發(fā)布時間：2020-01-28 09:36

【摘要】：在特高壓電網(wǎng)中,封閉式氣體絕緣組合電器(GIS)中隔離開關(guān)操作產(chǎn)生的特快速暫態(tài)過電壓(VFTO)會危及電氣設(shè)備的絕緣安全。數(shù)值仿真是獲得VFTO波形及研究其特性的重要方法,本文針對當(dāng)前VFTO仿真分析中傳輸線殘余電荷電壓的處理,多次擊穿全過程波形仿真和隔離開關(guān)電弧阻抗模型及參數(shù)選取等幾個關(guān)鍵問題進行了深入地分析和研究。本文主要工作和研究成果如下： 1.提出了基于時域有限元的VFTO單次擊穿波形仿真計算方法。與傳統(tǒng)的EMTP仿真方法相比,該方法不但可以有效計及殘余電荷電壓在傳輸線上的分布特性,而且還可以計算沿傳輸線任意點的離散電壓值和電流值。采用該方法和EMTP方法對VFTO單次擊穿波形進行了仿真計算,通過對兩種方法下VFTO的仿真結(jié)果進行對比分析,論證了本文方法的有效性及優(yōu)勢。 2.提出了用于VFTO多次擊穿波形仿真分析的計算方法。該方法可以有效考慮隔離開關(guān)操作速度、空載母線殘余電荷電壓等對VFTO全過程多次擊穿波形的影響。采用該方法對一種常見情況下的VFTO多次擊穿波形進行了仿真計算,獲得了擊穿次數(shù),擊穿時刻等VFTO多次擊穿波形特性。 3.對現(xiàn)有隔離開關(guān)電弧阻抗模型進行了對比分析,提取了擊穿延時、燃弧電阻、熄弧阻抗模型、熄弧時間、電弧電感和斷口電容等不便測量的關(guān)鍵電弧參數(shù),為研究電弧阻抗模型和參數(shù)選取對VFTO仿真結(jié)果的影響規(guī)律奠定基礎(chǔ)。 4.研究了隔離開關(guān)電弧阻抗模型及參數(shù)選取對VFTO仿真結(jié)果的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,擊穿延時會影響VFTO的陡度,穩(wěn)態(tài)燃弧電阻會影響VFTO的幅值,熄弧時間會影響VFTO的衰減速度,斷口電容和燃弧電感會影響VFTO的最大幅值及波形走勢。 本文所做的課題獲得了河北省自然科學(xué)基金(VFTO仿真用多次重燃GIS隔離開關(guān)電弧模型的研究E2012208006)的資助。
【圖文】：

本文結(jié)構(gòu)框圖

時一般在20ns左右。（2)穩(wěn)態(tài)燃弧電阻，在穩(wěn)態(tài)燃弧的阻值上有的變化范圍。這些區(qū)別可以用示意圖5-2近似表示。10, i i . . I n9 —指數(shù)衰減模型—Toepler校型8 —雙曲線投型_7 6 -in ：i ：0 5 10 15 20 25 30T fuj/ns圖5-2市穿弧阻模型的主要K別示意圖Fig. 5-2 The main differences among breakdown models of arc resistance5.3.3分段思想的弧阻模型考慮到^u關(guān)電弧從擊穿、燃弧到熄滅的全過程。后來，有學(xué)者在擊穿弧阻模型的基礎(chǔ)上，提出了分段思想的電弧模型。該模型把電弧從起弧到熄滅過程中電阻的變化分為三個階段：預(yù)擊穿階段、電弧穩(wěn)態(tài)燃弧階段和熄弧階段。預(yù)擊穿階段用指數(shù)衰減電阻模型[52]或雙曲線的電弧電阻模型表示[53]，，燃弧階段用于一定值電阻表示，熄弧階段用Mayi■模型[52]*Schwarz模型表示。分段思想的電弧模型較為全面的考慮了電弧電阻的變化情況，因此具有很好的借鑒意義。分段思想的弧阻模型的媳弧階段是在經(jīng)典的黑盒模型的基礎(chǔ)上推到獲得，其參數(shù)的取值也借鑒了前人的研究成果。這類電弧模型是在能量平衡的基礎(chǔ)上，將電弧當(dāng)作一個圓柱形的氣體通道
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM743

【參考文獻】

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本文編號：2573969