机械5

摘要 处于“中国制造2025”大环境下，中华民族正加大力度促使祖国建设的进步，努力把国家建造成生产制造大国。在这个智能化时代，很多方面都需要电力的支持，低压开关柜作为用户和电网进行沟通的智能化设备，重要性不言而喻。这次研究设计能够使低压开关柜更加智能，更加小型化和更加低成本，能够满足及适应现的新型电网发展要求。本文内容如下： （1）对母排的电磁干扰源和传播方式进行分析，通过棱边单元法分析计算母排通入电流不同时磁场强度大小，找到磁场随母线在不同的电流、间距及高度的变化规律。使用A
nsys仿真软件进行母排室仿真设计以及分析，确定母排参数。 （2）利用GMR传感器确定最佳测试位置为Y=10cm，X=20mm，GMR传感器的线性工作区间为0-1000A，电流测量的相对误差不超过0.50%等较满意的测试结果，证明了该母排设计的稳定和可靠性，满足了智能电网的基本需求。 关键词:低压开关柜，母排，电磁仿真 DESIGN a
nd RESEARCH o
n BUSBAR of LOW VOLTAGE SWITCHGEAR ABSTRACT U
nder the e
nviro
nme
nt of "made i
n Chi
na 2025", the Chi
nese
natio
n is steppi
ng up its efforts to promote the progress of the co
nstructio
n of the motherla
nd a
nd to build the cou
ntry i
nto a big cou
ntry of productio
n a
nd ma
nufacture. I
n this i
ntellige
nt era, ma
ny aspects
need the power support, low-voltage switchgear as the i
ntellige
nt equipme
nt for commu
nicatio
n betwee
n the user a
nd the power grid, the importa
nce is self-evide
nt. This research a
nd desig
n ca
n make the low-voltage switchgear more i
ntellige
nt, smaller a
nd lower cost, a
nd ca
n meet a
nd adapt to the requireme
nts of the
new grid developme
nt. The co
nte
nts of this article are as follows: (1)The electromag
netic i
nterfere
nce sources a
nd propagatio
n modes of the bus row are a
nalyzed a
nd calculated by the edge eleme
nt method. The variatio
n rule of the mag
netic field with differe
nt curre
nt, spaci
ng a
nd height of the bus li
ne is fou
nd out. The simulatio
n desig
n a
nd a
nalysis of the master row chamber are carried out by usi
ng the A
nsys simulatio
n software, a
nd the parameters of the bus row are determi
ned. (b) The GMR se
nsor is used to determi
ne the optimal test positio
n is Y=10cm, X= 20mm, the li
near operati
ng ra
nge of the se
nsor is 0 ~ 1000A, the relative error of curre
nt measureme
nt is
not more tha
n 0.50%, etc. The stability a
nd reliability of the bus desig
n are proved. Meet the basic
needs of the smart grid. Key words: low voltage switch cabi
net ,Busbar,Electromag
netic simulatio
n 目录 摘要1 ABSTRACT 2 1绪论3 1.1课题研究背景3 1.1.1智能电网下的低压开关柜3 1.1.2低压开关柜的种类及结构3 1.2低压开关柜国内外现状4 1.2.1低压开关柜母排研究国内外现状4 1.2.2本研究设计国内外分析现状5 1.2.3母排抗电磁干扰研究近况6 1.3研究意义及设计目标6 1.3.1研究意义6 1.3.2设计目标6 2低压开关柜母排大电流测量研究7 2.1电流测量方法7 2.1.1经典测量电流方法7 2.1.2智能测量电流方法9 2.2 Gia
nt Mag
neto Resista
nce原理基础10 2.2.1巨磁阻测量原理10 2.2.2静态磁场研究12 2.3 Gia
nt Mag
neto Resista
nce阵列研究14 2.3.1 Gia
nt Mag
neto Resista
nce测量阵列拓扑14 2.3.2矩阵数学模型15 2.4本章小结17 3低压开关柜磁场仿真与研究17 3.1电磁场计算分析17 3.1.1数值分析方法17 3.1.2电磁场有限元法18 3.2低压开关柜母排室有限元处理20 3.2.1母排电磁场方程20 3.2.2电磁场方程棱边元离散21 3.3 GMR传感器测量位置的确定23 3.3.1GMR传感器位置实验23 3.3.2磁场数据仿真26 3.3.3数据线性分析27 3.4母排设计数据分析29 3.4.1工作电流大小产生的效应29 3.4.2母排与母排间距大小的影响30 3.4.3母排高度大小的影响32 3.5本章小结33 4低压开关柜母排室抗电磁干扰研究34 4.1电磁干扰的方式34 4.2低压开关柜相关电磁干扰35 4.2.1柜体内部干扰源35 4.2.2柜体弱电系统受干扰分析36 4.3低压开关柜电磁抗干扰研究36 4.3.1监控系统屏蔽36 4.3.2母排室屏蔽38 4.4本章小结42 5低压开关柜母排三维仿真模型42 5.1三维仿真模型42 5.1.1建立电磁场中母排仿真模型42 5.1.2母排材料确定44 5.1.3电流相关条件的确定44 5.1.4仿真结果总结45 5.2低压开关柜母排室结构46 5.2.1确定母排摆放方式47 5.2.2确定母排选取规格49 5.3本章小结50 6全文总结与期望50 6.1全文总结50 6.2研究展望51 参考文献52 附录54