Details

В работе исследованы возможности повышения отключающей способности высоковольтного выключателя дугогасительного устройства 330 кВ, 50 кА с контактом, выполненном в форме резонатора Гартмана. Для проведения численных экспериментов сформированы модели, описывающая динамику дугогасящего газового потока и механику подвижных элементов в дугогасительном устройстве при различных режимах его работы. Первая модель, базирующаяся на уравнениях газовой динамики и обыкновенных дифференциальных уравнениях для учета влияния дуги отключения на дугогасящий газ, позволила провести большое число тестовых расчетов для выбора геометрических параметров модернизированного дугогасительного устройства. В том числе параметров резонатора Гартмана на контакте. Также данная модель позволила получить характеристики дугогасящего газа при холостом ходе. Вторая модель разработана на основе уравнений магнитной газовой динамики с учётом зависимости транспортных и термодинамических свойства от температуры. Данная модель использовалась для оценки скорости разрушения дуги отключения в нуле тока при отключении номинальных токов отключения. Показано, что использование контакта в форме резонатора уменьшает среднюю температуру и проводимость в дуговой камере на всех этапах гашения, что приводит к улучшению отключающей способности дугогасительного устройства. Показана необходимость дальнейших исследований в данной области. Для достижения данных результатов в работе было использовано следующее программное обеспечение: Mathcad, COMSOL Multiphysics.

The paper studies the possibilities of increasing the breaking capacity of a 330 kV, 50 kA high-voltage circuit breaker of an arc-extinguishing device with a contact made in the form of a Hartmann resonator. To conduct numerical experiments, models were formed that describe the dynamics of the arc-extinguishing gas flow and the mechanics of moving elements in the arc-extinguishing device under various operating modes. The first model, based on the equations of gas dynamics and ordinary differential equations for taking into account the effect of the arc on the arc-extinguishing gas, made it possible to carry out a large number of test calculations to select the geometric parameters of the modernized arc-extinguishing device, including the parameters of the Hartmann resonator on the contact. This model also made it possible to obtain the characteristics of the arc-extinguishing gas during no load mode. The second model was developed based on the equations of magnetic gas dynamics, taking into account the dependence of transport and thermodynamic properties on temperature. This model was used to estimate the rate of arc destruction at zero current during switching off of rated switching currents. It was shown that the use of a resonator-shaped contact reduces the average temperature and conductivity in the arc chamber at all stages of quenching, which leads to an improve ment in the breaking capacity of the arc-extinguishing device. The need for further research in this area is shown. To achieve these results, the following software was used in the work: Mathcad, COMSOL Multiphysics.

• Реферат
• ABSTRACT
• Обозначения и сокращения
• Введение
• 1. Высоковольтный выключатель 330 кВ, 50 кА
• 1.1 Обзор современных газовых выключателей 330 кВ
• 1.2 Анализ параметров, влияющих на отключающую способность
• 1.4. Автокомпрессионное дугогасительное устройство
• 1.5. Использование резонатора Гартмана в качестве контакта дугогасительного устройства
• 1.6. Постановка задачи
• Выводы
• 2. Взаимодействие высоковольтного выключателя 330кВ с сетью
• 2.1 Анализ номинальных параметров выключателя
• 2.2 Расчет ПВН при НКЗ (90%,30%)
• 2.3 Анализ ПВН при КЗ 100% (при I=Iно и I=0,1Iно)
• 2.4 Влияние шунтирующей емкости на ПВН
• Выводы (1)
• 3. Математическая модель анализа отключающей способности автогенерирующего дугогасительного устройства.
• 3.1. Моделирование динамики дугогасящего потока.
• 3.2 Моделирование динамики дугогасящего газа с учетом влияния подвижных элементов конструкции в пакете COMSOL
• Выводы (2)
• 4. Автокомпрессионное дугогасительное устройство 330 кВ, 50 кА
• 4.1 Геометрия проточной части дугогасительного устройства
• 4.2 Влияние использования контакта в форме резонатора Гартмана на динамику давления при холостом ходе
• Выводы (3)
• Заключение
• Список литературы