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。

高压断路器SF_6电弧电流零区动态特征和衰减行为的研究综述

高压SF6断路器开断故障电流的成功与否与电弧在电流零区的动态特征和衰减行为紧密相关,涉及到一个介质状态从导电到绝缘转变的过程,包含大量的基础科学问题。电弧现象是一个多物理场相互耦合变化的复杂过程,其研究涉及的学科领域广,交叉性强。由于实验和理论研究中存在的困难,目前对SF6电弧电流零区动态衰减特性的了解尚不完善清晰;相关研究属于电器研究领域的难点之一,是定量预测断路器开断性能的技术瓶颈。以高压断路器SF6电弧为对象,从理论研究、实验测试层面以及宏观、微观角度,综述了国内外高压断路器SF6电弧等离子体特性,特别是非平衡态下电弧电流零区动态特征和衰减行为的研究进展,并对未来的研究工作进行了展望。

零区气流场对湍流模型参数C_(1e)敏感度的仿真分析

湍流模型参数的合理设置是气流场仿真中的要素之一。对于电流零区湍流模型的选择及湍流参数的设置,研究者持有不同的观点。文中针对零区气流场对标准k-epsilon湍流模型参数敏感度大小的问题,基于磁流体动力学原理,以252 k V压气式结构燃弧阶段的动态仿真为基础,计算了电流过零阶段湍流模型参数C1e对气流场的影响偏差百分比。通过特定监测点处气压与温度的对比,分析讨论了引起敏感度数值差异较大的原因。研究表明,湍流模型参数C1e的改变对喷口区域内气体压力的影响较小,对于气体温度的影响相对较大。零区气流场对C1e的敏感度会受到气流场分布的制约,在激波存在的条件下,激波作用会增加湍流对气流场的影响程度,但在工程应用上,参数C1e变化所引起的气流场计算偏差是可以接受的。气流场对C1e敏感度的分析,对于湍流模型参数的设置具有一定的参考价值。

零极距电槽最佳电极周期的估算

通过对烧碱生产中电费、电槽、离子膜等三项费用的计算,估算出最佳电极周期,并通过分析,提出了一些建议。

基于时域波形的交流故障电弧检测

为了区分正常电流和串联故障电弧电流,提出了一种基于时域波形分析方法,根据时域电流中的过零点平肩部、尖峰部和随机性来识别故障电弧电流。通过搭建故障电弧试验平台的方式对不同负载(热水壶、电风扇、吹风机)进行故障电弧试验,采集正常和故障状态的电流数据,将电流数据按周期划分。由于故障电弧电流具有随机性、高频分量和零休时间,观察两种状态的电流波形的异同,经过多次试验提出将电弧电流的小波分解后的周期高频分量能量、周期零休区时间和周期尖峰次数作为故障特征的检测方法。

220kV线路单相断线故障的探讨

输电线路单相断线时,产生负序分量和零序分量,使电网的发、供、用电设备受到损害,必须尽快切除。文章介绍了一起输电线路单相断线未接地故障的经过及处理情况,分析了线路断线和长时间非全相运行的原因。提出了增加零序电流与断线前的负载电流比值的突变量算法来整定的保护思路及预防措施。解决了线路无论重载运行还是轻载运行、无论单相断线接地故障还是单相断线未接地故障,保护均能可靠动作,切除故障线路的问题。