[发明专利]高压开关柜非介入测温诊断的热仿真分析方法、电子设备、存储介质

说明书

本发明提供高压开关柜非介入测温诊断的热仿真分析方法，包括步骤：获取高压开关柜的结构和材料参数；根据高压开关柜的结构和材料参数建立三维热仿真模型；将高压开关柜的结构和材料参数以及在线的温度和电流的监测数据作为三维热仿真模型的边界条件；设置高压开关柜的温度场的环境参数；将边界条件和环境参数耦合到三维热仿真模型中进行仿真计算，输出仿真计算结果。本发明涉及电子设备和存储介质。本发明通过温度场的热仿真分析及实验测量，采用三维热仿真模型对柜内与柜表的温度分布做出数值仿真。通过对仿真流程的设计和仿真计算结果数据诊断分析，实现通过柜体非介入测温方式，准确测算开关柜内部集总热源温度并诊断开关柜的故障状态。

技术领域

本发明涉及热仿真技术领域，尤其涉及高压开关柜非介入测温诊断的热仿真分析方法、电子设备、存储介质。

背景技术

目前，准确监测开关柜内部温度主要是通过在内部安装温度传感器来实现，具体可分为非直接接触式和直接接触式两种。非直接接触式是通过光纤传感器进行测温，并利用光纤将信号传入后台，但光纤极易折断，且成本极高。直接接触式是通过热电阻等热敏元件产生信号，通过导线传输或者无线传输的方式将信号传入后台，但该方法容易导致悬浮电极放电问题，危害电网安全。

直接在开关柜内部安装传感器对其温度进行监测较为准确，但该方法对开关柜安全稳定运行存在潜在威胁。因此，在不影响开关柜稳定运行的前提下，如何通过检测柜体温度来定量准确诊断内部是否过热，是急需解决的问题。

现有的热仿真技术中，通常采用多模型耦合的方法来对开关柜进行热仿真，这类方法通常需要多个物理场模型之间进行相互耦合，流程复杂，计算机工作量大，仿真速度慢，不适合工程使用。如申请号201910548684.1的专利，存在需要在开关柜的内部及柜体表面布置温度传感器，无法做到不停电安装传感器，多场耦合仿真，建模过于复杂，无法现场的在线实现的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供高压开关柜非介入测温诊断的热仿真分析方法，通过温度场的热仿真分析及实验测量，采用三维热仿真模型对柜内与柜表的温度分布做出数值仿真。在此基础上，通过对仿真流程的设计和仿真计算结果数据诊断分析，最终实现通过柜体非介入测温方式，准确测算开关柜内部集总热源温度并诊断开关柜的故障状态。

本发明提供高压开关柜非介入测温诊断的热仿真分析方法，包括以下步骤：

获取高压开关柜信息，获取高压开关柜的结构和材料参数；

建立仿真模型，根据所述高压开关柜的结构和材料参数建立三维热仿真模型；

设置边界条件，将所述高压开关柜的结构和材料参数以及在线的温度和电流的监测数据作为所述三维热仿真模型的边界条件；

设置环境参数，设置所述高压开关柜的温度场的环境参数；

模型仿真，将所述边界条件和所述环境参数耦合到所述三维热仿真模型中进行仿真计算，输出仿真计算结果。

进一步地，所述高压开关柜结构和材料参数，包括所述高压开关柜内各结构的几何尺寸、几何形状、风机、加热器参数和主要热源参数。

进一步地，所述主要热源包括一次导体和一次电气连接点，所述主要热源参数包括高压一次导体的电阻值、高压一次导体的几何尺寸、一次电气连接点的额定功率和一次电气连接点的接触电阻值，所述风机的参数包括风机进出风口的空气流量和风机进出风口的开口面积，所述加热器参数为加热器的额定热功率。

进一步地，所述边界条件包括风机的进出风口风速、柜体环境温度、柜体环境大气压力、重力加速度参数。

进一步地，所述建立仿真模型步骤包括：

建立开关柜单体模型，根据所述高压开关柜的结构和材料参数建立高压开关柜单体模型；