252kV GIS中隔离开关电弧模型的研究

摘要

在VFTO的仿真计算中，GIS各部分构件模型的选取是影响其精度的关键，其中，以隔离开关模型的选择以及参数的确定最为困难。目前的隔离开关模型过于简单，一般不考虑隔离开关的击穿特性，只模拟触头间电压最高情况下的单次击穿，高频电弧模型不够精确，缺乏熄弧判据，造成了VFTO的仿真结果与实际不符。虽然一些VFTO的研究也从间隙击穿、高频电弧熄弧判据以及弧道电阻模型等方面进行了相关的讨论，但仍然缺乏一定的试验依据。针对这些问题，本文开展了VFTO仿真用GIS隔离开关模型和方法的试验研究。建立了252kVGIS的试验平台，实现了VFTO、VFTC和触头开距的测量。试验研究得到了隔离开关分/合闸过程中的击穿特性和熄弧规律。
　　 结合短间隙放电试验，对252kVGIS回路的试验结果进行了分析处理，得到了252kVGIS中隔离开关的高频电弧电阻的变化规律。隔离开关高频电弧发展过程可分为3个阶段，即击穿期、稳定期和熄弧期，其中，稳定期的弧阻值为8Ω。将高频电弧电阻的三段式变化规律归纳为修正后的Toepler公式，得到了隔离开关的高频电弧电阻模型。
　　 考虑隔离开关的机械特性、击穿特性、高频电弧电阻的变化和熄弧规律，建立了隔离开关的多次重击穿仿真模型。运用变步长算法，实现了隔离开关分/合闸全过程的VFTO高效仿真。采用上述多次重击穿模型和全过程仿真方法，对252kVGIS试验回路进行了仿真，结果与试验基本相符。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1.1 课题研究的意义

1.2 国内外的主要研究现状

1.2.1 VFTO仿真中的隔离开关模型

1.2.2 隔离开关高频电弧模型

1.3 现存的问题

1.4 本文所做的工作

第2章 252kV GIS试验回路的设计与仿真

2.1 试验设计

2.2 试验回路的仿真分析

2.2.1 GIS设备巾各个构件的模型及参数

2.2.2 仿真结果分析

2.2.3 仿真结果影响因素的分析

2.3 实测结果的分析

2.4 本章小结

第3章 252kV GIS中隔离开关击穿特性及熄弧规律的分析

3.1 击穿特性的研究

3.2 隔离开关电弧熄弧规律

3.2.1 现有的交流电弧熄弧理论

3.2.2 252kV GIS中隔离开关电弧的熄灭

3.3 本章小结

第4章 隔离开关的高频电弧模型

4.1 短间隙火花放电模型的研究

4.1.1 试验方法

4.1.2 实验结果及分析

4.1.3 短间隙的弧阻模型

4.2 252KV GIS中隔离开关弧阻模型的研究

4.3 本章小结

第5章 全过程仿真方法的研究

5.1 算法研究

5.2 仿真实现

5.3 仿真与实验结果的比对

5.4 本章小结

第6章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢