[发明专利]一种基于正交试验设计的开关柜加热器安装方式优化方法

说明书

本发明涉及一种基于正交试验设计的开关柜加热器安装方式优化方法，包括以下步骤：1、选取可以控制和调节的优化开关柜加热器安装方式的主因素作为正交试验的因素，同时确定水平，选择合适的正交表后进行表头设计，将试验中所需要的因素安排到正交表各列中；2、在确定好正交表的基础上，确定试验方案；3、将得到的各试验因素和水平逐一带入到建立的开关柜模型中，计算得到柜内最大相对湿度，同时计算加热器表面的最大场强，建立目标函数Y作为控制条件；4、以Y取最小值对应的影响因素组合为加热器最优的安装方式。该方法可以高效、准确、全面地得到开关柜加热器最优安装方式的影响因素组合，进而得到开关柜加热器最优的安装方式。

技术领域

本发明属于电力开关柜技术领域，具体涉及一种基于正交试验设计的开关柜加热器安装方式优化方法。

背景技术

开关柜是电力系统非常重要的电气设备，作为电力系统中连接电网的核心元件，其是否能够安全稳定的运行在一定程度上影响着电网的可靠性。开关柜凝露现象是开关柜存在安全隐患的一种表现，近年来，由凝露现象造成的开关柜设备安全事故已多次发生在我国的不同地区，严重威胁着电气开关柜设备的安全运行。尤其在高温高湿或低温高湿等情况下，凝露现象极易产生。开展开关柜凝露的防治，对改善开关柜内部环境，提高电网供电的可靠性与供电质量，解决由凝露引起的开关柜安全事故问题具有重要意义。

由于开关柜内部结构复杂，环境湿度大，各隔室之间密封处理，柜内水汽难以有效排除，常常会凝结出水珠覆盖在绝缘材料表面，产生凝露，使电气绝缘性能下降，引发设备绝缘闪络和腐蚀零件，进而造成绝缘击穿和短路燃烧事故。目前，一般开关柜采用加热器烘烤的方法给开关柜除湿，且少数只对开关柜加热器的位置进行了仿真研究。然而只对加热器的位置进行研究没有综合考虑加热器放入开关柜后对其他方面的影响，例如开关柜内的电场强度，安装后的加热器可能会造成柜内电场畸变。还有可能存在加热除湿效果不佳的情况，这就需要多台加热器不同位置进行除湿。因此，除了考虑加热器的安装位置外，也需要对加热器的数量、功率大小、外界相对湿度等因素加以考虑，使开关柜加热器的安装方式达到最优。目前尚无该方面的技术报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于正交试验设计的开关柜加热器安装方式优化方法，该方法可以高效、准确、全面地得到开关柜加热器最优安装方式的影响因素组合，进而得到开关柜加热器最优的安装方式。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于正交试验设计的开关柜加热器安装方式优化方法，包括以下步骤：

步骤1：选取可以控制和调节的优化开关柜加热器安装方式的主因素作为正交试验的因素，同时确定水平，选择合适的正交表后进行表头设计，将试验中所需要的因素安排到正交表各列中；

步骤2：在确定好正交表的基础上，确定试验方案；

步骤3：将得到的各试验因素和水平逐一带入到建立的开关柜模型中，计算得到柜内最大相对湿度，同时计算加热器表面的最大场强，建立目标函数Y作为控制条件；

步骤4：以Y取最小值对应的影响因素组合为加热器最优的安装方式。

进一步地，所述开关柜加热器为通过电阻通电发热的方式对开关柜进行柜内除湿的装置。

进一步地，所述步骤1中，所述因素包括：开关柜加热器的安装面、位置、数量、功率和外界相对湿度。

进一步地，所述步骤1中，各因素的水平分别为：

开关柜加热器的安装面：底部、左侧、右侧；

开关柜加热器的位置：上部、中部、下部；

开关柜加热器的数量：1、2、3；

开关柜加热器的功率：50W、100W、150W；

外界相对湿度：75%、85%、95%。