基于灭弧室气压特性对半自能式SF_6断路器分闸速度的优化

断路器开断过程中的气缸气压会影响对电弧的吹弧效应和过零后介质特性的恢复,因此是影响断路器开断性能的重要参数。为此,以半自能式550kV SF6断路器为研究对象,研究了分闸速度对气缸气压的影响。以热力学第一定律和流体力学为基本原理,建立了计算灭弧室气压特性的数学模型。根据模型计算了最大分闸速度分别为8.0m/s、9.0m/s和9.7m/s时开断定开距短路电流时的灭弧室气压特性,并根据计算结果进一步研究了不同分闸速度下灭弧室的吹弧效应和过零后介质恢复特性,据此分析了断路器的开断性能,提出该550kV半自能式SF6高压断路器最大分闸速度的最优值为9.0m/s。通过仿真断路器开断过程验证了这一结论,为设定半自能式断路器的分闸速度提供了理论基础。

高压自能式SF_6断路器电弧能量作用过程仿真

建立了高压自能式SF6断路器电弧的磁流体动力学(MHD)数学模型,此模型创新地考虑了传导散热对喷口材料烧蚀,进而对电弧及气流场产生影响,即同时计入了电弧能量以辐射和传导方式烧蚀喷口材料,并考虑了喷口材料烧蚀所产生的蒸气带来的影响。通过对比考虑传导散热与不考虑传导散热两种情况下的开断过程中气流场的分布及变化,深入研究了灭弧室内电弧能量的传递方式。根据文中的计算条件和结果,得出考虑传导散热时,电弧最高温度为不考虑传导散热时的90％。最后,从电弧能量利用角度出发,就灭弧室结构参数对开断性能的影响进行了研究。

自能式SF_6断路器熄弧性能的并行计算仿真

自能式SF6断路器开断过程中,电弧的产生、熄灭过程是一个多场耦合的问题,要对之建立数学模型并对其进行求解是一项非常庞大、复杂的计算任务,并且需要有高性能的计算机和较高的计算速度。到目前为止对电弧数学模型的求解建立在许多的假设以及忽略很多无法用计算来描述的现象的基础上。该文希望在以往的熄弧性能研究基础上,在微机集群上(COWS),率先采用并行计算技术,利用流体力学软件PHOENCIS,采用区域分解算法对自能式SF6断路器的熄弧性能进行并行计算仿真。对微机集群(COWS)并行效率和加速比进行了测试,并对计算结果进行了理论分析。结果表明,文中建立的微机集群用于并行计算是可行的,计算结果是符合自能式SF6断路器的熄弧原理和开断规律的。

自能式SF_6断路器压力特性理论计算与试验研究

以252kV自能式SF6断路器为例,以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,建立灭弧室内气体压力特性的数学模型,对其进行数值计算,得到灭弧室内气体压力的特性曲线。对断路器灭弧室压力特性进行试验测试,对试验结果和计算结果进行比较,说明理论计算结果的正确性。

自能式SF_6断路器在不同气压和操作功下灭弧室压力特性计算

以252kV自能式SF6断路器为例,以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,在负载情况下建立不同操作功与灭弧室不同基压时灭弧室内气体压力特性数学模型,对其进行数值计算,得到不同操作功和不同基压下灭弧室内气体压力的特性曲线,比较说明它们对灭弧室内气体压力的影响,对实际应用有一定的指导意义。

252kV自能式SF_6断路器灭弧室电场计算

以126kV自能式SF6断路器的灭弧室结构为依据,给出了126kV和252kV自能式SF6断路器的灭弧室电场计算结果,计算结果表明,252kV自能式SF6断路器灭弧室结构满足绝缘要求,为252kV自能式SF6断路器的整体设计提供了理论依据.

新一代LW36/36A-126/T自能式SF_6断路器的开发

对新开发的LW36/36A-126/TSF_6断路器(配小型化专用弹簧操动机构)的技术参数、结构特点与动作原理以及主要型式试验进行了较为详细的阐述。

自能式SF_6断路器灭弧室设计数值分析技术

根据自能式SF_6断路器的研究发展,对灭弧室设计数值分析技术进行了综述,从数学模型、剖分、离散方程、代数方程组的求解以及计算结果的后处理都做了阐述,并利用实例对自能式SF_6断路器的灭弧室内的电场和气流场进行了计算,说明了利用计算机技术采用数值分析手段进行自能式SF_6断路器开发设计的先进性和必要性。同时可以对进行灭弧室内场的计算研究方面起到一定的指导作用。

高压SF_6自能膨胀式断路器无载开断过程中灭弧室内气流场的数值分析

本文以质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律为基础 ,数值分析了 SF6 自能膨胀式断路器无载开断过程中灭弧室内的气流场。气流场的变化分为三个阶段。在第一阶段中 ,膨胀室内气体压力、密度增加 ,为下一阶段吹弧做好准备。在第二阶段中 ,动静弧触头之间的区域形成滞止区 ,气流场在空心动弧触头及导电杆内达到超音速流 ,这些有利于电弧的熄灭。在第三阶段中 ,主喷口扩张区与喉部之间存在超音速流 ,影响介质恢复强度 ;在静弧触头边缘存在激波 。

试论高压自能式SF_6断路器的开发与研制(下)

在大量分析国外高压自能式SF_6断路器和弹簧机构的结构原理、特点的基础上,结合国内企业在开发自能式SF_6断路器中遇到的难点,提出了开发与研制该种断路器的选型论点。

自能式SF_6断路器压力特性的计算与分析

在分析了自能式与压气式 SF_6断路器分断过程中的不同状态后,论述了自能式 SF_6断路器压力特性的计算方法和过程,并以 LW36—126为例,对计算的结果进行了分析与讨论。

1例自能式SF_6断路器开断小电流失败故障分析

本文针对1例自能式SF6断路器开断小电流失败故障进行了详细分析,介绍自能式SF6断路器灭弧原理,结合动作特性试验和灭弧室解体情况分析故障原因,最后提出预防该类型断路器故障的建议。

自能式SF_6断路器小电流开断过程中气流特性的数值分析

采用改进型流体网格法(FLIC法)及移动网格技术，结合145kV自能式SF_6断路器灭弧室结构模型，通过求解柱坐标下的轴对称暂态二维欧拉方程组，完成自能式SF_6断路器小电流开断过程中灭弧室内气流特性的数值计算，并对气流特性的分布情况进行了分析。

自能式SF_6断路器灭弧室气压特性计算及分析

自能式SF6断路器的灭弧室体积大小对开断性能的影响很大,若灭弧室体积较大,电弧加热气体气压较低,不足以熄灭电弧;体积较小,长燃弧熄弧能力较弱.以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,建立起灭弧室内气压特性的数学模型,对改变结构参数的自能式SF6断路器的气压特性进行了计算.并分析了自能式SF6断路器的开断性能.

自能式SF6断路器的发展与可靠性探讨

在世界范围内，压气式SF6断路器在电力系统中运行已有30年历史，其优越的电气、绝缘性能，尤其是少(免)维护的特点使广大用户折服。然而与之相连的液压气动结构的高故障率(国内外可靠性调查显示达60％～70％)实在让人不敢恭维，从而使压气式SF6断路器受到“株连”，陷入了十分窘迫的状态。在过去，液压气动机构配用于少油断路器时。

试论高压自能式SF_6断路器的发展与可靠性

阐述了国内外的自能式 SF_6断路器的发生与发展,分析了自能式与压气式的结构和原理区别,并就自能式 SF_6断路器和弹簧机构的可靠性进行了论述。

高压自能式SF6断路器的发展及其可靠性探讨

阐述了国内外的自能式SF6断路器的产生与发展,及各大生产厂商的SF6断路器的技术参数与特征比较,分析了自能式与压气式的结构与原理区别,并就自能式SF6断路器和弹簧机构的可靠性进行了讨论,供有关技术设计人员参考.

自能式SF_(6)断路器开断过程中阀连续运动特性的仿真分析

自能式SF_(6)断路器单向阀、回气阀和泄压阀的运动与气流场之间存在着复杂的相互作用。基于3个阀的实际运动规律,利用牛顿第二定律,建立阀连续运动的数学模型,同时基于二维轴对称电弧磁流体动力学(MHD)模型并结合真实气体物性参数,对自能式SF_(6)断路器在大电流燃弧阶段的气流场及阀的连续运动进行仿真分析。研究表明:电弧燃烧产生的热气回流是热膨胀室内产生高压和单向阀关闭的主要原因;不同监测点上气体压力变化与燃弧电流、静弧触头位置和阀所处状态密切相关;单向阀的动作受燃弧电流和热膨胀室压力大小影响,动作结束时刻其两侧受力会出现波动;回气阀在燃弧阶段始终处于闭合状态;泄压阀的开启动作与单向阀状态、压气室压力和弹簧力值有很大关系,泄压阀的开启会影响阀周围气流场的分布,致使阀两侧受力与运动出现波动。

自能式SF_6断路器改变动触杆排气孔位置对气压特性的影响

自能式SF_6断路器的灭弧室动触杆排气孔位置的改变对开断性能的影响很大,灭弧室动触杆排气孔位置并不是越靠近喷口越好,其压力特性是有一定的脉动和周期性。以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,建立起灭弧室内气压特性的数学模型,对改变灭弧室动触杆排气孔位置的自能式SF_6断路器的气压特性进行了计算。并分析了自能式SF_6断路器的开断性能。

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。