SF6断路器灭弧室内电弧特性参数间的相互关系研究

电弧特性是研究断路器开断性能的关键要素之一.本文基于灭弧室热态气流场仿真技术,以252kV压气式SF6断路器灭弧室为结构模型,深入研究了断路器开断期间,灭弧室内电弧特性参数间的相互关系.研究结果表明:在电弧存在的区域,气体的压力较高,气体的密度较小;电位线分布密集的区域,电弧的温度较高;速度的分布与电弧的温度分布相反;激波会引起气体压力下降,电弧半径增大,电弧温度降低;在激波存在的区域,气体的流速可达超音速.研究工作为直观地理解灭弧室内气流场的分布、分析电弧特性参数间的作用规律提供了参考.     

开关电弧电流零区非平衡态等离子体仿真研究现状

针对电弧电流零区的仿真研究对于指导断路器研发设计、提高其开断能力进而深入认识零区电弧等离子体的发展过程具有重要意义。由于零区电弧等离子体的发展过程涉及气流、热、电磁场的共同作用,对该复杂过程的描述仍是研究工作的难点。由于电弧电流零区电弧动态行为的特殊性,研究早期提出的局部热力学平衡假设在这一阶段并不适用,预测的电弧行为与实际情况会产生一定偏差。近年来,基于热力学非平衡及化学非平衡假设的理论研究,展现出与实验较好的吻合性,成为现今电弧电流零区仿真计算的热点。本文分别介绍基于热力学非平衡和化学非平衡假设对电弧电流零区电弧等离子体仿真建模的发展情况,以及相关实验进展,并对未来电弧电流零区电弧等离子体仿真研究做了展望。     

气吹式灭弧室喷口中动态气流场的数值计算

本文从流体力学中的质量连续、动量、能量基本方程组出发,采用特征线法对压气式灭弧室气缸内及喷口内的气动参数进行了计算,对灭弧室在一次动作过程中喷口内气体流动情况得到了一维的详细结构,分析了喷口中流动情况的影响因素。可以看出,反压喷口中的激波出现的位置有重要影响,同时对气流速度、气体温度也具有很大的影响;基压对激波出现的位置影响很小。喷口形状对激波出现的位置、气流速度和气体温度均有影响,因而在开关设计中企求设计出无激波存在的喷口。在一次动作过程中上游气缸内压力的理论计算值与实验值能较好地吻合。     

能量流电弧模型及SF6断路器在短路开断下的应用研究

基于高压SF6断路器开断短路电流时电弧形态与特性是决定开断特性重要因素这一事实，提出并建立一种新型电弧模型——能量流电弧模型。建模中充分考虑在整个开断过程中电流的变化、气流参数的改变对电弧形态的影响及电弧导致高温气体对整个气流场的相互影响。将此模型与气流场求解的N-S方程组相耦合并进行求解，较好地反映了气流场与电弧间相互作用。计算结果证明，该模型可较好反映灭弧室内能量流动、变化及发展规律。     

高压SF_6断路器灭弧室内激波的混沌特性

研究灭弧室内气流场的特性对高压SF6断路器的优化设计具有重要的意义。为此通过数学变换,采用压力方程代替质量守恒方程,建立一维可压缩气流场物理数学模型,基于有限体积法求解容性小电流开断下高压SF6断路器灭弧室内气流场,得到马赫数分布以及激波产生处的密度、压力、速度与温度等主要气流参数的分布。利用分离变量法对灭弧室内气流运动方程的基本解进行求解研究,得到灭弧室内存在由混沌态过渡到周期运动的非线性动力学行为描述。结果表明:激波的不稳定性是造成混沌现象的根源之一,激波处混沌行为有利于SF6断路器的开断。     

气流流路对高压SF_6断路器介质强度混沌影响

高压SF6断路器的开断性能主要取决于灭弧室内的介质恢复能力。开断过程中,气流在可变流路中呈跨音速流动,将不可避免地产生湍流与激波,气流参数变化存在混沌特征,且灭弧室内部各气流参数在毫秒级时间与毫米级空间内气流运动行为复杂多变。采用有限体积法对550k V单断口高压SF6断路器开断容性小电流情况下的气流场进行数值求解,通过改变喷口长度及型面可调控气流流路,改变气流参数时空行为;采用有限元法得到灭弧室内电场分析;基于流注理论得到不同喷口结构下灭弧室内的介质恢复特性。由于断路器开断过程中介质强度恢复存在混沌,影响断路器的开断性能,通过改变喷口气流流路可以有效调控断路器内气流参数的混沌特性,以增强介质恢复能力,提高开断性能。     

基于实际气体Redlich-Kwong方程的SF_6断路器开断特性

准确的气体状态参数是计算灭弧室气流特性的关键,对SF6断路器的优化设计有重要意义。联合求解实际气体Redlich-Kwong状态方程与流场控制方程,依据Leslie S.Frost焓流电弧模型与等离子体微观参数建立非平衡态电弧能量动态模型,对40.5 kV电容器组SF_6气体断路器灭弧室进行冷态与热态气流场分析,在空载与容性小电流开断条件下,得到灭弧室内气体的压强、密度、温度分布。在开断过程中分析断路器的压力特性,通过电场与气流场的耦合计算得到弧触头间电弧熄灭后的介质恢复特性曲线。计算结果表明:Redlich-Kwong状态方程的计算误差可低至2.11%,与理想气体状态方程相比,采用Redlich-Kwong状态方程进行计算具有更高的准确度。气体流速较大时,气体状态方程对气体压强的影响较大,实际气体状态方程得到的气体压强高于理想气体。断路器开距7 mm后,电场强度最大值下降速度趋于平缓。断路器在开断容性小电流时,如果开断相角分别为1/10π、1/5π、3/10π、2/5π、1/2π,计算得相应燃弧时间分别为0.6、0.73、1.8、2.9、3.7 ms,存在提前熄弧现象。熄弧后断口间击穿电压始终高于瞬态恢复电压值,能够成功开断电弧不出现重燃,为获得较高的击穿裕度,开断相角应大于1/5π。     

电弧仿真的高压自能SF6断路器灭弧室优化设计

随着高压自能SF₆断路器额定电压和电流的增加，其分断性能的需求也随之提高。高压断路器的分断性能与放电过程中高温气流的产生、发展和消散有关。气流造成灭弧室的温度普遍过高，导致电弧冷却环境在当前零点时的温度过高，在某些情况下，会导致短路电流断路发生故障。对于高压自能SF₆断路器，通过模拟整个断弧过程，得到了高电流阶段的膨胀室气体压力和温度，同时也可以得到电流零级阶段的电弧形状和灭弧环境参数。根据电弧模拟的结果，对膨胀室的结构设计进行了优化，并再次进行了模拟验证。仿真结果表明，膨胀室的结构优化设计后，当前零时的灭弧环境整体温度有所下降。根据电弧模拟结果对膨胀室结构进行优化设计，可以快速准确地确定灭弧室的形状和尺寸，显著提高断路器的分断性能。     

变电站绝缘子干冰清洗方形喷嘴流场模拟研究

喷嘴是干冰清洗系统中的关键部件之一,喷嘴结构及气流超音速自由喷流流场对清洗效果有很大的影响.通过Fluent软件,针对不同尺寸的喷嘴结构建立模型及进行仿真处理,模拟研究得到了方形喷嘴内部气体和唢出喷嘴气体的压力场及速度场.研究结果表明：气体射流在喷嘴出口处的压力远大于大气压,气体在喷嘴出口处产生了欠膨胀超音速气流,同时气体射流在周围环境中发生了激波现象.增加喷嘴尺寸,气体射流在环境中的速度衰减变缓,激波传输距离有所增加,从而使气体射流的稳定性降低.因此,在需要提高清洗效果、增加清洗面积时,可适当选用大尺寸的喷嘴.     

不同工作频率对自能式SF_6断路器开断性能影响的仿真研究

国内断路器产品常采用50 Hz工作频率,国外断路器产品常采用60 Hz工作频率。为了适应国外尤其是北美市场60 Hz运行条件的要求,迫切需要开展60 Hz运行条件下开断性能的研究。文中基于气流场仿真研究工作,针对某型252 kV自能式断路器,研究了同样产品在50、60 Hz运行条件下的差异性,对比分析了电流燃弧阶段温度分布、气压分布以及过零时刻的气流场特性和过零前电弧电导。结果表明,由于膨胀室压力的增加不足以匹配60 Hz频率下电弧能量的增加,导致50 Hz频率下的冷气流对过零时刻电弧的吹弧作用相对60 Hz频率下的更为充分。在电流过零时刻,同样产品在50 Hz的气流场特性以及电导特性相对60 Hz更加优良,有利于电流开断。     

铜铝过渡设备线夹断裂原因分析

对某110 kV输电线路断裂的铜铝过渡设备线夹进行了分析.利用光学显微镜和扫描电镜对铜铝过渡设备线夹的开裂位置进行宏观和微观形貌及成分检测,借助X射线对铜铝过渡设备线夹焊接面进行了检测.结果表明线夹元素成分正常,断裂的主要原因是焊接缺陷,因此焊接过程中要严格控制焊接工艺,保证焊接质量,对进入电网的铜铝过渡线夹进行严格检验.     

贴片式熔断器耐焊接热失效原因分析及改善工艺

为适应电子元器件装配自动化、电子产品小型化的发展趋势,贴片式高密度元件逐渐成为电子行业的首选,作为保护性元器件的贴片式熔断器以其小型化、贴片化、耐高温、耐高压、成本低等特点得到了越来越广泛的应用.本文通过对贴片式熔断器经过耐焊接热可靠性测试后失效,产品出现阻值变化率异常的原因,根据贴片式熔断器的生产制造、使用的原理进行分析,找出造成失效的原因,并根据原因,提出具体改善方案能解决耐焊接热可靠性失效,从而提高电子产品的可靠性.     

利用锅炉排污水余热取暖初探

分析了火电厂锅炉连续排污的废水热能浪费及其利用价值，介绍了末阳火电厂利用排污水余热取暖的设计和使用效果。说明在火电厂利用废水余热节能有着得天独厚的条件，大有潜力可挖。     

励磁变压器电流不对称原因分析

在详细分析励磁系统中励磁变压器三相电流不对称原因的基础上,对比了由励磁电压源不对称和同步回路故障引起的励磁变压器输出电流不对称的异同,并用仿真的方法进行了验证,即当励磁电压源不对称时,励磁变压器输出电流一相变大,而其他两相变小;而同步回路不正常时,励磁变压器输出电流是一相变小,其他两相或者都变大或者一相变大而另一相几乎不变。这一结论对于分析励磁系统电流不对称原因具有实际的指导意义。     

浅谈城市供水调度管理现代化

本文以长沙市自来水公司为例，论述了实现城市供水调度管理现代化不仅是必要的，而且是可行的，同时可产生很大的经济效益和社会效益。     

华中电网主网变压器类设备运行情况分析

系统地总结了2007年华中电网主网变压器类设备的在运情况、预度工作情况,检测工作情况,统计和分析了变压器非计划停运、变压器类设备事故和障碍情况,介绍了华中电网新教术、新设备的应用现状,并指出了变压器类设备存在的主要问题。     

某系统燃气涡轮发电机组参数检测仪的设计

文中基于一种广泛使用的高性能单片机数据处理系统,针对某武器系统中燃气涡轮发电机组电压检测装置落后,无频率检测和燃气轮机排气温度检查装置。设计中充分考虑机组的实际工作环境和武器系统的现有检测水平,选用一些高精度、高性能的测量转换器件组成系统的硬件测量环节,并结合硬件电路给出了该检测仪的软件流程。该检测仪经过在部队的实际使用,实现了实时检测机组的输出电参数和燃气轮机排气温度的功能,并对各参数出现异常时能及时给予报警提示,其测量结果具有可靠性高、速度快、直观性强的特点。     

SPC在滚筒洗衣机水量检测过程中的应用

本文运用统计过程控制(Statistical Process Control,SPC)方法,对滚筒洗衣机生产过程中的水量检测过程进行了过程分析和诊断,找到了存在的问题及改善方向。将滚筒洗衣机水量检测的标准界限进行了更改,并对更改后的检测过程做了SPC统计分析和验证,纳入过程控制标准。本文将SPC应用于洗衣机生产过程中的过程诊断与过程标准的制订,对于今后业内解决生产过程中的类似问题,可起到一定的借鉴作用。     

迷宫堰频率群分析

本文应用有限元方法对迷宫堰的振动特性进行分析 ,发现迷宫堰整体模型中出现了频率群的现象。从工程实用角度出发 ,我们由迷宫堰单宫的频率值和单片堰墙模态相似推出整体模型有限元计算结果中频率群的每群个数 ,并且取频率群的均值作为代表值。通过与水弹实验数据的对比 ,认为该代表值在结构的低阶频率区域是可用的。     

调度端二次系统安全防护及变电站自动化系统安全综述

结合华东电力调度中心安全防护的实施,分析了调度中心生产控制大区内不同系统的安全问题及防护要点;通过对华东电网500 kV站内自动化系统主要设备的安全测试所发现问题的分析,强调了纵向认证加密防护的必要性. 