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基于动态电弧模型的GIL接地电流特性研究
2025年
气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed transmission lines,GIL)在运输及安装过程中易遗留绝缘隐患,进而引发内部电弧故障。内部电弧故障的接地电流特性对GIL设备的绝缘诊断及故障定位工作具有重要应用价值。针对上述问题,该文提出了基于动态电弧理论的GIL仿真模型,并开展不同运行工况下的接地电流特性研究。研究通过Mayr-Schwarz电弧及Bergeron传输线理论,结合GIL设计参数,搭建了正常运行与内部电弧故障工况下的电磁暂态程序(electric magnetic transient program,EMTP)仿真模型,并对2种工况三相短接排的接地电流特性展开特性分析。结果表明,正常运行工况下的短接排将流过近似对称的三相工频电流,接地电流幅值不超过额定负载电流的1%。GIL内部发生电弧故障后,将产生沿GIL管廊两侧传播的故障电流行波,接地电流将在纳秒级时间内发生突变,并出现幅值可达7kA的微秒级故障暂态电流衰减过程。最后,基于真型GIL的模拟脉冲测试,验证了基于暂态电流法GIL故障定位方案的可行性。仿真结果可为GIL设备的绝缘设计及故障定位提供参考。
陈锋陈石毅汪宇轩李梦齐王先勇彭小圣彭小圣
关键词:气体绝缘金属封闭输电线路故障定位
航空直流故障电弧模型仿真方法和存储介质
本发明属于电气工程技术领域,公开了一种航空直流故障电弧模型仿真方法和存储介质,航空直流故障电弧模型仿真方法包括:采集直流故障电弧测试系统的试验数据,试验数据包括电弧电压和电弧电流;基于电弧的能量平衡原理对电弧的整个动态过...
石旭东邹元章赵宏旭李云龙
航空直流故障电弧模型仿真方法和存储介质
本发明属于电气工程技术领域,公开了一种航空直流故障电弧模型仿真方法和存储介质,航空直流故障电弧模型仿真方法包括:采集直流故障电弧测试系统的试验数据,试验数据包括电弧电压和电弧电流;基于电弧的能量平衡原理对电弧的整个动态过...
石旭东邹元章赵宏旭李云龙
一种基于改进型电弧模型的断路器仿真模型
本发明公开了一种基于改进型电弧模型的断路器仿真模型,属于电力系统仿真技术领域。所述断路器模型包括三个并联的支路,包括RLC电路,用于模拟断路器杂散参数;改进型Cassie‑Mayr电弧模型,用于模拟断路器电弧电阻;低值电...
刘志林王琼马钶昊付文光郭红兵刘涛玮陈波燕宝峰
一种单极接地故障电弧模型的仿真方法及装置
本申请公开了一种单极接地故障电弧模型的仿真方法及装置。本申请应用于真双极柔直系统,在该方法中,结合一次电弧和二次电弧理论,构建电弧模型,利用故障支路电弧电流和电弧电压在PSCAD中仿真出故障电弧的动态变化特性,其中,动态...
林金娇郑俊超孔祥平周琦和敬涵李猛宁家兴
基于改进Schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法
本发明公开了一种基于改进Schwarz电弧模型的配电网合环倒切接地故障分析方法,参考含有电弧长度参数的电弧时间常数对Schwarz电弧数学模型进行改进,获得含有电弧长度参数的改进Schwarz电弧模型;构建NRS与NES...
田凤兰褚亦瑶
三维无极性直流接触器电弧模型
2024年
为设计直流接触器陶瓷罩尺寸,需要研究直流接触器燃弧过程中的电弧电压电流的曲线变化以及电弧运动情况。以某款DC750V/300A无极性直流接触器为载体搭建三维电弧仿真模型,首先,借助磁流体动力学(MHD)电弧瞬态数学模型以及Fluent动网格技术,对Fluent进行二次程序开发;其次,搭建三维电弧仿真模型,并计算直流接触器三维电弧运动;最后,进行了电弧实验和仿真,观察试后样机烧蚀情况。仿真与实验结果表明:仿真得到的弧压与电流曲线可以准确呈现实验曲线趋势,验证了仿真结果的准确性。同时,通过观察仿真的温度场结果,可以清晰观察到陶瓷罩内部电弧的燃烧形状。以上搭建的模型可以为无极性直流接触器产品设计以及灭弧研究提供参考。
王海波邹海荣龚祚勇徐雯雯李淑琴
关键词:直流接触器燃弧时间
配电网间歇性重燃电弧模型的建立与断续弧光接地故障特征分析研究被引量:2
2024年
电弧间歇性重燃是配电网单相接地故障最显著的特征。现有的电弧模型甚少考虑电弧间歇性重燃特性,导致无法精确描述断续弧光接地特征,进而影响继电保护动作。为此,论文提出一种间歇性重燃电弧模型的建立方法,并在此基础上对断续弧光接地故障特征进行了分析。弧道阻抗的随机变化是电弧间歇性重燃的重要标志,故论文重点围绕弧道阻抗变化的随机性和重燃时间间隔的随机性开展间歇性重燃电弧模型的研究。黑盒电弧模型中,Cassie-Mayr联合模型能完整的描述电弧电流从大电流到小电流的变化过程,但存在从大电流变化为小电流的判据模糊,转换过程突变的问题。为此,论文通过引入连续过渡函数解决上述问题。同时,为描述弧道电阻的变化特性,利用Fermi函数对联合模型中Mayr模型和Cassie模型进行权重分配。以改进的Cassie-Mayr单次燃弧模型为基础,根据工频熄弧理论,通过设置燃弧时间长短表征间歇性重燃的随机性,从而建立了间歇性重燃电弧模型。利用该模型,对典型10kV配电网单辐射型网架结构的接地故障进行模拟仿真,采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)和小波包分析提取了不同条件下故障电压、电流、高次谐波、零序分量以及频率分布等故障特征。研究结果表明:改进后Cassie-Mayr联合模型不但解决了电弧电流从大电流到小电流的转换突变问题,且不同模型权重占比的分配更能准确地表征实际燃弧弧道阻抗变化的随机性;通过设置电弧燃弧时间长短,准确地描述间歇性重燃的随机性;电弧断续时刻为非整数周期下的过电压、过电流幅值高于整数周期;电缆线路增大了故障线路电流,过电流可达3.81~7.20pu,不利于熄弧;大电流系统故障相零序电流主频在0~400Hz,小电流系统故障相零序电流主频在1200~1600Hz。
张彪周申培吴细秀吴细秀侯慧邱进侯慧
关键词:配电网单相接地故障中性点接地小波包分析
基于双温度磁流体电弧仿真改进Mayr电弧模型的特快速暂态过电压仿真方法被引量:1
2024年
特快速暂态过电压(VFTO)仿真研究中,传统电弧黑盒模型电弧时间常数和散热功率常取经验值会引起VFTO计算结果出现较大误差。对此,该文提出了一种基于双温度磁流体电弧仿真的改进Mayr电弧模型建立方法。首先,建立了双温度磁流体电弧模型,并通过该仿真研究了上述关键参数与电弧电导的关系,建立了改进Mayr电弧模型;其次,搭建了VFTO仿真模型,采用改进Mayr电弧模型和多种传统电弧数学模型计算了特高压GIS隔离开关切合空载短母线过程的VFTO波形;最后,对比分析了各电弧模型的仿真结果与实测结果波形特征的相对误差。结果表明,改进Mayr电弧模型的VFTO仿真结果与实测结果的相对误差较小,计算准确度较高。
崔建孙帅张国钢陈允崔博源
关键词:气体绝缘组合电器隔离开关特快速暂态过电压磁流体动力学
Mayr电弧模型下GIS中快速暂态过电压的仿真分析被引量:2
2024年
SF6气体绝缘封闭组合开关(GIS)中隔离开关进行分合母线时,产生快速暂态过电压(VFTO),幅值高且上升速率极快,威胁GIS及相邻设备的绝缘。选取某800 kV GIS隔离开关分合母线的试验电路为研究对象,采用电磁暂态程序(EMTP/ATP)进行建模仿真,隔离开关燃弧时采用Mayr电弧模型,分析其对VFTO的影响,得出考虑Mayr电弧模型时操作隔离开关、断路器侧隔离开关及变压器侧隔离开关的电压波形,并与考虑时变电阻模型的VFTO进行对比。对VFTO波形进行离散傅里叶分析,得到过电压频率、幅值的变化特征,研究结果为GIS绝缘设计提供参考。
杨帆高有华
关键词:傅里叶分析

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林莘
作品数:739被引量:2,121H指数:26
供职机构:沈阳工业大学
研究主题:高压断路器 操动机构 电机操动机构 断路器 真空断路器
王巨丰
作品数:187被引量:733H指数:18
供职机构:广西大学电气工程学院
研究主题:灭弧 电弧 输电线路 气流灭弧 防雷
徐建源
作品数:693被引量:2,191H指数:26
供职机构:沈阳工业大学
研究主题:高压断路器 电机操动机构 操动机构 真空断路器 断路器
何柏娜
作品数:112被引量:301H指数:10
供职机构:山东理工大学
研究主题:潜供电弧 恢复电压 潜供电流 断路器 瞬态恢复电压
高国强
作品数:405被引量:773H指数:18
供职机构:西南交通大学
研究主题:弓网 高速列车 受电弓滑板 弓网电弧 受电弓