隨著國家電網(wǎng)容量的不斷增加,需要配備大量的無功補償設備,尤其是并聯(lián)電容器組,相應地增大了對無功補償專用斷路器的需求。為此,研發(fā)兼具優(yōu)越開斷性能和投切電容器能力的專用SF₆斷路器尤為重要,斷路器開斷能力與滅弧室結構的電場特性和氣流場特性息息相關。基于此,本文利用仿真和實驗手段,對40.5kV SF₆滅弧室的電場、冷態(tài)和熱態(tài)氣流場特性展開深入研究。首先,采用有限元法,對滅弧室進行三維電場計算。調(diào)整模型,對比無輔助噴口、平輔助噴口和斜輔助噴口等條件下滅弧室短燃弧、中燃弧、分閘三個關鍵位置的電場分布。對屏蔽罩和觸頭沿線采樣點電場強度進行對比分析,研究結果表明無輔助噴口時弧觸頭表面場強分布更均勻。然后,由于斷路器開斷過程中氣流與電弧間相互影響,需要對滅弧室氣流場進行仿真研究。滅弧介質(zhì)的氣體物性參數(shù)、網(wǎng)格滑移、閥運動和噴口燒蝕特性等因素增加了氣流場仿真分析的難度。本文建立了滑移網(wǎng)格模型、閥運動模型和噴口燒蝕模型,將滅弧介質(zhì)的物性參數(shù)導入控制方程組,對滅弧室冷態(tài)、熱態(tài)氣流場特性進行仿真研究,描述了整個空載開斷過程中滅弧室氣體流動現(xiàn)象,對比分析噴口結構對滅弧...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題的背景及意義
    1.2 氣體斷路器研究現(xiàn)狀
    1.3 滅弧室場域數(shù)值分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 SF₆滅弧室電場數(shù)值分析
        1.3.2 SF₆滅弧室氣流場數(shù)值分析
    1.4 論文主要工作
第二章 40.5KVSF₆滅弧室絕緣特性研究
    2.1 SF₆自能滅弧室模型及工作原理概述
        2.1.1 燃弧時間
        2.1.2 自能滅弧室工作原理
    2.2 滅弧室絕緣性能分析
        2.2.1 滅弧室電場計算模型
        2.2.2 滅弧室絕緣性能分析
    2.3 輔助噴口結構對滅弧室場強分布的影響
    2.4 本章小結
第三章 40.5KV SF₆滅弧室氣流場分析計算
    3.1 仿真模型
        3.1.1 物理模型和動網(wǎng)格模型
        3.1.2 二維電弧MHD數(shù)學模型
        3.1.3 閥運動模型
        3.1.4 湍流模型
    3.2 冷態(tài)氣流場分析計算
        3.2.1 物性參數(shù)和邊界條件設置
        3.2.2 冷態(tài)氣壓動態(tài)變化
        3.2.3 閥運動分析
        3.2.4 滅弧室監(jiān)測點氣壓特性
        3.2.5 噴口結構對滅弧室氣壓特性的影響
    3.3 熱態(tài)氣流場分析計算
        3.3.1 邊界條件設置
        3.3.2 氣壓特性
        3.3.3 溫度特性
        3.3.4 噴口燒蝕蒸氣動態(tài)變化
        3.3.5 閥運動分析
    3.4 本章小結
第四章 40.5KVSF₆斷路器試驗研究
    4.1 樣機裝配與調(diào)試
    4.2 容量試驗
        4.2.1 直流分量
        4.2.2 T100a試驗
    4.3 背靠背投切電容器組試驗
        4.3.1 斷口恢復電壓
        4.3.2 背對背電容器組開合試驗
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
主要研究成果



本文編號：3816624