直流融冰技术是电网防御冰灾的重要技术。现有的直流融冰装置性能检测主要进行短路或开路试验,无法完全模拟实际运行条件下的融冰状态。为了设计直流融冰装置全压大电流试验中所用的模拟负载,以10 MW直流融冰装置为例,根据传热学和计算流体力学(CFD)的基本理论,以水作为模拟负载的导电和散热介质,建立功率1/100的缩比负载的物理模型。采用有限元方法对缩比模型的流场分布和温升进行了数值仿真计算,并开展等效物理试验测量负载模型的温升。最后,根据单台直流融冰装置的实际功率要求,设计了全压大电流负载装置的电气结构及散热方式。结果表明:模拟负载装置以17 m3/h作为入口流速,可以满足极板温升70℃的设计要求值,验证了以水电阻作为直流融冰装置试验的等效模拟负载的可行性。 高电压技术2018,44(11)升在设计指标范围内，装置尺寸为1.5m×1.1m×1m，金属极板放置于装置中部。缩比装置模型如图1所示本文有公司网站张家港全自动切管机 网站采集转载中国知网资源整理! http://www.qieguanjixie.com。直流融冰装置测试-数控滚圆机液压切管机张家港气动切割机数控切管机负载装置缩比模型的极板间加压270V，其中一个极板作接地处理，装置外壳的底面和侧面也接地。由于在所要求的温升70℃范围内电导率变化程度小，因此设定仿真中水的电导率值固定不变。按照以上条件进行计算，装置等效总电阻为2.07，符合设计要求。1.4缩比模型边界条件水电阻模拟负载装置采用强制对流方式散热，在水箱的侧面设定半径为0.02m的圆作为水流入口，相对的侧面设定4个半径为0.02m的圆作为出口，使装置进行合理对流，同时保证水箱水位近似恒定，并且使得仿真计算符合物理规律。水电阻装置的顶面作为水的自然对流界面，在大多数研究中水的表面对流换热系数为200~1000W/(m2·K)，本研究中水温有对流情况下不致过高，因此取为200W/(m2·K)，装置外壳其余侧面为热绝缘的边界。两片极板作为热源[19]。入口设定为质量流率8.8m3/h，出口为压力出口，相对压力为0。由于流体雷诺数很大，采用湍流模型进行求解。除了进出口边界，其余各边界为无移滑的壁面边界。参考覆冰期时自来水水温，流入水流温度为15℃，外界环境温度设为10℃。由于流体密度受温度变化的影响，因此在仿真中流体性质选为弱压缩流体。2水电阻装置温度场仿真计算结果2.1温度测点位置根据极板几何结构的对称性，在高压电极极板的外侧分布A1—A9测点，如图2所示。2.2水电阻温度场计算结果根据上述条件进行仿真计算，作位于装置中部的垂直电极的横截面，获取此截面上10、20和30min时的温升分布，结果如图3直流融冰装置测试-数控滚圆机液压切管机张家港气动切割机数控切管机本文有公司网站张家港全自动切管机 网站采集转载中国知网资源整理! http://www.qieguanjixie.com