잘 정렬되어 있습니다. 0.5V의 작동 전압에서 4개의 그리드 세트에 대한 전류 밀도는 각각 2.357A/cm2, 2.358A/cm2, 2.356A/cm2 및 2.454A/cm2이며 최대 밀도와 전류 밀도 간의 오차는 1% 미만입니다. 효율성과 정확성의 균형을 맞추려면 987924 수 있는 그리드 크기를 결정하십시오.</li>
	</ol></li>
	<li>솔루션 설정<ol><li>솔루션 도메인 Cabinet의 방향을 Opening으로 설정합니다.</li>
		<li>소프트웨어에서 문제 단계를 선택합니다. 기본 매개변수(Basic Parameters)에서 곡면-곡면 방사 모델(Surface-to-Surface Radiation Model)을 확인하고, 난류 흐름 체제(Turbulent Flow Regime)에 대한 영 방정식(Zero Equation )을 선택하고, 자연 대류(Natural Convection)에 대해 중력(Gravity ) 옵션을 선택하고, 주변 온도를 20°C로 설정합니다.</li>
		<li>File settings(파일 설정)에서 Volumetric Heat Losses for EM Mapping(EM 매핑에 대한 체적 열 손실 )을 선택하고 All Objects Shown(표시된 모든 개체 )을 선택하여 손실 설정을 완료합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>온도 필드 계산<ol><li>icepak에서 에너지에 대한 세 가지 주요 보존 방정식인 질량 보존 방정식, 운동량 보존 방정식 및 에너지 보존 방정식을 적용합니다. 구체적으로, 다음과 같은 운동량 보존 방정식을 사용하십시오19: <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq08.jpg" style="margin: auto;">(6) 에너지 절약 방정식: <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq09.jpg" style="margin: auto;">(7) 질량 보존 방정식: <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq10.jpg" style="margin: auto;">(8) 고체 열원으로부터의 열 전달에 대한 에너지 전달 방정식: <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq11.jpg" style="margin: auto;">(9) ρ는 유체의 밀도를 나타냅니다. v 는 유속 벡터를 나타냅니다. T 는 온도를 나타냅니다. p 는 압력입니다. τ 는 미세 대사 산물의 표면에 가해지는 점성력입니다. κ 는 열 전달 계수입니다. Sh는 신체 열원입니다. h 는 유체의 비엔탈피이고 F 는 미세 대사 산물의 체력입니다. 알림: 온도 필드 계산 결과는 그림 3A 및 그림 4A에 나와 있습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>정상 상태 열 모델 설정<ol><li>재료 설정에서 표 3 에 따라 재료 특성을 유지하십시오. Thermal Load generation을 클릭하여 Steady State Thermal 모듈에서 와전류장 시뮬레이션 분석으로 인한 옴 손실을 생성합니다.</li>
		<li>대류 온도 값을 클릭하고 20°C로 설정하고 대류 계수 5(W/m²°C)를 캐비닛, 구성 요소 및 외부 캐비닛의 내부 벽에 적용합니다. 설정을 적용하고 생성합니다. Solve &gt; Output Results를 클릭하여 온도를 해석하도록 출력을 설정합니다. 참고: 정상 상태 열장 계산20,21,22 원리에서 방정식을 지배하는 주요 온도 필드는 일반적으로 열전도 법칙(푸리에 열전도 법칙)에서 파생됩니다. 1차원의 경우 온도 필드 열 전달 방정식은20으로 표현할 수 있습니다. <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq12.jpg" style="margin: auto;">(10) 이 방정식에서 T 는 물체 내부의 온도, t 는 시간, x는 공간 좌표, α 은 열확산도를 나타냅니다. 이 방정식은 시간과 공간에 대한 온도 변화를 설명하며, 오른쪽은 열전도 속도와 온도 구배 간의 관계를 나타냅니다. 보다 일반적인 3차원 시나리오에서 온도 필드에 대한 열전도 방정식은 다음과 같은 형식으로 표현할 수 있습니다. <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/66643/66643eq13.jpg" style="margin: auto;">(11) ρ는 물체의 밀도, C 는 비열 용량, K 는 열전도율, Q 는 부피 내 열원 항을 나타냅니다. 이 방정식은 열전도, 열원 및 열 커패시턴스의 영향을 받는 온도 필드의 변화를 설명합니다.</li>
		<li>온도 필드 계산 결과는 그림 3에 나와 있습니다. 표 5 와 표 6에 요약된 온도 값을 비교합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>

<meta charset="utf8"></head><body>RMU 온도 상승 문제를 조사하기 위한 포괄적인 접근 방식

<ol><li>Xia, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature+rise+test+and+analysis+of+high+current+switchgear+in+distribution+system%5BTitle%5D)+AND+%22J+Engg%22%5BJournal%5D)">Temperature rise test and analysis of high current switchgear in distribution system.</a> J Engg. , 754-757 (2019).</li>
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<li>Steiner, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+temperature+steady-state+experiment+for+computational+radiative+heat+transfer+validation+using+COMSOL%5BTitle%5D)+AND+%22and+ANSYS.+Results+Engg%22%5BJournal%5D)">High temperature steady-state experiment for computational radiative heat transfer validation using COMSOL.</a> and ANSYS. Results Engg. 13, 100354(2022).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>공기</td><td>/</td><td>/</td><td>기존 가스</td></tr><tr><td>알루미늄</td><td>/</td><td>/</td><td>합금 재료</td></tr><tr><td>구리</td><td>/</td><td>/</td><td>합금 재료</td></tr><tr><td>Icepak</td><td>ANSYS 회사</td><td>ANSYS 2021R1</td><td>A CFD 열 시뮬레이션 소프트웨어</td></tr><tr><td>PC 호스팅</td><td>/</td><td>12세대 Intel(R) Core(TM) i5-13500F CPU</td><td>호스트 컴퓨터 장비</td></tr><tr><td>SolidWorks</td><td>다쏘시스템 자회사</td><td>SolidWorks2021</td><td>엔지니어링 소프트웨어 도면 도구</td></tr><tr><td>정상 상태 열</td><td>ANSYS 회사</td><td>ANSYS 2021R1</td><td>열 시뮬레이션 솔루션 도구</td></tr></tbody></table>

ring main unit의 온도 상승 시뮬레이션에 대한 비교 연구

Comparative Study of Simulation of Temperature Rise in Ring Main Unit

표 3의 데이터를 기반으로 다음과 같은 결론을 도출할 수 있습니다. A, B 및 C 단계의 전체 손실은 비교적 유사합니다. 구체적으로, 상 A의 총 손실은 16.063 W/m³, 상 B는 16.12 W/m³, 상 C는 19.57 W/m³입니다. 손실이 더 높은 위치는 다양한 구성 요소의 연결부에 있을 수 있습니다. 이는 주로 접촉 저항과 도체 저항이 일반적으로 이러한 연결 지점에 존재하기 때문입니다. 전류가 이러한 연결을 통과하면 상당한 열이 발생하여 해당 영역에서 온도가 상승하고 손실이 높아집니다.
링 본체의 상부 및 하부 나가는 암은 특히 주 하중을 운반할 때 약간의 손실을 감수합니다. 세 단계의 나가는 팔의 손실은 거의 동일합니다. 이는 전류의 이 부분이 상대적으로 집중되어 있고 규칙적인 모양으로 인해 저항 값이 작기 때문입니다. 따라서 이러한 부분의 손실은 거의 동일합니다.
브랜치 버스바의 손실은 주로 수많은 굴곡과 각진 부분의 존재로 인해 상대적으로 높습니다. 대부분의 전류는 굽힘 영역과 모서리 근처에 집중되어 있습니다. 진공 회로 차단기 섹션 외에도 버스바의 동관 부분의 손실도 총 22.32W/m³로 상대적으로 높으며 이는 3상 전체 옴 손실의 40%를 차지합니다. 정적 접촉 부분의 손실은 전체 손실에 비해 상대적으로 작습니다.
회로 차단기 고정 플레이트, 회로 차단기 배플 및 링 본체의 외부 쉘과 같은 다른 구성 요소는 손실이 더 작습니다. 부하에 직접 참여하지 않기 때문에 손실은 주로 전도를 통해 내부 구성 요소에 의해 생성되어 손실 값이 더 작습니다. 사후 처리 계산에서 이러한 구성 요소의 손실은 특별히 자세히 설명되지 않습니다. 요약하면, 손실 분포의 주요 특성이 간략하게 설명되어 추가 설계 최적화를 위한 귀중한 통찰력을 제공합니다.
표 5 및 표 6과 함께 그림 3 및 그림 4의 결과를 결합하여 Icepak과 Steady-state Thermal 모듈 간의 온도 필드 솔루션 결과를 철저히 비교했습니다. 분석 과정에서 두 모듈 간에 차이점과 유사점이 관찰되었습니다.
그림 2A와 같이 20-31.24 °C의 온도 범위에서 더 높은 온도 영역은 RMU 인클로저가 내부 구성 요소와 접촉하는 영역에 집중됩니다. 주된 이유는 이러한 접촉 영역이 일반적으로 열 전도를 위한 중요한 경로 역할을 하기 때문입니다. 작동 중에 내부 구성 요소는 열을 생성하며, 이 열은 열전도율이 우수한 접촉면을 통해 인클로저로 전도되어 이러한 영역에서 온도를 상승시킵니다. 이러한 영역에는 약 24-27 °C의 온도 범위로 상부 나가는 라인 암의 접점과 인근 쉘과 접촉하는 하단 나가는 라인 암의 부분이 포함됩니다. 그림 3B와 비교했을 때, 두 경우 모두 쉘의 온난화 범위는 거의 동일하며, 온도 변화는 핫스팟에서 더 시원한 지역으로 전파됩니다. 그림 4A,B를 살펴보면 두 경우의 전반적인 온도 추세도 거의 유사합니다. 온도 상승의 주요 원인은 내부 도체를 통과하고 상부 나가는 라인 암에서 소멸되는 하부 나가는 라인 암을 통한 열전도입니다. 온난화 추세는 각 상의 분기 버스바와 연결된 지지 버스바를 포함하여 하부 나가는 라인 암에 가까운 영역에 집중되어 있습니다. 또한 그림 4의 내부 회로의 온도 분포를 관찰한 결과, 해석을 위해 Icepak을 사용하든 정상 상태 열 모듈을 사용하든 상관없이 위상 B의 전체 온도는 다른 두 위상보다 일관되게 높습니다. 이는 주로 부하 프로세스 중 위상 B가 해당 위상의 전류에 의해 생성된 열을 견딜 뿐만 아니라 RMU의 지나치게 조밀한 내부 구조로 인해 각 위상에서 생성된 열을 즉시 발산할 수 없음을 시사합니다. 열 교환으로 인해 위상 B의 온도는 사용된 솔버에 관계없이 다른 두 위상보다 높게 유지됩니다. 전반적인 온도 추세는 또한 높은 수준의 유사성을 나타내며, 주요 온도 상승은 하부 나가는 라인 암을 통한 열전도와 상부 나가는 라인 암의 열 발산에서 비롯됩니다. 이러한 경향은 두 모듈 간에 매우 일관된 것으로 보입니다. 또한 두 모듈의 온도 분포 맵에서 핫스폿의 위치는 매우 일관됩니다. 특히, 위상 C의 브랜치 버스바 섹션에서 두 솔버는 동일한 최고 온도를 나타내며 차이는 거의 무시할 수 있습니다. 이는 사용된 솔버에 관계없이 가장 뜨거운 온도 위치를 정확하게 식별하는 것이 RMU의 열 관리에 중요하다는 것을 의미합니다.
둘째, 표에서 동일한 전류가 동일한 손실을 발생시키지만 표 6 의 각 상 성분의 온도 값은 일반적으로 표 5의 온도 값보다 낮다는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어, 전체 RMU의 핫스폿 영역에서 브랜치 버스의 온도 값은 표 6 에서 가장 높은 온도인 30.91°C이고, 반면에 표 5 에서 브랜치 버스의 가장 높은 온도는 31.24°C이다. 그 이유는 Icepak의 솔루션 로직 때문입니다: 열원으로서의 RMU는 계속해서 열을 교환하고 열을 발산하며, 유체를 열 전달을 위한 매체로 설정하면 솔루션 영역의 온도가 매체를 통해 점차 방출되어 온도가 감소합니다. Steady-state Thermal 모듈은 주변 공기와의 열 대류에 덜 중점을 두고 대신 열전도 기반 솔루션에 중점을 둡니다. 대류를 고려하는 모델과 비교할 때, 이 접근 방식은 덜 포괄적인 온도 필드 솔루션을 생성합니다. 결과적으로 온도가 높은 지역에서는 핫스팟이 더 두드러집니다. 실제 온도 상승 테스트 과정에서 모델 자체의 특성을 고려하는 것 외에도 열 전달은 동시에 공기 등과 같은 방열 매체가 전체 온도에 미치는 영향도 고려합니다. 실제 요구 사항 및 실험 작업 고려 사항과 함께 열원으로서의 RMU는 계속해서 열 대류 및 방열을 수행합니다. Icepak의 온도 시뮬레이션은 실제 요구 사항에 더 부합합니다. 링 본체가 연속적인 열 대류 및 소산이 있는 열원으로 사용되는 경우 icepak의 온도 시뮬레이션은 실제 요구 사항에 더 부합합니다. 반대로, 정상 상태 열 모듈은 주로 열전도에 중점을 두어 경우에 따라 실제 요구 사항을 충족하지 못할 수 있습니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66643/66643fig01.jpg"> 그림 1: 링 본체 모델. (A) 링 본체의 전체 모델 (B) 링 본체의 단순화 된 모델. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66643/66643fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66643/66643fig02.jpg"> 그림 2: 4개의 메쉬 세트에 대한 편광 곡선. Maxwell 적응형 메싱은 큰 부품에 사용되며 로컬 메쉬 미세 조정은 작은 부품에 사용됩니다. 설계 소프트웨어에서 링 메인 캐비닛의 단순화된 3D 모델을 만들어 Maxwell로 가져오고, 메시 모듈을 사용하여 모델을 메쉬합니다. 이 그림은 모델 그리드의 검증을 나타냅니다. 4 개의 그리드 그룹의 전류 밀도는 전압 부하에서 2.357 A / cm2, 2.358 A / cm2, 2.356 A / cm2 및 2.354 A / cm2 이며 최대 전류 밀도와 최소 전류 밀도 사이의 상대 오차는 1 % 미만이며 계산의 효율성과 정확성을 고려하기 위해, 그리드의 최종 수는 1169091로 결정됩니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66643/66643fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66643/66643fig03.jpg"> 그림 3: 외부 캐비닛 온도 필드 분석 모델. (A) Icepak 용액을 사용한 쉘 온도 분포. (B) 정상 상태 열 솔루션을 사용한 쉘 온도 분포. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66643/66643fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66643/66643fig04.jpg"> 그림 4: 내부 회로 온도 필드 분석 모델. (A) Icepak 용액을 사용한 전도 루프의 온도 분포 (B) 정상 상태 열 용액을 사용한 전도 루프의 온도 분포. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66643/66643fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="3">재료</td>
			<td>공기</td>
			<td>아연 도금 강판</td>
			<td>구리</td>
			<td>알루미늄</td>
		</tr><tr><td colspan="3">비열 용량(J/(kg· K))</td>
			<td>1007</td>
			<td>500</td>
			<td>500</td>
			<td>897</td>
		</tr><tr><td colspan="3">밀도(kg/m³)</td>
			<td>1.1614</td>
			<td>8030</td>
			<td>8900</td>
			<td>2689</td>
		</tr><tr><td colspan="3">상대 투과성</td>
			<td>1</td>
			<td>0.3</td>
			<td>0.9999991</td>
			<td>/</td>
		</tr><tr><td colspan="3">상대 자기 투과성</td>
			<td>1</td>
			<td>2500</td>
			<td>1</td>
			<td>1</td>
		</tr><tr><td colspan="3">열전도율(W/(m·K))</td>
			<td>0.026</td>
			<td>16</td>
			<td>386</td>
			<td>237</td>
		</tr><tr><td colspan="3">방사 율</td>
			<td>/</td>
			<td>0.65</td>
			<td>0.3</td>
			<td>0.1</td>
		</tr><tr><td colspan="3">전기 전도도(S/m)</td>
			<td>/</td>
			<td>0.8</td>
			<td>5.80E+07</td>
			<td>/</td>
		</tr></tbody></table>표 1: 링 본체에 있는 일부 재료의 물리적 매개변수.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>구성 요소</td>
			<td>상대 투과성</td>
			<td>전도도/초</td>
			<td>재료</td>
		</tr><tr><td>전류 전달 회로(버스바, 분기 버스바 등)</td>
			<td>0</td>
			<td>3,00,00,000</td>
			<td>알루미늄 합금</td>
		</tr><tr><td>진공 회로 차단기</td>
			<td>0.9999</td>
			<td>2,00,00,000</td>
			<td>구리 합금</td>
		</tr><tr><td>몸</td>
			<td>200</td>
			<td>11,00,000</td>
			<td>구조용 강철</td>
		</tr></tbody></table>표 2: 각 구성 요소에 대한 재료 목록.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>저항 손실 W/m³</td>
			<td>A</td>
			<td>B</td>
			<td>C</td>
		</tr><tr><td>밖으로 렛 암</td>
			<td>3.78</td>
			<td>3.72</td>
			<td>3.73</td>
		</tr><tr><td>브랜치 부스바</td>
			<td>2.1</td>
			<td>2.09</td>
			<td>2.1</td>
		</tr><tr><td>유연한 연결</td>
			<td>1.3</td>
			<td>1.3</td>
			<td>1.3</td>
		</tr><tr><td>진공 회로 차단기</td>
			<td>1.023</td>
			<td>0.95</td>
			<td>0.98</td>
		</tr><tr><td>정적 접점</td>
			<td>0.36</td>
			<td>0.36</td>
			<td>0.36</td>
		</tr><tr><td>피더 부스바</td>
			<td>1.33</td>
			<td>1.35</td>
			<td>1.32</td>
		</tr><tr><td>브랜치 버스바용 동관</td>
			<td>6.19</td>
			<td>6.35</td>
			<td>9.78</td>
		</tr></tbody></table>표 3: 위상 A, B 및 C 구성 요소에 대한 옴 손실 값.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>수</td>
			<td>1</td>
			<td>2</td>
		</tr><tr><td>물질</td>
			<td>알루미늄6061-T6</td>
			<td>Cu-퓨어</td>
		</tr><tr><td>열전도율(W/m·K)</td>
			<td>167</td>
			<td>387.6</td>
		</tr><tr><td>밀도(kg/m³)</td>
			<td>8933</td>
			<td>2700</td>
		</tr><tr><td>비열 용량/(kg· K)</td>
			<td>/</td>
			<td>896</td>
		</tr><tr><td>표면 재료</td>
			<td>페인트-AL 표면</td>
			<td>Cu 닦 표면</td>
		</tr><tr><td>방사 율</td>
			<td>0.35</td>
			<td>0.052</td>
		</tr></tbody></table>표 4: 재료 매개변수 설정.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>온도 모니터링 지점/온도(°C)</td>
			<td>A</td>
			<td>B</td>
			<td>C</td>
		</tr><tr><td>상부 출구 암</td>
			<td>25.48</td>
			<td>25.79</td>
			<td>25.63</td>
		</tr><tr><td>메인 부스바</td>
			<td>25.93</td>
			<td>26.28</td>
			<td>26.13</td>
		</tr><tr><td>브랜치 부스바</td>
			<td>29</td>
			<td>29.18</td>
			<td>30.01</td>
		</tr><tr><td>분기 부스바 동관</td>
			<td>31.04</td>
			<td>31.18</td>
			<td>31.24</td>
		</tr><tr><td>하부 출구 암</td>
			<td>26.5</td>
			<td>26.98</td>
			<td>26.92</td>
		</tr></tbody></table>표 5: 정상 상태 열 온도 필드 해결 모듈 아래의 링 본체의 각 위상의 온도 값.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>온도 모니터링 지점/온도(°C)</td>
			<td>A</td>
			<td>B</td>
			<td>C</td>
		</tr><tr><td>상부 출구 암</td>
			<td>23.73</td>
			<td>23.82</td>
			<td>23.81</td>
		</tr><tr><td>메인 부스바</td>
			<td>25.15</td>
			<td>25.17</td>
			<td>25.35</td>
		</tr><tr><td>브랜치 부스바</td>
			<td>27.76</td>
			<td>28.04</td>
			<td>29.07</td>
		</tr><tr><td>분기 부스바 동관</td>
			<td>28.42</td>
			<td>29.31</td>
			<td>30.91</td>
		</tr><tr><td>하부 출구 암</td>
			<td>24.95</td>
			<td>24.85</td>
			<td>26.33</td>
		</tr></tbody></table>표 6: Icepak 온도 필드 솔루션 모듈 아래의 링 캐비닛의 각 위상 모니터링 지점에서의 온도 값

Ring Main Unit의 온도 상승 시뮬레이션에 대한 비교 연구

The Ring Main Unit (RMU) is a critical device in power distribution systems used for connecting and distributing electricity. However, due to its compact ...

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