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252kVSF_6断路器开断过程的计算与试验研究

作　者: 狄谦
导　师: 林莘
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: SF6断路器灭弧室气流场压力特性试验
分类号: TM561.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 147次
引　用: 1次
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内容摘要

本文根据研制开发特高压SF₆断路器的需要，在与河南平高电气股份有限公司合作的“1100kV双断口断路器开断性能及其相关技术研究”项目的平台上，针对SF₆断路器的工作原理和特点，选取电压等级相对较低的252kV压气式SF₆断路器作为研究对象，建立适合于SF₆断路器开断过程的数学模型，计算并分析了小电流情况下灭弧室内部气体流动的规律。并对252kV SF₆断路器灭弧室内压力特性进行了测量，验证了电弧数学模型及计算结果的正确性。由于电弧数学模型和相应的数值计算方法和技术具有通用性，可将其应用于高性能的特高压断路器的开发和研制中。本课题首先针对所研究灭弧室的具体结构模型，建立气流场的数学模型，在商用流体计算软件PHOENICS中添加自编程序，建立了适用于断路器开断过程中复杂区域内移动网格技术，利用该程序对小电流开断过程中灭弧室内的气流特性进行计算，分析压气室气体压力的变化特性，气流场中气体压力、速度和密度随时间及空间的分布特性，得到小电流情况下灭弧室内部气体流动的规律。文中设计并搭建了整套灭弧室内压力特性测量系统。选取灭弧室中压力变化有代表性的七个点，通过改变断路器的基压和速度特性等结构参数，在国内首次实现了灭弧室内多点、多位置的多次测量。全面地反映了灭弧室内各处压力变化的特点以及结构参数对压力特性的影响。利用得到的试验结果对计算结果进行验证，验证结果表明本文的理论计算程序是正确可行的。本文的理论计算研究工作为发展断路器研制设计专用软件包打下基础，压力特性试验研究工作对断路器的熄弧性能以及相关理论的研究有着重要的指导意义。文中的全部研究工作为国内实现特高压电网的建设奠定了坚实的基础。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-19
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 SF_6断路器研究现状及发展  11-12
  1.3 SF_6断路器开断性能研究现状  12-13
  1.4 断路器中气吹电弧模型概述  13-15
  1.5 数值技术研究概述  15
  1.6 灭弧室压力特性试验研究的重要性  15-17
  1.7 课题的提出和研究内容  17-19
2 SF_6断路器开断过程的数值模拟及分析  19-34
  2.1 概述  19-20
  2.2 数学模型  20-22
  2.3 几何模型与计算网格  22-23
  2.4 边界条件  23-24
  2.5 数值方法  24-26
  2.6 控制方程的离散  26-29
  2.7 代数方程的求解  29-30
  2.8 流场与其它变量的迭代求解  30-31
  2.9 计算结果分析  31-33
  2.10 本章小结  33-34
3 SF_6断路器灭弧室压力特性试验方案设计  34-46
  3.1 概述  34
  3.2 测量系统设计  34-37
  3.3 测量点位置选取  37-39
  3.4 传感器选取与外形设计  39-42
    3.4.1 传感器选取  39-40
    3.4.2 传感器外形设计  40-42
  3.5 试验特点设计  42-46
    3.5.1 静压和动压问题  42-44
    3.5.2 试验防干扰措施  44-45
    3.5.3 与试验相关参数测量  45-46
4 试验结果分析及验证理论计算  46-65
  4.1 概述  46
  4.2 基压下结果分析  46-51
  4.3 不同基压下结果分析  51-57
    4.3.1 喷口内压力特性变化  52-55
    4.3.2 触头内压力特性变化  55-57
  4.4 不同操动机构油压条件下结果分析  57-62
    4.4.1 喷口内压力特性变化  58-60
    4.4.2 触头内压力特性变化  60-62
  4.5 验证理论计算  62-63
  4.6 本章小结  63-65
5 结论  65-67
参考文献  67-71
在学研究成果  71-72
致谢  72

252kVSF_6断路器开断过程的计算与试验研究

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