【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(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的特快速暫態(tài)過(guò)電壓(VFTO)會(huì)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(duì)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(guò)程波形仿真和隔離開(kāi)關(guān)電弧阻抗模型及參數(shù)選取等幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)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(shí)域有限元的VFTO單次擊穿波形仿真計(jì)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(jì)及殘余電荷電壓在傳輸線上的分布特性,而且還可以計(jì)算沿傳輸線任意點(diǎn)的離散電壓值和電流值。采用該方法和EMTP方法對(duì)VFTO單次擊穿波形進(jìn)行了仿真計(jì)算,通過(guò)對(duì)兩種方法下VFTO的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,論證了本文方法的有效性及優(yōu)勢(shì)。 2.提出了用于VFTO多次擊穿波形仿真分析的計(jì)算方法。該方法可以有效考慮隔離開(kāi)關(guān)操作速度、空載母線殘余電荷電壓等對(duì)VFTO全過(guò)程多次擊穿波形的影響。采用該方法對(duì)一種常見(jiàn)情況下的VFTO多次擊穿波形進(jìn)行了仿真計(jì)算,獲得了擊穿次數(shù),擊穿時(shí)刻等VFTO多次擊穿波形特性。 3.對(duì)現(xiàn)有隔離開(kāi)關(guān)電弧阻抗模型進(jìn)行了對(duì)比分析,提取了擊穿延時(shí)、燃弧電阻、熄弧阻抗模型、熄弧時(shí)間、電弧電感和斷口電容等不便測(cè)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(duì)VFTO仿真結(jié)果的影響規(guī)律奠定基礎(chǔ)。 4.研究了隔離開(kāi)關(guān)電弧阻抗模型及參數(shù)選取對(duì)VFTO仿真結(jié)果的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,擊穿延時(shí)會(huì)影響VFTO的陡度,穩(wěn)態(tài)燃弧電阻會(huì)影響VFTO的幅值,熄弧時(shí)間會(huì)影響VFTO的衰減速度,斷口電容和燃弧電感會(huì)影響VFTO的最大幅值及波形走勢(shì)。 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(kāi)關(guān)電弧模型的研究E2012208006)的資助。
【圖文】：

本文結(jié)構(gòu)框圖

時(shí)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(guò)程。后來(lái)，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(guò)程中電阻的變化分為三個(gè)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(lèi)電弧模型是在能量平衡的基礎(chǔ)上，將電弧當(dāng)作一個(gè)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(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM743

【參考文獻(xiàn)】

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1 吳霞;周樂(lè)柱;;時(shí)域有限元法在計(jì)算電磁問(wèn)題上的應(yīng)用及發(fā)展[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2008年06期

2 王連鵬;王爾智;劉海峰;關(guān)盛楠;曹云東;;SF_6斷路器空載介質(zhì)恢復(fù)特性數(shù)值模擬中的耦合計(jì)算方法[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2007年06期

3 徐建源;司秉娥;林莘;路璐;;基于虛擬介電常數(shù)法的特高壓GIS中隔離開(kāi)關(guān)電場(chǎng)參數(shù)計(jì)算[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2008年05期

4 孟濤;林莘;徐建源;;分段電弧模型下VFTO的計(jì)算與分析[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2010年09期

5 顧丹珍;艾芊;陳陳;付慧;李長(zhǎng)益;;基于ATP-EMTP的大型電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2006年21期

6 李良書(shū);趙宏博;楊蘭均;張建革;;多次重燃弧VFTO的仿真隔離開(kāi)關(guān)模型研究[J];電氣技術(shù);2010年S1期

7 林良真,葉林;電磁暫態(tài)分析軟件包PSCAD/EMTDC[J];電網(wǎng)技術(shù);2000年01期

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本文編號(hào)：2573969