550kV单断口自能式断路器开断特性研究

发布时间：2022-02-20 15:38

　　近年来,特高压行业的迅猛发展,为输变电设备市场带来巨大利润的同时,极大程度上引领着输变电设备的发展方向。压气式SF6断路器因其优良的开断性能与绝缘性能,在高压开关市场占据主导地位。由于压气式断路器在开断过程中需要气缸持续对缸内气体做功,尤其对于特高压开关设备,需要配备大功率操动机构才能完成开断任务,这就对高压开关设备的可靠性提出了较高要求。而自能式断路器凭借其体积小、操作功低等优点,可以弥补这一不足。目前,由于对电弧理论的认知程度还不够,限制了高压自能式断路器的进一步发展,在550kV电压等级应用的断路器多为压气式SF6断路器,设备体积大、操作功高。因此,对于高压大容量自能式灭弧室的研究成为实现特高压开关设备“自能化”目标的重要一环。本课题依托国家电网公司总部科技项目“550kV单断口自能式灭弧室关键技术研究”,以一台550kV单断口自能式断路器为研究对象,建立了考虑喷口烧蚀的二维动态电弧数学模型。本文从小电流开断、大电流开断以及开断特性的影响因素三个方面入手,在小电流方面,研究灭弧室绝缘特性、容性小电流压气特性以及介质恢复特性,以及10%额定短路开断电流条件下气压与温度特性。大电流方... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 自能式断路器发展现状
        1.2.2 自能式断路器理论研究现状
        1.2.3 多物理场耦合数学模型研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 多物理场耦合计算模型
    2.1 基于动网格技术的有限元模型
    2.2 多物理场耦合数学模型
        2.2.1 基本假设
        2.2.2 烧蚀质量计算
        2.2.3 质量守恒方程
        2.2.4 动量守恒方程
        2.2.5 能量守恒方程
        2.2.6 气体状态方程
        2.2.7 电场控制方程
        2.2.8 P-1辐射模型
        2.2.9 湍流模型
    2.3 介质恢复特性数学模型
    2.4 阀片动作模型
    2.5 定解条件
    2.6 数值计算方法
    2.7 本章小结
第3章 小电流电弧开断特性研究
    3.1 容性小电流电弧开断条件下压气特性研究
    3.2 10%额定短路电流条件下气压与温度特性研究
    3.3 灭弧室绝缘特性研究
    3.4 容性小电流开断条件下介质恢复特性研究
    3.5 本章小结
第4章 短路大电流电弧开断特性研究
    4.1 不同短路电流条件下压气特性研究
    4.2 不同短路电流条件下温度特性研究
    4.3 不同燃弧时间条件下气压与温度特性研究
    4.4 阀片动作特性研究
    4.5 喷口烧蚀特性研究
    4.6 自能式结构与压气式结构的比较
    4.7 本章小结
第5章 开断特性影响因素分析
    5.1 喷口下游扩张角对开断特性的影响
    5.2 膨胀室容积对开断特性的影响
    5.3 充气压强对开断特性的影响
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]1100 kV GIL快速接地开关分闸过程C4F7N/CO2混合气体介质绝缘强度计算分析[J]. 徐建源,刘振祥,夏亚龙,孙岗,谭盛武,林莘.  高电压技术. 2018(10)
[2]粗糙壁湍流研究现状综述[J]. 王建杰,易海明,潘翀,王晋军,李天.  空气动力学学报. 2017(05)
[3]高压SF6/N2混合气体断路器冷态介质恢复特性计算分析[J]. 林莘,李璐维,李鑫涛,苏安,陈会利.  中国电机工程学报. 2018(15)
[4]断路器喷口材料PTFE耐烧蚀性能的研究[J]. 邢照亮,焦彦俊,张翀,陈敏,李卫国,陈新.  高压电器. 2017(02)
[5]直流条件下空气与SF6喷口电弧换热机理分析[J]. 张权,杨芳,祁海洋,阎究敦.  高压电器. 2016(12)
[6]大容量断路器喷口材料烧蚀性能的试验研究[J]. 李卫国,焦彦俊.  绝缘材料. 2016(03)
[7]断路器喷口材料PTFE研究现状及发展方向[J]. 焦彦俊,邢照亮,李卫国,张翀.  绝缘材料. 2016(01)
[8]短路电流对自能膨胀式高压SF6断路器电弧开断过程中阀运动特性的影响[J]. 郭泽,马平,朱凯,李兴文,贾申利.  高电压技术. 2015(09)
[9]基于灭弧室气压特性对半自能式SF6断路器分闸速度的优化[J]. 金立军,董骁,闫书佳,李水清,陈洁.  高电压技术. 2013(04)
[10]喷口结构对半自能式SF6断路器最短燃弧时间的影响[J]. 金立军,董骁,闫书佳,李水清.  高压电器. 2013(03)

博士论文
[1]高压SF6断路器非平衡态电弧机理及开断特性研究[D]. 王飞鸣.沈阳工业大学 2016

硕士论文
[1]高压SF6断路器开断过程计算与分析[D]. 宋宇.沈阳工业大学 2018
[2]40.5kV SF6灭弧室绝缘特性研究及气流场分析计算[D]. 张朝科.厦门理工学院 2018
[3]高压SF6/CF4混合气体断路器介质恢复特性计算与分析[D]. 苏安.沈阳工业大学 2017
[4]252kV SF6断路器关合侵蚀特性试验研究[D]. 邢高启.北京交通大学 2016
[5]断路器喷口用复合PTFE耐电弧烧蚀性能研究[D]. 焦彦俊.华北电力大学(北京) 2016
[6]高压SF6断路器三维MHD电弧特性研究[D]. 朴文泉.沈阳工业大学 2011
[7]辐射传递的球谐函数法模拟[D]. 黄细珍.哈尔滨工业大学 2010
[8]252kVSF6断路器开断过程的计算与试验研究[D]. 狄谦.沈阳工业大学 2007
[9]高压SF6断路器介质恢复特性及其影响因素研究[D]. 唐涛.沈阳工业大学 2007
[10]自能式SF6断路器的理论计算[D]. 李俊民.沈阳工业大学 2003



本文编号：3635349