模擬低壓限流斷路器開(kāi)斷特性的數(shù)值方法及其應(yīng)用

1、 維普資訊 第 期 模 擬 低 壓 限 流 斷 路 器 開(kāi) 斷特 性 的數(shù) 值 方 法 及 其 應(yīng) 用 ， 關(guān) 系 如圖 、 、 所示 ，三 者都 隨 ， 的增加 肭 ， 近乎 線性 上升 。 限 流特性 與合 閘相 角 妒的關(guān) 系 當(dāng) 預(yù) 期 短 路 電 流 ， ， ， ， 在 不 同合 閘 相角 妒的條 件 下計(jì)算 樣 機(jī) 時(shí)， 研 究結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 對(duì)樣 機(jī) 開(kāi) 斷特 性 的影 響 應(yīng) 用模 擬技 術(shù) ， 當(dāng)改 變樣 機(jī) 的 某些結(jié) 構(gòu)參 數(shù) ， 即可預(yù) 測(cè)其 限流 特性 的變 化 ，這 樣 一方 面使低 壓 限 流斷路 器 的相似設(shè) 計(jì) 成 為可 能，而 另一方 面利 用這 種技 術(shù)

2、可選擇 斷路 器 的最 佳 結(jié)構(gòu) 參數(shù) 。 以下分析 是 改變 滅弧 柵片數(shù) 時(shí) ，樣機(jī) 限 流特性 的變 化 。 在 預(yù) 期 短 路 電 流 ， ， ， ， 的開(kāi) 斷特性 ，獲 得限 流 電流峰值 、 ： 一 與 合 閘 相角 妒的關(guān) 系 如圖 所示 。 由圖 中可 以看 出， 限 流峰 值 出現(xiàn) 于 。 妒 。 ， ， 的最 大值 出現(xiàn) 于 。 礦 。 而 貝 出現(xiàn) 于 。 ， 。 。 妒 ， 。 條件 下改 變樣 機(jī) 的滅弧柵片 數(shù) 因而 可認(rèn) 為若 取 電流過(guò) 零時(shí)合 閘 ，即 妒 。 對(duì) 應(yīng) （ 妒 ， 則可獲得 對(duì)樣 機(jī) 的最 苛刻開(kāi) 斷條 件 。 ） ，應(yīng)用 模擬 技術(shù) ，計(jì)算

3、限 流特性 ，獲得限 流峰值 ； 、 一 一 毒 一 圖 滅弧 柵 片數(shù) 與限 流特性 的關(guān) 系 圖 限流特 性 與合閘 相角關(guān) 系 （） （ ） （ ） （ ） （ ） （） （ ，（ ） ） （） （ ） （ ） （ ） 維普資訊 電 工 技 術(shù) 學(xué) 報(bào) 年 月 ， 允 通 焦 耳 積 分 ， 電 弧 能 量 弧柵 片 ， 與滅 數(shù) 的 關(guān) 系 如 圖 所 示 。 必 須 指 出 計(jì) 算 是 在 柵 片 間 目前 報(bào) 道 的 方 法 ， 準(zhǔn) 確 度 有 所 提 高 ， 實(shí) 測(cè) 和 計(jì) 算 波 形 的 對(duì) 比 也 證 實(shí) 了這 一 點(diǎn) 。 （ ）依 靠 樣 機(jī) 少 量 試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) ， 對(duì)

4、 不 同開(kāi) 斷 條 距和 其他結(jié)構(gòu) 工藝條 件都能保證 電弧 能順利進(jìn) 入每 片柵片情 況下 進(jìn)行 。圖 結(jié)果表 明， 片數(shù) 的增加 ， 柵 件 下的開(kāi)斷 特性進(jìn)行 了計(jì)算 機(jī)模 擬 ，預(yù) 測(cè) 了當(dāng)不 同 合 閘相角 驢和不 同預(yù) 期短路 電流 ， 時(shí)的樣機(jī)開(kāi) 斷特 性。 將使限 流峰值 、 ， 、 幾乎 成線 性地減 少， 尤 其 是 對(duì) 減 少 允 通 焦 耳 積 分 微 果 特 別 顯 著 ， 這 是 由于增加?xùn)?片數(shù) ，明 顯地改善 了限流 電流波形 （ 。 圖 ） （ ） 根 據(jù) 計(jì)算 機(jī) 模 擬 結(jié) 果 ， 對(duì) 被 研 究 的 樣 機(jī) 來(lái)說(shuō) ， 最 苛 刻 的 合 閘 相 角 （

5、里 指 限 流峰 值 允 這 ， 通焦 耳積 分 ，電弧 能量 到最大值 ）是在 短路 電 流過(guò) 零 附 近 合 閘，對(duì)試 驗(yàn)條 件取 ： 時(shí)，則最苛 刻 的合 閘相角 在 驢 。 右。 左 （ ）應(yīng) 用模擬技 術(shù)研究 了改變 樣機(jī)結(jié)構(gòu) 參數(shù) 對(duì)限流 特性 的影響，提 高 電弧 電壓峰值 將能明 顯改善限 流性 能和限 流 電流波 形。提 高 簡(jiǎn)單 ， 最 的方法 是增加?xùn)?片片數(shù) ，但 應(yīng)保 證 增加 后 電弧 能順利進(jìn) 入柵片 。 （ ）限 流 斷 路 器 開(kāi) 斷 特 性 的 計(jì) 算 機(jī) 模 擬 技 術(shù) 目前正處 于發(fā) 展階段 ，今后 的任務(wù) 是建立正 確 的電 弧數(shù)學(xué) 模型 ， 使模 擬

6、技術(shù)完 全脫 離樣機(jī) 的試驗(yàn)數(shù)據(jù) ， 將低 壓斷路器 的計(jì)算 機(jī)輔助 設(shè)計(jì)水 平更提 高一步 。 參 考 文 獻(xiàn) 。 。 、 ， ，（ ） （） ， 、 圖 不 同 滅弧柵 片數(shù) 時(shí)的限流 電流波 形 （ ） ： （ ） ： 。 ， ） ， ， （ ， 、 開(kāi) 斷 條 件 ： ， ： ， ： ， ： ：。 ： ， 一 結(jié)論 （） 微 型 限 流 斷 路 器 計(jì) 算 機(jī) 模 擬 技 術(shù) ， 在 樣 。 。 。 機(jī) 給定條 件下 ，能代替費(fèi) 用 昂貴 的短路試 驗(yàn) ，并 使 斷 路 器 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 相 似 設(shè) 計(jì) 成 為 可 能 ， 因 而 是 一 種 ， 。 有廣泛 應(yīng)用價(jià)值 的新技 術(shù)。 （ ）本課 題采 用的模擬技 術(shù)在 電磁機(jī)構(gòu) 動(dòng)態(tài) 過(guò)程 計(jì)算 中，采用 了以有限元 方法 為