中频真空电弧边缘击穿现象及仿真研究

为深入掌握航空变频(360～800 Hz)电力系统中真空电器电弧特性,该文围绕中频灭弧室弧后发生的边缘击穿现象,以双温磁流体动力学仿真结合实验的研究方法,得到了以下结论：中频真空电弧离子数密度的最大值为2.6×10¹⁹m^-3,离子温度的范围为0.30～0.91eV,电子温度的范围为1.50～2.43 eV;电子与离子之间存在能量交换,电子温度的变化会引起离子温度的变化;最高离子温度出现在阳极触头边缘处,与实验发现的边缘击穿位置重合,证明了此处确实存在能量集中;中频真空电弧是超声速流体,速度在边界处减慢,根据动能热能互换原理,中频真空电弧的质量流运动规律是边缘击穿的本质原因。     

电弧反射法电缆故障测距中的电弧建模与仿真

准确掌握电缆故障电弧电阻的动态特性对电弧反射法(ARM)电缆故障测距技术研究和设备研制至关重要。为此,在理论推导和大量实验的基础上分析了ARM故障测距时电缆故障电弧的特性,建立了可以模拟ARM方式下电缆故障的通用的Mayr电弧模型,对故障电弧电阻的变化规律进行仿真计算。实验结果表明,电弧电阻仿真计算的平均相对误差不大于12%,最大相对误差不大于29%,满足ARM测距仿真要求,说明了模型的正确性。     

中压电缆网接地故障的电弧建模及仿真研究

在中压电缆网络中,很容易发生单相接地故障,其中电弧接地故障所占比例较高,且其过程复杂,难以模拟。为此提出了新型小电流方式电弧模型。研究了现有的经简化的电弧模型,并用Matlab对现有模型进行仿真分析。在此基础上,以小电流接地方式的中压电缆网络为背景条件,对电弧模型的参数进行改进,得出电弧模型的电压电流特性,用Matlab对改进后的电弧模型进行验证。与实际情况的物理量进行比较,证明所得改进电弧模型的可应用性。仿真结果证实所提出模型能更合理地贴近于真实故障情况,为下一步电缆网络故障分析的研究奠定了重要技术基础。     

接地故障电弧的精确数字仿真及其计算

精确的接地故障电弧的数字仿真有助于设计和发展新的继电保护装置,但是由于电弧现象的复杂性,使得在以往的数字仿真中,仅仅用理想短路或者一个线性电阻来模拟接地故障电弧,大大降低了仿真结果的可信度.为解决这个问题,本文依据普通的电弧数学模型,给出了接地故障电弧的精确数字仿真模型,EMTP仿真结果证明了该模型的可行性.     

基于ATP-EMTP的电弧接地故障的建模及仿真

对配网频发的单相电弧接地故障,建立能够正确反映其特征的数学模型是十分必要的。运用弧隙能量平衡理论在ATP-EMTP上建立接地电弧模型,进一步研究了电弧模型中主要参数对电弧特性的影响规律,达到了反映电弧故障物理特性的目的;最后,将此模型应用于某10 k V配网间歇性电弧接地故障,其过电压倍数符合实际情况,验证了模型正确性。     

几起电缆击穿故障的原因分析与对策

长治市近年来在城网建设与改造工程中,对主城区实施了几项电缆入地工程。该文章通过电缆入地后,发生的几起电缆击穿故障,从现场发生故障到原因分析和今后应采取的防范措施等方面,进行了简要的阐述。     

低压断路器电弧背后击穿现象的研究

介绍了低压断路器中电弧背后击穿现象研究的近期进展,指出这种现象产生的原因是由于电弧背后区域的热重燃造成,它与剩余电流有密切关系。在此基础上,分析了影响电弧背后击穿现象的各种因素。     

接地故障电弧的精确数字仿真及其计算

精确的接地故障电弧的数字仿真有助于设计和发展新的继电保护装置 ,但是由于电弧现象的复杂性 ,使得在以往的数字仿真中 ,仅仅用理想短路或者一个线性电阻来模拟接地故障电弧 ,大大降低了仿真结果的可信度。为解决这个问题 ,本文依据普通的电弧数学模型 ,给出了接地故障电弧的精确数字仿真模型 ,EMTP仿真结果证明了该模型的可行性     

基于改进电弧模型的PSCAD仿真分析

通过理论建模分析的方法,根据电弧的基本控制方程,建立了喷射气流条件下改进的Mayer电弧模型,并利用PSCAD对气流灭弧过程进行了仿真。仿真表明在高速气体的冲击下,间隙电弧能够被高速气流快速切断而熄灭。     

潜供电弧的仿真分析

介绍了超高压输电线路上产生潜供电弧的机理。基于电路原理得出恢复电压和潜供电流的数学表达式,运用MATLAB编程得到恢复电压和潜供电流的数值。通过SIMULINK组建模块,仿真整个电路,得到恢复电压和潜供电流的波形图和数值。分析快速接地开关抑制潜供电弧的机理,在线路上安装快速接地开关,选用电动弹簧操作机构来提高HSGS的关合速度,降低弧道上的潜供电流和恢复电压,减少了潜供电弧的熄灭时间,从而确保了单相自动重合闸的成功。     

异步电动机准确数学模型及仿真

给出了异步电动机准确数学模型主要特性计算程序及其仿真计算结果,同时还给出了异步电动机较准确数学模型的有关仿真结果.本文利用异步电动机准确数学模型,就异步电动机定、转子漏电抗之间的大小比例关系对异步电动机的机械特性的影响进行了专门研究,给出了有益的结论.     

基于改进MAYER电弧模型的间隙防雷仿真分析

为使配电线路遭雷击时免受电弧灼伤,文章从电弧抑制的基本条件人手,通过理论建模分析的方法,研究具有快速熄灭工频续流电弧能力的新型防雷保护间隙的特性.MATLAB仿真表明在高速气体的冲击下,间隙电弧能够被高速气流快速切断而熄灭,从而避免了电弧对线路的灼伤.     

大电流真空电弧磁流体动力学模型与仿真

为了对大电流真空电弧进行深入研究,以真空电弧双温度磁流体动力学模型为基础,通过计算流体动力学软件FLUENT,采用控制容积法,对大电流真空电弧特性进行了仿真研究。对于大电流真空电弧而言,等离子体的流动处于亚音速状态,因此,在阴极和阳极边界条件的选择上将区别于超音速流动的真空电弧。同时对等离子体密度、轴向电流密度、等离子体速度、马赫数、离子温度、电子温度、离子压力、等离子体压力以及注入阳极的能流密度分布的形成机理进行了分析。从仿真结果可以发现,大电流真空电弧等离子体压力的最大值出现在阴极附近,等离子体将在压力梯度的作用下从阴极到阳极做加速运动,这一点明显区别于超音速流动的真空电弧。另外,仿真结果与高速CCD照片也是吻合的。     

开关电弧仿真数学模型研究进展

综述了低压电器开关电弧数学模型的研究进展,详细介绍了一维、二维、三维电弧数学模型,给出了各模型成立的前提条件以及控制方程,指出了开关电弧仿真研究面临的一些问题。     

多纵缝灭弧室中电弧重燃过程的分析与模拟

通过对电弧电流零区现象的试验研究，确定了多纵缝陶土灭弧室中电弧重燃过程的特性，提出了描述电弧重燃过程的数学模型，并在不同的开断条件下，对电弧电流零区过程进行了模拟计算。     

考虑潜供电弧初始位置随机性的电弧仿真模型

短路电弧向潜供电弧转换过程中,因短路电弧直径远大于潜供电弧,潜供电弧出现的具体位置不能确定,潜供电弧初始位置具有随机性。针对这一问题首次建立了仿真模型,认为潜供电弧出现的位置与空间电导率有关,电导率越大,越容易击穿形成潜供电弧。基于此种认识,计算了空气电导率与温度之间的关系,进一步求得了不同短路电流下电导率沿电弧径向分布规律。在此基础上,仿真计算了不同短路电流下潜供电弧初始弧长的随机性,进而将潜供电弧初始位置随机性模型应用到链式电弧模型中,对潜供电弧进行仿真计算,获得了具有分散性的潜供电弧燃弧时间,并将仿真结果与实验结果相比较。结果表明:电导率随温度变化呈先增加后平坦最终降低的规律;电流为1 k A时电导率沿电弧径向单调递减,而电流为25 k A时电导率沿电弧径向呈现先增加后减小的趋势;随着短路电流的增大,潜供电弧初始弧长平均值与弧长的分散性也随之增大;燃弧时间计算结果与实验结果整体趋势一致,相对误差较小,计算模型可靠。     

PMSM矢量控制系统的精确仿真研究

根据矢量控制原理,用Id=0的控制方式,在Matlab/Simulink环境下建立永磁同步伺服系统的仿真模型.为了精确的模拟实际系统,在仿真模型中加入了死区效应并且实现了离散控制.仿真中的电机模型参数全部按照实际电机手册的参数,控制器根据工程设计法分别计算出了电流环和速度环PI调节器的参数.但在模型的建立和对仿真结果的分析中,发现了2个仿真系统的问题:1)Simulink自带的坐标变换模块与理论公式的不同,包括选取系数和参考角度的不同;2)由于仿真步长的问题,离散控制系统的输出响应出现了一定的震荡.对以上问题都进行了详细的分析研究,最终得到了十分接近实际系统的仿真波形.     

VFTO仿真中GIS隔离开关电弧模型的研究进展

全封闭SF6气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关操作产生的特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)会严重影响电力系统的稳定性及相关设备的安全运行。通过研究GIS隔离开关的击穿过程和电弧的发展变化过程,进而采用合理的电弧模型进行仿真计算,对于得到较为准确的VFTO波形有重要意义。笔者对当前VFTO仿真中GIS隔离开关的传统电弧模型、改进模型及电弧特性的试验研究等进行了详细的介绍,分析了不同电弧模型的优缺点和实用价值,探究了VFTO仿真中GIS隔离开关电弧模型的研究趋势,旨在为同行提供一个可探讨的理论平台和有益的参考。