Details

В данной дипломной работе проведено исследование дугогасительного устройства элегазового выключателя на напряжение 500 кВ с номинальным током отключения 63 кА. Основной целью работы являлась проверка работоспособности конструкции при замене дугогасящего газа. Для достижения поставленной цели выполнен сравнительный анализ двух типов газа: традиционного элегаза SF₆ и альтернативной смеси CO₂/C₄F₇N, рассматриваемой в качестве экологически более безопасной замены. В ходе работы выполнен расчет геометрических параметров ДУ. Для каждого газа были выполнены нестационарные газодинамические расчёты с учётом движения приводной системы выключателя. На основании полученных параметров дугогасящего потока проведен расчет отключающей способности высоковольтного выключателя при использовании смеси CO₂/C₄F₇N и элегаза. Показана возможность сохранения отключающей способности выключателя при замене рабочего газа с помощью добавления дополнительной шунтирующей емкости, не меняя исходную конструкцию и номинальные параметры выключателя. Для достижения данных результатов в работе использовано следующее программное обеспечение: COMSOL Multiphysics, Mathcad, Exel.

This thesis presents a study of the arc-quenching device of an SF₆ circuit breaker rated at 500 kV with a rated short-circuit breaking current of 63 kA. The main objective of the work was to verify the operability of the design under two most characteristic operating conditions: capacitive current breaking (no-load condition) and rated short-circuit current breaking (fault condition). To achieve this goal, a comparative analysis was performed for two types of gas: conventional SF₆ and an alternative CO₂/C₄F₇N mixture, considered as a more environmentally friendly substitute. In the course of the work, geometric parameters of the arc-quenching device were calculated. For each gas, unsteady gas-dynamic calculations were carried out taking into account the motion of the circuit breaker drive system. Based on the obtained parameters of the arc-quenching flow, the interrupting ability of the high-voltage circuit breaker was evaluated for both the CO₂/C₄F₇N mixture and SF₆. It is shown that it is possible to maintain the interrupting ability of the circuit breaker when replacing the working gas by adding an additional shunt capacitor, without changing the original design and the rated parameters of the circuit breaker. The following software was used to achieve these results: COMSOL Multiphysics, Mathcad, Excel.