icon抱杆仿真力学分析与校核仿真系统icon

电力输送是电力工业中极其重要的环节,发展特高压电网是解决能源资源与生产力布局不均衡问题的有效措施。要在崇山峻岭之间及交通不便的地区兴建众多的输电线铁塔,要求进一步研制更多的在不同地形地貌进行施工组装这一类大型输电线铁塔的安装设备——抱杆。

工程问题
抱杆是一种起重类桅杆结构。抱杆的设计和建造要求具有很高的安全性能和使用性能。在正式投入使用之前,必须按照设计要求进行载荷设计,以考验桅杆设计的合理性和制造质量的可靠性,确保抱杆在使用过程中安全可靠。虽然抱杆在实际施工中应用比较广泛,但是它的安全性评估方法大部分集中在设计阶段。对于施工状态下,抱杆的安全性评估方法还没有形成系统化的研究成果或理论。近年来,随着特高压工程的不断兴建,抱杆的使用场景越来越复杂,已多次出现由于抱杆弯折导致的工程安全事故。
解决方案
基于仿真分析平台Simdroid,开发出使用简单、计算准确的抱杆施工过程安全评估APP。实现了抱杆的快速建模,对抱杆截面、等边角钢截面、抱杆材料、绳索参数以及工况条件进行了参数化建模计算;通过丰富的可视化后处理技术,对抱杆的受力情况进行精准可靠的分析;通过无代码化的APP产品封装及云端部署,现了仿真 APP 从开发到上传、分享、交易、下载、使用的生态闭环,以直观参数驱动变结构及变工况条件下的快速仿真分析,大大降低仿真技术使用门槛,为解决实际工程问题提供有效支撑。
icon无代码APP便捷应用icon

将基于Simdroid的抱杆施工过程仿真分析全流程进行固化封装,用户可通过手机及其他电子设备访问APP,根据现场实际情况填写数据即可快速获取计算结果,准确得到抱杆系统的受力情况,便于对危险工况进行调整,为组塔安全施工保驾护航。

icon电力变压器流热仿真分析系统icon

电力变压器作为电力系统中传输电能的核心设备之一,其运行安全对保障电网整体的稳定性至关重要。电力变压器中存在大量绕组,其发热量巨大,通常依靠油介质进行绝缘散热。如果变压器绕组热点温升过高则会产生可能的局部过热,从而影响变压器的运行稳定性和服役寿命,进而影响到电网的稳定运行。

工程问题
由于变压器内部油介质流道非常复杂,工程上难以对变压器内部整体温度进行实时地观察和控制,绕组热点温升也难以第一时间进行获得并给出响应,这也成为国内外电工技术界关注和研究的热点课题。通过对电力变压器进行建模,并通过温度场和流场的耦合数值求解,从而获得变压器内部绝缘油介质整体的温度和速度分布,成为一种高效可靠的方法。通常可以将变压器抽象成二维模型,从而降低计算量、提高计算效率。模型可通过将前后端数据与传感器数据的对接来实现快速观测和状态预警。
解决方案
云道智造基于完全自主的仿真分析平台Simdroid,针对电力变压器热流耦合仿真需求,开发了相应的仿真分析系统,实现了高压电力变压器内温度场与流速场的快速获取。
参数化建模
使用二维模型对变压器进行抽象建模,大大降低计算量;自动调用并行算法,提高计算效率,保障结果实时性。软件对于变压器上下入口流速、上下入口油温、绕组发热功率等关键参数进行参数化建模,用户既可通过在相应位置手动输入后实现快速建模仿真计算,也可通过和传感器数据进行对接后实现整体温度场的快速观测和状态预警。
高效后处理
软件针对需求设定了温度场和流速场的后处理结果输出,建模仿真完成后可直接查看。
icon串补平台仿真分析系统icon
 
在电力工业超高压、大规模、远距离输送发展的背景下,为提高线路输送能力,增进系统稳定性,串联补偿技术得到了广泛的应用。串联补偿装置通过在传输线路接入一定的设备,改变线路的静态和动态特性,达到改善电网运行状态的目的。
工程问题

特高压串联补偿装置中,由于火花间隙的下间隙外壳对地面、对本相平台分别存在对地电容和对本相平台电容,两者串联在本相平台与地面之间,构成了电容分压回路。当本相串补平台接入高压线路中,由于分压回路的存在,下间隙外壳会感应一定的电压,使火花间隙电压测量系统出现误差。该误差与火花间隙下间隙外壳对地电容和对本相平台的大小密切相关,分布电容越小,误差也越小。在设计建造阶段,工程师需要对串补平台进行仿真分析,获得静电场分布和电容参数。

解决方案

基于自主仿真分析平台Simdroid,针对串联补偿平台的静电场电容参数计算需求,开发了专用的串联补偿平台三维建模与参数化仿真分析系统,实现了串补平台的快速建模与高效计算。系统通过合理的的结构简化,在保障计算精度的前提下有效减少算量,提高计算效率;对关键结构和工况进行参数化建模,方便复用;自动调用计算机内核,实现并行计算;通过可视化后处理技术,对电场分布进行精准分析,实现电容矩阵的便捷调阅。

参数化建模

基于完备的三维建模前处理功能,系统将串补平台关键结构、关键设计及重要工况参数进行了参数化建模,极大提高建模效率。

高效后处理

串补平台仿真模拟的场域中,存在空间较大的外部场,也存在尺寸较小的结构间隙,为保证计算精度,系统能够对重要部位进行网格加密,以确保整体网格质量及细节捕捉程度。简化的串补平台依旧具有较为复杂的网格,数量规模高达近千万,系统可自动根据电脑配置调用内核实现并行计算,进一步提高计算效率。

后处理输出

系统可以直观输出特定工况下串补平台的电场分布结果,针对工程计算需求定制化开发了电容系数矩阵的后处理结果输出,仿真计算后可直接查看下间隙外壳对大地和对本相平台的电容值。

iconXLPE电力电缆绝缘校核仿真APPicon

XLPE电力电缆的安全运行对整个电力系统的稳定至关重要,一旦发生故障,将引起所辖地区重大的停电事故。基于全国电力电缆抢修记录等材料数据分析,电缆附件故障中97%以上是绝缘故障,即由于固体复合介质沿面放电导致的。

工程问题
为预防相关事故的发生、监测电力电缆线路的运行状况,必须采取必要和恰当的手段。工程实践中,能用于现场运行电缆测试的主要手段是局放检测。由于运行设备内部工况复杂,且检测过程中易受外部干扰,因此极易影响对检测结果的研判和分析。通过对XLPE电力电缆进行绝缘校核仿真分析,可以在电缆的设计阶段重点分析局放可能发生位置的电场强度,提早发现绝缘缺陷,并以此进行设计优化。
参数化建模
系统对于XLPE电缆的各材料层厚度、激励等关键参数进行了参数化建模,实现数据驱动的结构建模,通过参数定义一键生成几何模型。
 
 
解决方案
云道智造基于自主仿真分析平台Simdroid,针对XLPE电力电缆绝缘仿真计算特点,开发了XLPE电力电缆参数化模型,对计算过程进行封装,将几何生成、网格生成、校核计算设计为一键式操作,实现了电缆内电势场和电场强度的快速获取。
 
 
 
高效后处理
系统将基于Simdroid的校核仿真分析全流程进行固化封装,实现仿真过程的便捷式操作,达成仿真结果的标准化输出。进一步降低仿真技术门槛,实现规模化复用,提升开发效率。
icon穿墙套管仿真分析系统icon

在输电过程中,电缆的自身重量和墙体的坚硬构件之间相互搭接可能使得电缆在穿墙时遭受破损从而导致电力供应中断或漏电,造成安全隐患。为了防止类似问题的出现,建设规范中规定了相应的防护要求,敷设穿墙管套就是其中一项强制性要求。高压穿墙套管广泛用于工频交流电压为35kV及以下电厂、变电站的配电装置和高压电器中。

工程问题

高压穿墙套管对温度较为敏感,且电流负荷效率会因为部分表面凝露等受到影响。当套管环境温度高于+40℃,但不超过+60℃时,套管的工作电流按环境温度每增高1℃,额定电流负荷降低约1.8%。因此,高压穿墙套管在不同服役环境中的温升状态直接影响线路的传输效能。套管的内部温度通常难以获得,而多物理场耦合仿真技术成为研究穿墙套管内部状态的最佳解决方案。

解决方案

云道智造基于自主研发的仿真分析平台Simdroid,针对高压穿墙套管电磁-热-流体三场耦合仿真计算需要,开发了穿墙管套仿真分析系统,实现了高压穿墙套管内电磁场、温度场与流场参数的快速获取。系统通过参数化模型设计,对穿墙管套进行高效建模;利用简洁高效的电磁-热-流体耦合设置,优化计算效率。

参数化建模

系统对于高压穿墙套管的通入电流、材料特性、环境温度等关键参数进行了参数化建模,通过参数输入实现快速建模仿真。同时具备数据接口,通过与实际温度监测数据联动,实现穿墙套管整体温度场的快速绘制和性能监测。

多物理场耦合

系统的电磁-热-流体三场耦合设置中,电磁场的仿真分析不受温度场与流场影响。Simdroid提供了高自由度的设置界面,使得建模时可将电磁场在完成首次频域仿真后进行冻结,并将欧姆损耗的分布导出供后续流热耦合迭代使用,从而大大降低了耦合模型的矩阵计算量,提高了模型计算效率

后处理输出

系统根据实际工程需求,定制化设置了后处理输出模型,对电磁场、温度场和流速场的计算结果可以便捷查看。

 
 
 
icon耐张塔塔头跳线模拟平台icon
 
架空输电线路是电网的重要组成部分,在风荷载作用下绝缘子串及其悬挂的导线将产生风偏摆动,对未采用V型串或未安装防风拉线等防风偏措施的架空输电线路危害很大。由于输电导线一般通过悬垂绝缘子串悬挂于杆塔上,在大风作用下悬垂绝缘子串或跳线向杆塔方向倾斜,减小了导线与杆塔之间间隙的距离,当间隙的绝缘强度不足以承受系统运行电压时将会发生风偏闪络。
工程问题

在架空送电线路设计规程中已明确规定了运行电压、操作过电压及雷电过电压工况下,带电部分与杆塔构件之间必须保持足够的空气间隙值,这种空气间隙值是指在规定风速下绝缘子串(包括直线塔悬垂串以及耐张塔跳线串)相应风偏后带电体对杆塔构件所应保持的最小空气间隙。因此要对线路进行风偏风险评估,就必须要计算跳线和悬垂绝缘子串的风偏量。

解决方案

耐张塔跳线回路仿真平台基于Simdroid结构仿真模块开发,用于计算耐张塔跳线在风载作用下的变形与位移情况,评估空气间隙是否处于安全区间。平台具体功能包含三个方面:线长计算模块:计算单回路耐张塔塔头跳线的线长、线形。风偏计算模块:计算跳线的风偏角和最小空气间隙(跳线与铁塔间隙)。后处理模块:对计算结果进行三维显示。

集成设计规程

平台采用梁单元模拟导线,集成了规范中风载、空气间隙判断等方法,结合优化理论,为确定塔头跳线的线长、线形以及跳线的风偏角、最小空气间隙(跳线与铁塔间隙)以及安全校核提供了有力支撑。

定制化开发

通过Simdroid平台进行耐张塔跳线回路仿真平台的定制开发,基于参数化的跳线模型,以交互式的参数界面进行软件操作,实现建模仿真设计一体化,将耐张塔跳线回路仿真流程集成化、系统化。

高效后处理

平台后处理支持展示跳线的变形情况,并输出跳线长度、风偏角、跳线与铁塔间隙、最优结果等计算数据。

icon云道智造产品与服务体系icon

坚持本源创新和价值创造,聚焦数字原生和智能制造的“根技术”研发,以“仿真平台+仿真APP”模式构筑互联网时代的仿真体系。数学层作为仿真内核,构成算法和求解的核心,软件层作为中间平台,形成仿真应用的开发环境,物理层面向全行业专业仿真应用,通过无代码化方式构建基于云的仿真生态。

icon“1-2-9”产品体系icon

工业APP商店Simapps,自主可控通用多物理场仿真平台Simdroid,基于云的工业软件开放平台Simcapsule,破局工业仿真软件的体系化发展和产品化应用,实现仿真模型开发、分享、应用的闭环,构成工业研发互联网产品阵列。

icon北京云道智造科技有限公司icon

2014年3月成立,是一家专注于科学计算和工业互联网平台开发的国家高新技术企业,致力于实现仿真软件自主化和科学计算大众化,打造工业互联网领域领军企业。

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云道智造构建的互联网时代的科学计算中心Simapps,实现仿真APP的无代码化开发、云部署与在线应用,大幅降低仿真APP的开发门槛和科学计算的应用门槛,为广大仿真工程师提供APP发布与共享平台,汇聚海量APP。

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云道智造独立开发完成的通用仿真平台Simdroid已实现国外主流仿真软件具备的四大物理场及多物理场耦合大部分常用功能,在200余家制造业企业得到标杆性应用,为电力、电子、化工、家电、核能、机械装备、汽车、航空航天、轨道交通、生物医疗等十余重点行业提供安全可控的自主仿真软件解决方案,获得市场的广泛认可。

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云道智造采用云原生技术自主研发的一体化云仿真平台Simcapsule,为细分行业专用软件开发者提供SaaS化的快速开发、在线运行和应用推广平台,为中小企业提供高效便捷的仿真服务,实现仿真模式的变革。

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