GIS모선의 통전설계시 주도체의 지름, 탱크의 지름, 탱크의 두께 등과 같은 설계 치수를 결정하여야 하는데, 이때 열적 제한 요소가 절연설계에 따른 제한조건보다 더 크게 영향을 주는 것으로 보고되고 있다. GIS에서 주요발열요인으로는 외부탱크에서 발생하는 순환전류 및 와전류, 주도체의 주울 손실, 전기적 접촉부위의 저항에 의한 주울손실등이 있다. GIS에서 상기원인 등에 의한 열이 발생함으로서 각 부위의 온도상승이 일어나게 된다. 따라서 전류 통전시 GIS모선 내부 및 용기의 온도상승을 정확히 예측하는 것이 매우 중요하다. 그러나 온도상승을 예측하기 위해서 ...
GIS모선의 통전설계시 주도체의 지름, 탱크의 지름, 탱크의 두께 등과 같은 설계 치수를 결정하여야 하는데, 이때 열적 제한 요소가 절연설계에 따른 제한조건보다 더 크게 영향을 주는 것으로 보고되고 있다. GIS에서 주요발열요인으로는 외부탱크에서 발생하는 순환전류 및 와전류, 주도체의 주울 손실, 전기적 접촉부위의 저항에 의한 주울손실등이 있다. GIS에서 상기원인 등에 의한 열이 발생함으로서 각 부위의 온도상승이 일어나게 된다. 따라서 전류 통전시 GIS모선 내부 및 용기의 온도상승을 정확히 예측하는 것이 매우 중요하다. 그러나 온도상승을 예측하기 위해서 열해석을 할 때 모델의 각 경계면에서 열전달계수를 적용하는 것은 상당히 어렵다. 경계면에서의 열전달은 복사와 대류로 나눌 수 있으며, 복사 열전달계수 모델의 표면상태에 따라 결정이 되지만, 대류 열전달계수는 해석모델, 유동조건, 유체의 종류에 따라 달라지므로 이 열전달계수를 결정하기란 매우 어렵다. 본 논문에서는 도체부의 주울 손과 탱크부의 와류손을 열원으로하고, 물질상수, 해석 모델의 형상 등을 고려한 Nusselt Number를 이용하여 열전달계수를 해석적으로 구하고 이를 상용유한요소 코드인 Flux2D와 결합한 GIS 모선의 온도분포 예측 기법을 다룬다. 이 방법을 실제 모델에 적용한 결과, 온도 분포 특성이 측정값에 거의 일치하는 것을 확인할 수 있었으며, 전력기기의 온도 상승을 예측하는 새로운 기법으로 제안한다.
GIS 모선의 통전설계시 주도체의 지름, 탱크의 지름, 탱크의 두께 등과 같은 설계 치수를 결정하여야 하는데, 이때 열적 제한 요소가 절연설계에 따른 제한조건보다 더 크게 영향을 주는 것으로 보고되고 있다. GIS에서 주요발열요인으로는 외부탱크에서 발생하는 순환전류 및 와전류, 주도체의 주울 손실, 전기적 접촉부위의 저항에 의한 주울손실등이 있다. GIS에서 상기원인 등에 의한 열이 발생함으로서 각 부위의 온도상승이 일어나게 된다. 따라서 전류 통전시 GIS모선 내부 및 용기의 온도상승을 정확히 예측하는 것이 매우 중요하다. 그러나 온도상승을 예측하기 위해서 열해석을 할 때 모델의 각 경계면에서 열전달계수를 적용하는 것은 상당히 어렵다. 경계면에서의 열전달은 복사와 대류로 나눌 수 있으며, 복사 열전달계수 모델의 표면상태에 따라 결정이 되지만, 대류 열전달계수는 해석모델, 유동조건, 유체의 종류에 따라 달라지므로 이 열전달계수를 결정하기란 매우 어렵다. 본 논문에서는 도체부의 주울 손과 탱크부의 와류손을 열원으로하고, 물질상수, 해석 모델의 형상 등을 고려한 Nusselt Number를 이용하여 열전달계수를 해석적으로 구하고 이를 상용유한요소 코드인 Flux2D와 결합한 GIS 모선의 온도분포 예측 기법을 다룬다. 이 방법을 실제 모델에 적용한 결과, 온도 분포 특성이 측정값에 거의 일치하는 것을 확인할 수 있었으며, 전력기기의 온도 상승을 예측하는 새로운 기법으로 제안한다.
The current carrying conductor and the tank which consist of GIS should be properly designed to withstand the electrical, thermal and mechanical stresses that arise during normal service and during short-circuit conditions. In order to design the current carrying conductor for EHV GIS, it is importa...
The current carrying conductor and the tank which consist of GIS should be properly designed to withstand the electrical, thermal and mechanical stresses that arise during normal service and during short-circuit conditions. In order to design the current carrying conductor for EHV GIS, it is important to consider temperature-rise when rated current flows. In this paper, we analyze magnetic field distribution and power-loss, according to the change of materials when AC current flows into single-phase and three-phase bus bar, respectively. This paper deals with the coupling of Flux2D and analytic method to calculate the heat transfer coefficient. Heat transfer by conduction and convection is considered between the current carrying conductor and SF_(6) gas. The result shows reasonable temperature distribution. These results will be used as the basic design data when determining dimensions and materials for the current carrying conductor of EHV GIS.
The current carrying conductor and the tank which consist of GIS should be properly designed to withstand the electrical, thermal and mechanical stresses that arise during normal service and during short-circuit conditions. In order to design the current carrying conductor for EHV GIS, it is important to consider temperature-rise when rated current flows. In this paper, we analyze magnetic field distribution and power-loss, according to the change of materials when AC current flows into single-phase and three-phase bus bar, respectively. This paper deals with the coupling of Flux2D and analytic method to calculate the heat transfer coefficient. Heat transfer by conduction and convection is considered between the current carrying conductor and SF_(6) gas. The result shows reasonable temperature distribution. These results will be used as the basic design data when determining dimensions and materials for the current carrying conductor of EHV GIS.
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