压气式SF6断路器灭弧室与操动机构行程特性仿真方法研究

针对灭弧室和操动机构的结构特点,以考虑电弧效应的热力学模型为基础,提出了压气式SF6断路器灭孤室与操动机构行程特性仿真方法.通过建立断路器灭孤室数学模型和操动机构仿真模型,实现断路器机械特性和开断特性的仿真分析,并进一步确定断路器灭弧室及操动元件的结构参数,为SF6断路器的设计从经验和试验验证方法向仿真设计方法转变提供...     

高压SF_6断路器配弹簧操动机构的开断特性研究

分析高压断路器开断特性,对提高断路器的性能具有重要的意义。文中以配弹簧操动机构的高压SF6断路器为研究对象,在分析灭弧室具体结构的基础上,建立压气室压力特性数学模型与电弧效应的热力学模型,利用Adams与MATLAB软件建立弹簧操动机构与灭弧室的联合仿真模型,对断路器配弹簧操动机构的开断特性进行计算分析。计算获得的动触头行程曲线与试验测试结果吻合,证明了仿真模型的准确性,并在此基础上分析了动触头行程、压气室气体压力、缓冲器缓冲阻力随时间的变化特性。该建模与仿真方法,不仅能够快速计算与评估SF6断路器配弹簧操动机构的开断特性,还能够方便给出各部件的受力情况,为进一步确定灭弧室与弹簧操动机构的结构参数提供帮助,也为SF6断路器从经验设计方法向仿真设计方法转变提供很好的基础。     

压气式断路器分闸运动特性的研究

根据压气式断路器的操动机构和灭弧室间的相互关系,建立了联合模拟数学模型,计算研究了液压操动机构及灭弧室对压气式断路器运动特性的影响。由此得出,改变操动机构的排油节流孔直径是获得不同开断特性的有效途径,使“智能操作”成为可能。用本文数学模型及方法计算的结果与实验结果较吻合,有较好的通用性和实用性。     

SF6断路器空载介质恢复特性数值模拟中的耦合计算方法

SF6高压断路器空载下介质恢复特性的数值模拟取决于液压操动机构的输出动力特性、开断过程中灭弧室内气流场的分布以及电场总分布.传统方法对介质恢复特性的数值模拟是先分别对上述三部分进行数值计算,然后根据三部分的数值计算结果计算介质恢复特性.本文以介质强度的计算为纽带,将三者联系起来,首先建立了对介质恢复特性进行数值模拟的耦合方程,然后在液压机构操动力的驱动下,对每一行程步距通过耦合方程,计算每一步距下的液压操动机构的输出特性、灭弧室内气流场与电场的分布及介质恢复强度,最后求得全行程下的介质强度恢复特性.通过空载开断过电压的校核,证明所求得的介质恢复特性满足对该断路器空载开断能力的要求.     

自能式SF6断路器压力特性的计算与分析

在分析了自能式与压气式SF6断路器分断过程中的不同状态后，论述了自能式SF6断路器压力特性的计算方法和过程，并以LW36-126为例，对计算的结果进行了分析与讨论。     

550 kV GIS用SF_6断路器气压特性计算

应用一维建压软件对三峡工程中采用的550 kV GIS用SF_6断路器在空载和短路开断方式5中压气缸内的气压特性进行了计算,并将其空载压力值计算结果与实测值进行了比较。     

考虑电动斥力的真空断路器刚柔耦合系统机械特性研究

针对真空断路器分闸过程涉及到的灭弧室侧电磁力与操动机构侧机械运动的耦合计算问题，结合Mayr-Cassie混合式电弧模型、灭弧室电磁场模型以及操动机构刚柔耦合动力学模型提出一种断路器分断过程电-磁-机械动态特性耦合计算方法。基于真空断路器分断过程动态特性计算结果，通过显式动力学方法对分闸过程中触头弹簧系统的冲击碰撞现象进行模拟计算，并结合应变寿命理论及Miner累计损伤理论计算触头弹簧结构的工作寿命，在此基础上对触头弹簧结构进行优化改进工作。研究结果表明：在断路器分闸过程中电动力方向并不总是为触头斥开方向，在超程阶段结束之前动触头承受的电动力为斥开方向，在超程结束后动触头承受电动力为闭合方向；在承受分闸冲击时，优化前的触头弹簧结构应力危险范围在弹簧销与导向套的接触界面处，应力数值为273.28 MPa,其疲劳寿命为2 027次，优化后的触头弹簧结构疲劳寿命为12 030次，满足断路器产品额定机械寿命的要求。     

高压自能式SF6断路器

高压SF6断路器的发展经历了双压力式——单压力式（压气式）——自能式。双压力式早已淘汰,而自能式成为发展的主流。 自能式SF6断路器是高压断路器发展的必然趋势。自能式灭弧原理就是最充分地利用电弧能量,加热膨胀室内的SF6气体,提高气体压力,在喷口处形成高速气流与电弧的强烈能量交换,并于电流过零时,熄灭电弧。由于自能式原理靠电弧本身能量熄灭电弧,不需操动机构提供能量。故操作功大大减小,可采用低操作功的弹簧操动机构,从而大大提高断路器的机械可靠性。     

热胀式SF6断路器的压力特性的计算探讨

在分析了热胀式与压气式SF6断路器在分断过程中的不同状态后,进行了热胀式SF6断路器的压力特性的计算探讨,并以LW36-126为例,对计算的结果进行了分析与讨论。     

SF6断路器空载开断的气压特性测试与研究

对252kV SF6断路器进行灭弧室气压特性测试研究.根据断路器开断过程中气体流动过程选取多处测量点进行测量.对断路器操动机构在不同油压和不同基压状态下进行测量,得到大量断路器开断过程的压力变化数据.文中对测量方法及测量系统进行了阐述,并根据得到的数据分析了动态压力变化与开断时间的关系.     

Interrupting Test of 275kV Reactor and Its Evaluation in Three Kinds of Gas-Blast Circuit Breakers

By using a 275kV, 150MVA reactor, interrupting tests, were conducted on an opening resistor-fitted air-blast circuit breaker, a two-pressure SF6 gas-blast circuit breaker, and a puffer-type. SF6 gas circuit breaker. Maximum overvoltages generated on the reactor were 1.95 PU with the puffer-type SF6 gas circuit breaker, 2.27 PU with the two-pressure SF6 gas-blast circuit breaker, and 1.71 PU with the opening resistor-fitted air-blast circuit breaker. The test results indicated that arc voltage had a great effect on overvoltage. With the puffer-type SF6 gas circuit breaker, overvoltage was low particularly during short arc times, and high only in the vicinity of the 0.5 cycle corresponding to maximum arc time. A digital calculation of overvoltage waveforms by using nonlinear arc voltage represented by base arc voltage and a normal function revealed that arccontained interruptions could be simulated very well.     

基于图像处理和光电传感技术的SF6气体在线监测系统设计

对变电站设备状态进行监测是智能变电站的一个重要的组成部分。针对高压断路器SF6断路器在线监测的特点,设计了基于图像处理技术和光电传感技术的SF6气体压力状态实时在线监测系统。针对变电站中使用的彩色SF6压力表,提出了一种快速报警的仪表图像直读算法,基于该算法进行图像处理,识别SF6气体压力状态。SF6气体压力状态在线监测数据通过ZigBee无线通信技术传输,基于LabVIEW编写的后台软件能够在线实时显示SF6气体压力状态。对设计的系统进行了初步的实验室测试,验证了该系统方案的可行性。     

800 kV罐式SF_6断路器的研制开发

介绍了新沈高800 kV罐式SF6断路器的研制开发过程和技术特点;基于气体质量守恒、能量守恒定律和牛顿第二定律,对其空载、T100s开断条件下压气室内气体压力特性进行了计算分析;应用有限体积法对其空载、T100s开断条件下二维气流场分布进行了计算分析;应用有限元计算方法,对其分合闸状态下的绝缘性能进行了计算分析;该罐式断路器的研制为中国750 kV输电线路的建设提供了经济可靠的技术和设备保障。     

高压SF6自能膨胀式断路器无载开断过程中灭弧室内气流场的数值分析

本文以质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律为基础,数值分析了ＳＦ６自能膨胀式断路器无载开断过程中灭弧室内的气流场。气流场的变化分为三个阶段。在第一阶段中,膨胀室内气体压力、密度增加,为下一阶段吹弧做好准备。在第二阶段中,动静弧触头之间的区域形成滞止区,气流场在空心动弧触头及导电杆内达到超音速流,这些有利于电弧的熄灭。在第三阶段中,主喷口扩张区与喉部之间存在超音速流,影响介质恢复强度;在静弧触头     

对降低LW6-220H型六氟化硫断路器报警及分合闸压力的探讨

在冬季SF6断路器由于环境温度的变化,断路器中SF6气体的压力也随着变化.由于一天内频繁出现了SF6气体压力低于或高于报警压力的现象,压力超过0.65MPa时泄压,而压力低于0.53MPa时开始补充气体.这种频繁的泄压、补气不仅浪费SF6气体,而且还使SF6气体的纯度下降,从而影响了SF6气体的绝缘性能.对断路器和人员...     

基于真实气体模型的SF6断路器中冷态气流场特性的仿真分析

准确地计算灭弧室内气流场特性对于SF6断路器优化设计有重要意义。基于真实气体模型(user-defined real gas model,UDRGM),运用线性插值与UDRGM相结合的方法来导入SF6的气体属性,并与流场控制方程组联合求解,研究了SF6断路器简化灭弧室冷态气流场的特性规律。通过分析监测点处的物理量发现,触头分开过程中,灭弧室内整体压力差不断增加,气体密度分布主要取决于气压的变化;在喷口区域,气压最大值出现在动触头端部中心位置,各监测点处的气压与马赫数受触头位置的影响较大,当触头运动到监测点时,马赫数与气压会发生跃变,而喷口内部两触头间的气压变化梯度却很小。结果表明,基于UDRGM建立的SF6断路器冷态气流场分析新方法可有效地提高计算精度,也为热态气流场的研究提供了基础。     

SF_6/N_2混合气体灭弧室中气流特性的计算分析

以能量平衡方程为基础,建立了分析压气式SF_6断路器灭弧室喷口气流场的数学模型,在不同比例的SF_6/N_2混合气体条件下,对上游区(压气缸)气体压力和温度以及喷口喉道内的气流量进行了数值计算,通过改变混合比、基压、喷口直径和下游扩张角等参数进行大量计算,最终达到了混合气体条件下产生及维持与纯SF_6气体接近或相同的SF_6质量流量的目的,以确保所需的灭弧能力,     

基于真空灭弧室与SF6灭弧室串联的混合断路器

论述了基于真空灭弧室和SF6灭弧室串联的混合断路器开断能力提高的原理,分析了混合断路器两灭弧室的介质恢复过程。结合混合断路器开断能力提高的机理提出了混合断路器对其操动控制机构的要求,设计了一种基于真空灭弧室与SF6灭弧室串联的光控模块式混合断路器实验模型。实验模型能满足分析混合断路器中真空灭弧室与SF6灭弧室在不同时刻协同动作开断容量增益特性的要求,其协同动作时间分散性在微秒级。实验对比了SF6断路器与基于相同SF6灭弧室串联真空灭弧室的混合断路器短路电流开断能力,证明在不增加SF6气体使用量的前提下,混合断路器具有比SF6断路器更加优越的开断能力。     

SF6断路器空载开断下液压操动机构与灭弧室联合仿真研究

该文以252kVSF6高压断路器作为研究对象,在全面考虑了影响液压操动机构运动特性的各种因素后,从能量守恒规律出发建立了液压操动机构的动力学数学模型,仿真并研究了液压操动机构的输出压力与速度特性,并以此作为计算灭弧室非定常、可压缩吹弧气体流动的边界条件,对开断过程中灭弧室内的气体流动规律进行了计算机仿真.分析了吹弧气体的运动规律,研究了改变液压操动系统的输出流量对灭弧气体流动特性及对断路器开断特性的影响,从而从机构动力学的角度出发,给出一种能够调节断路器开断特性的方法.     

SF6电气设备中水分含量的分析

通过阐述水分对SF6断路器的危害,分析SF6气体含水量原因以及水分含量与环境温度的关系,探讨断路器安装及运行过程中控制SF6气体水分含量的方法。