Details

Задачей работы является моделирование процессов происходящих в дугогасительной камере вакуумного выключателя 35 кВ – 25 кА / 2000 А с радиальным магнитным полем. Рассматриваются два основных режима, когда контакты замкнуты и их размыкание. В ходе работы изучена конструкция вакуумного выключателя среднего напряжения и устройство вакуумной дугогасительной камеры. Описаны физические процессы гашения дуги в вакууме, показана роль радиального магнитного поля, которое создается за счет специальной геометрии контактов. Проведен анализ контактных материалов и их влияние на дугу. Выполнено математическое моделирование в среде «COMSOL Multiphysics». Построена трехмерная геометрия контактной системы и конечно-элементная сетка. Для замкнутого положения рассчитано стационарное распределение температуры. Для режима размыкания смоделировано воздействие радиального магнитного поля на дугу. Сделаны выводы об эффективности радиального магнитного поля для выключателя 35 кВ-25 кА/2000 А и о соответствии тепловых режимов требованиям длительной работы.

The task of the work is to model the processes occurring in the arc-extinguishing chamber of a 35 kV – 25 kA / 2000 A vacuum circuit breaker with a radial magnetic field. Two main modes are considered: when the contacts are closed and when they open. During the work, the design of the medium-voltage vacuum circuit breaker and the structure of the vacuum arc-extinguishing chamber are studied. The physical processes of arc extinction in vacuum are described, and the role of the radial magnetic field, which is generated by the special geometry of the contacts, is shown. An analysis of contact materials and their influence on the arc is carried out. Mathematical modeling is performed in the COMSOL Multiphysics environment. A three-dimensional geometry of the contact system and a finite-element mesh are built. For the closed position, the steady-state temperature distribution is calculated. For the opening mode, the effect of the radial magnetic field on the arc is modeled. Conclusions are drawn about the effectiveness of the radial magnetic field for the 35 kV-25 kA/2000 A circuit breaker and about the compliance of the thermal conditions with long-term operation requirements.

• ВВЕДЕНИЕ
• Глава 1 Анализ высоковольтных выключателей среднего класса напряжения
  • 1.1 Обзор существующих высоковольтных выключателей
  • 1.2. Принцип работы ДУ
  • 1.3. Факторы, влияющие на гашение электрической дуги
  • 1.4. Магнитогидродинамическое моделирование
  • 1.5. Вывод
• Глава 2 Предварительный выбор материалов и размеров конструкции дугогасительной камеры
• Глава 3 Анализ взаимодействия вакуумного выключателя с энергосистемой
  • 3.1. Расчет ПВН при НКЗ (90%,30%)
  • 3.2. Анализ ПВН при КЗ 100% (при I=Iно и I=0,1Iно)
  • 3.3. Анализ нормированных испытательных напряжений
• Глава 4 Описание математических моделей, электромагнитных и тепловых процессов
  • 4.1. Описание расчётной геометрии и математических моделей в COMSOL MULTIPHYSICS
  • 4.2. Граничные условия математической модели
  • 4.3. Материалы конструкции
• Глава 5 Проведение серии расчетов при различных
• параметрах модели
  • 5.1 Проведение расчетов при различных положениях контактов
  • 5.2 Проведение расчетов при различной конструкции контактов
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.