混合式直流断路器模型及其操作暂态特性研究

该文围绕±10 kV柔性直流系统中的自然换流型混合式直流断路器操作暂态特性进行分析并建模仿真。首先简要分析直流断路器拓扑结构,提出一种基于绝缘栅双极型晶体管的自然换流混合式断路器。随后设计了断路器的动态模型,并整定了动作时序。接着讨论了断路器参数变化和故障特性对断路器分断性能的影响,利用PSCAD/EMTDC仿真软件分析了极间短路故障时直流断路器的暂态特性。仿真结果表明,电流转移过程能否正常进行对断路器开断有很大的影响,转移回路的杂散电感与电流转移时间接近线性关系,金属氧化物压敏电阻吸收电流持续时间对断路器成功开断故障有很大影响。此外,该文还设计了电流转移实验验证研究结果的正确性。研究结果可用于指导直流配电系统和断路器设计和电磁暂态分析。     

真空断路器动态特性仿真与最优化设计

为了对真空断路器进行优化设计,应用机械系统动力学自动分析软件ADAMS(automatic dynamic analy-sis of mechanical systems)根据断路器实物模型搭建了断路器虚拟样机模型,并对其进行了动态仿真,仿真与实验结果对比验证了模型的正确性.对仿真结果进行了动态特性分析,得到了动触头位...     

带气动操动机构GIS断路器振动特性仿真研究及改进

文中采用建模和仿真方法对安装于某水电厂的某一带气动操动机构的330 kV GIS断路器分、合闸操作异常振动问题展开研究。首先,建立了带气动操动机构断路器的运动模型,仿真分析了其操作时的振动特性及气动机构工作气压变化对振动特性的影响。然后,又对带液压操动机构断路器操作时的振动特性展开了建模和仿真分析。部分仿真结果也与试验结果进行了对比,能够较好吻合。通过对带两种不同操动机构断路器振动特性仿真结果的对比发现:液压操动机构断路器的振动强度比气动机构的要小,而且液压机构断路器振动强度的衰减速度更快,说明液压机构相比于气动机构更有利于减振。最后,还通过仿真分析了该断路器的安装基础结构对振动特性的影响,发现该水电厂大跨度的钢筋混凝土楼板结构是异常振动的重要诱因。     

126kV真空断路器的运动建模与优化设计

根据对真空断路器运动原理的分析,建立了126kV真空断路器的动力学模型.提出了一种新的方法来设计真空断路器产品的运动特性,该方法利用多体动力学仿真软件ADAMS 建立真空断路器产品的虚拟样机模型,对真空断路器的分、合闸过程进行仿真分析,通过对样机模型结构和力学等参数的修改,最终实现产品的优化设计.仿真结果也验证了该方法的有效性.     

微型燃气轮机启动特性的模拟与分析

以研究微型燃气轮机的启动特性为主要目的,对微型燃气轮机系统进行仿真研究。在simulink仿真平台上,依据模块化建模方法,建立了微型燃气轮机的动态仿真模型。仿真模型建立在工程热力计算方法的基础上,考虑了系统部件特性的变化。在仿真程序的基础上,分析研究了微型燃气轮机的启动特性,结果可为系统的设计、控制和运行提供指导。     

小型断路器灭弧室气流场分析与设计应用

断路器产品的灭弧室结构设计对有效灭弧至关重要。针对某小型断路器产品灭弧室设计,建立简化三维气流仿真模型,并进行气流场动态仿真。结合试验观测,定性分析了电流分断过程中弧根停滞与气体回流等现象。在此基础上,对小型断路器灭弧室出气口进行了仿真分析与设计改进,有效改善了灭弧室气流特性,提升了小型断路器分断性能。     

计及杂散电感的直流断路器建模方法研究

特高压直流输电系统中,混合式直流断路器为了耐受高电压,主支路和转移支路由大量电力电子器件组成,导致其内部杂散参数分布复杂,影响断路器的换流和分断特性.基于此,针对二极管桥式混合直流断路器拓扑,研究了杂散电感对换流过程断路器电气应力的影响,提出了一种计及杂散电感的混合式直流断路器建模方法.采用PSCAD/EMTDC建立仿真模型,搭建样机进行试验验证,结果表明该建模方法能够模拟杂散电感对断路器特性的影响,具有较高的仿真精度,对样机参数优化有指导意义.     

126kV真空断路器电机操动机构动态仿真与试验研究

为了简化高压真空断路器操动机构的结构并提高其工作可靠性,笔者对不同转子结构的真空断路器电机操动机构的动态特性进行了研究。建立了126 kV真空断路器操动机构的动态仿真模型,推导了驱动电机主轴侧的等效转动惯量、动态反力以及动触头行程与驱动电机转角的关系。依据上述分析并综合考虑绕组端部效应对电机启动过程的影响,采用场—路—运动耦合法对驱动电机在断路器分、合闸操作过程中的瞬态磁场和动态机械特性参数进行了仿真计算。结合仿真结果制成了永磁驱动电机样机,进行了操动机构与断路器联机试验试验。试验结果表明:电机操动机构能实现断路器的可靠分、合闸操作,平均合闸速度达到2.51 m/s,平均分闸速度达到3.35 m/s,满足断路器的要求。动态性能仿真结果与试验结果基本吻合,验证了仿真分析的有效性。     

银东±660kV直流系统故障的动态特性仿真研究

基于PSCAD仿真软件研究分析银东±660kV直流系统故障的动态特性。对直流系统详细建模,采用一种基于物理等效的方法对逆变侧交流系统(山东电网)等值建模,提出一种可行的交流网解环方法。通过山东500kV母线的短路试验验证了等值前后交流系统动态特性的一致性,对银东直流系统在直流线路故障和换相失败故障情况下的动态特性分别进行仿真分析。仿真结果表明,该直流线路故障位置和故障电压、电流波形的升降趋势无关,线路对地闪络故障如能在去游离后自动恢复,在控制系统作用下可很快恢复正常运行;电气距离和故障类型是导致其换相失败的重要因素。该交直流模型还可进行细化,用于进一步研究。     

舰用框架断路器抗冲击动力学建模与仿真

舰用框架断路器受冲击载荷作用后的冲击响应特性对舰船电力系统能否可靠运作起着重要作用.本文建立舰用框架断路器冲击系统的数学模型,然后对冲击载荷作用下框架断路器进行了有限元建模和动力学仿真,分析了施加不同方向冲击载荷和施加不同大小冲击载荷时框架断路器机构的位移、加速度、应力历程、能量变化等动态响应特性,探讨了研究舰用框架断路器机构冲击响应的新思路和方法.最后,对舰用框架断路器抗冲击设计提出了一些建议.     

万能式断路器假合闸现象分析和关键部件优化

描述了万能式断路器（ACB）出现的假合闸现象。利用高速照相机和仿真分析软件ADAMS,研究了断路器操作机构的运动特性,优化了影响假合闸的关键部件,最终消除了断路器假合闸现象。仿真试验证明了仿真分析的正确性,为研究断路器提供了参考。     

基于动态特性的继电器仿真分析

从动态特性出发,才能揭示继电器实际的工作过程与状态变化,仿真分析才接近实际产品.本文以印刷电路板继电器为例,采用新版JDQCAD2.0系统软件进行动态特性分析,剖析其真实的工作特性,分析影响特性的参数,以提高产品质量,特别是提高批量生产的产品质量与效率.     

电动力作用下万能式断路器操作机构运动特性仿真及试验

分析了短路分闸时电弧的运动过程,根据不同触头开距建立了多种类型的电弧模型。基于有限元方法计算了不同模型下动触头受到的电动力,将计算的最小和最大电动力数据导入ADAMS空载仿真模型,从而建立了DW45型万能式断路器(ACB)短路条件下的运动特性仿真模型。仿真结果得到了ACB在电动力作用下的最慢、最快分闸过程。试验测量验证了实际分闸过程处于仿真范围内,证明了模型的有效性。     

基于多轨迹特征提取的参数校正策略研究

电力系统动态数值仿真是电力系统动态安全分析和控制的基本工具。数值仿真轨迹与广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)测量轨迹不一致,其误差主要表现在仿真轨迹所体现的动态特征与实测轨迹所体现的动态特征不同,使仿真结果难以描述实际系统的动态行为。为此,基于实测轨迹寻找有效的动态特征,并通过分析模型参数变化对轨迹的影响确定仿真误差源,使轨迹的误差直接映射到参数上,实现对模型参数的校正,提高数值仿真的可信度。     

低压万能式断路器散热分析与优化研究

利用万能式断路器（ACB）温升仿真方法,包括触头接触、接线端等环节的接入电阻、空气的Boussinesq近似以及导体在空气中的散热等计算和仿真建模等效,在Ansys和Fluent软件平台上,通过二次开发,建立了某ACB长时间通电的温升仿真模型。重点探讨了ACB温升优化的设计思路,利用仿真模型,分析并优化了断路器的温升。最后通过试验验证了设计方法的可行性。     

公差仿真技术在低压断路器中的应用

研究了万能式断路器(ACB)的抽屉座公差,阐述了蒙特卡罗法的基本原理。采用公差仿真分析(VSA)软件分析了抽屉座转轴波动角度范围,优化了抽屉座关键尺寸公差,提高了ACB的可靠性。仿真结果表明,VSA软件可以作为分析ACB可靠性的重要工具。     

大型多分支绕组水轮发电机动态模拟研究

大型多分支绕组水轮发电机内部结构的复杂性,增大了对其自身和保护等问题的研究难度,动态模拟系统可以保持原型系统的物理本质,因此采用动态模拟试验可以对大型多分支绕组发电机进行有效的研究。文章介绍了以一台具有多分支绕组结构的凸极水轮发电机为主构成的动态模拟试验系统,并且模型发电机的内、外电气特性与原型机基本一致。采用该模型系统对发电机单元件横差不平衡电流、内部故障主保护的性能以及注入式定子接地保护进行了研究和测试,其结果可为故障分析、保护原理、保护配置、定值整定和保护性能测试等问题的研究提供依据,并可对数字模拟试验和原型试验的结果起到验证和补充作用。     

基于ADPSS的高压直流输电系统机电暂态-电磁暂态混合仿真研究

为了准确分析高压直流输电系统的动态特性,针对±500 kV江城（湖北江陵-广东鹅城）高压直流输电实例工程,给出一种基于全数字实时仿真装置（ADPSS）的机电暂态-电磁暂态混合建模方法。利用电路等值转换理论分析了机电-电磁混合仿真的计算机理,进而阐述了机电模型及电磁模型的建模方法。利用所构建的直流工程混合模型,开展了整流侧与逆变侧的交流系统分别发生接地故障的模拟仿真,并与采用交流电网化简处理的常见直流系统纯电磁建模仿真进行了比较分析。仿真结果表明,基于ADPSS的高压直流输电系统机电-电磁混合仿真建模方法是有效的,其相比纯电磁模型能更精确地反映直流系统的动态运行特性,从而增强仿真模型的准确度。     

大容量超临界直流锅炉数学模型的研究

采用模块化建模方法开发了大容量超临界直流锅炉动态仿真数学模型.根据超临界直流锅炉的工作机理和特性,以能量和质量守恒原理为基础,详细论述了其蒸发系统的数学模型算法,并结合其它相关模块算法,利用华北电力大学STAR-90仿真系统开发平台,建立了600 MW超临界直流锅炉的实时仿真模型.仿真试验表明,所开发的教学模型能够正确反映对象的动态特性,可为大容量超临界仿真系统的开发及超临界直流锅炉控制系统的设计提供参考.