一、真空断路器操作过电压及其防护措施的分析(论文文献综述)
杨庆,董富宁,罗曼丹,孙健,崔浩楠,揭青松[1](2021)在《宽频电压感知方法及其数据应用》文中进行了进一步梳理宽频电压的传感与量测能够为电力系统电能计量、智能控制以及继电保护提供重要信息,在电网过电压在线监测、故障预警、故障定位与防护以及设备智能化等领域具有重要地位。面向未来规模不断扩大的智能电网,电压测量从传统的电磁式电压互感器向电子式电压互感器和光学电压传感器转型,测量装置不断向低成本、低功耗、小型化及易安装的方向发展。为此基于目前对宽频电压感知方法的研究现状,首先从电压感知耦合机制方面,分别介绍了基于分压器和光学电压传感器的接触式测量方法,以及基于杂散电容分压原理、GIS内置电极和电容设备泄漏电流测量的非接触测量方法。其次,重点阐述了宽频电压感知数据在电磁暂态防护中的应用,包括典型故障波形的统计与研究、电力设备暂态故障分析以及暂态故障防护;同时,总结了宽频电压感知数据在设备智能化中的应用,主要包括其在线路故障定位和设备绝缘诊断的应用。在此基础上,指出宽频电压传感在传感方式、频率和幅值特性、温湿度补偿、装置小型化以及与设备共形融合等方面面临的挑战。最后,针对在电磁暂态防护和设备智能化中的应用情况,对宽频电压感知技术发展前景做出进一步的展望。
周倩,甄建辉,甘兴林,李擎宇,何家欣[2](2020)在《高频传导干扰对配电网智能柱上开关保护的影响仿真研究》文中进行了进一步梳理针对配电网故障隔离期间电弧重燃导致相邻馈线柱上开关保护误动或拒动问题,提出柱上开关并联电容器的方式以避免其保护误动,保障配电系统设备的正常运行。通过对故障电流暂态过程时域、频域的特征分析,发现暂态故障电流使断路器动作产生高频电磁干扰对智能柱上开关保护影响较大,故障暂态产生电快速瞬变脉冲群是导致柱上开关保护误动或拒动的主要因素。探讨了电快速瞬变脉冲群的幅频特性影响因素,发现馈线间耦合电感及分布电容对其影响显着,增加配电网馈线的分布电容可有效抑制电磁干扰对智能柱上开关保护的影响,基于该特征构建了智能柱上开关并联电容器的抑制高频干扰信号进入保护测量回路的方案。最后利用ATP-EMTP仿真计算,证实了该抑制方案的有效性。
孙硕[3](2020)在《220kV长距离电力电缆操作过电压特性仿真及抑制研究》文中研究指明传输电能过程中,与架空输电线路相比,电力电缆线路的电容更大。同时,110k V和220k V电压等级的电缆线路中使用电缆材料比较固定,多为交联聚乙烯电力电缆,单位长度的电容很大是该类电缆特点,相对而言可能是架空输电线路的十倍甚至几十倍。因此,在这样的前提下,电力电缆线路的感应过电压危险程度要比同等长度的架空线路更为严重。此外,若是在长距离传输的情况下,110k V和220k V等压等级的电缆线路会存在更大的工频过电压和操作过电压,可能会超过规定的阈值。因此研究交叉互联的长电缆线路护层在电力系统操作过程中的感应过电压具有重要意义。本文的研究对象是长距离电力电缆线路的操作过电压,包括合闸和分闸过电压。通过建立长距离电缆线路及其互联系统的暂态电磁模型,研究各过电压水平,并解析电力电缆布置形式、分合闸操作的相角、电缆长度和残余电荷等不同影响因素对过电压影响的规律,进而据此考虑长距离电力电缆过电压的抑制措施。研究发现,对于长电力电缆线路来说,操作过电压中合闸过电压和分闸过电压整体差距不明显,但部分严重前提条件下的合闸过电压要大于分闸过电压。对于合闸过电压,合闸相角和线路残余电荷对过电压幅值影响较大,母线出线回数和电缆长度对过电压也存在一定影响,而电缆排列方式的影响较小。而分闸过电压的出现归根结底是由于断路器的灭弧性能不足导致电弧重燃引起的。总结来看,操作过电压的抑制措施主要有装设合闸电阻、避雷器、电抗器和提高断路器灭弧性能。
严思念[4](2020)在《磁通约束型超导限流器的特性分析与优化设计》文中指出在规模巨大、可靠性要求高的现代电力系统中,过大的短路电流既可能因故障难以切除而诱发系统失去稳定,也可能因所产生的电磁力、温升而损坏电力装置。为解决当前电力系统中短路电流过大的问题,限流器已成为需求呼声很高的一种新型电力装置,是当前的研究热点之一。虽然人们已经提出了包括利用超导材料在内的多种类型的限流器,但在高电压大电流参数下,仍然存在诸多技术难题,离商品化的产品还有较大的差距。磁通约束型超导限流器通过断路器的分次开断解耦超导并联电感产生限流阻抗,原理简单,正常运行时阻抗低,能直接利用现有断路器开断远高于自身遮断容量的短路电流。但在其磁通反向耦合的并联电感、运行损耗、与断路器乃至电网的参数配合等方面仍有待进一步的研究。本文以促进磁通约束型超导限流器的工程应用为目标,以超导并联电感为重点,研究了与工程化应用相关的若干技术问题。具体的工作内容及成果如下:(1)对磁通约束型超导限流器并联电感的线圈结构型式及耦合特性、电压分布与交流损耗等工作特性进行研究,搭建了400V/20A小容量样机实验平台,开展短路故障限制效果、电压分布等试验,验证了超导并联电感的可行性,并对其工作特性及分析方法进行了校验。仿真和实验结果表明:磁通约束型超导限流器可稳定运行,限流率可超过50%;不同线圈结构型式并联电感的线圈耦合度、阻抗及损耗等有差异,需根据不同应用场合进行选择;单饼交叠式与层绕结构更具优势,可在工程化样机中优先采用。(2)为提升工程化样机中超导并联电感的技术经济性,提出了铁心型并联电感与失超型并联电感两种方案,并完成了电磁设计和性能对比。对于前者,为降低故障局部热积累危害磁体安全的风险,提出了多带材结构并联电感绕组的交流损耗抑制方案。对于后者,为降低失超型限流器的设计难度,提出了基于并联根数简化计算思路的电磁设计方法。结果表明:铁心型结构相比空心结构,具有更高的耦合度,可降低带材成本,但过大的体积和重量会限制其在限流器工程级样机中的应用;失超型结构相比非失超型结构,其技术经济性更为突出,在工程级样机实现中可优先采用。(3)为进一步研究磁通约束型超导限流器工程实现的技术难题与解决方案,基于工程样机实现的探索方案,进行了10k V/1.5k A/60k A限流器超导并联电感的方案设计与选定。根据某实际系统,确定了限流器的系统参数与设计指标,完成了并联电感的带材选型、工作温区选定和线圈绝缘设计。进行了饼式螺管型并联电感的电磁优化设计,针对多线圈并联电感分流不均的问题,提出了螺管型多线圈并联均流策略,该策略均流效果明显,但在消除环流的方法上存有局限性。为进一步解决该型限流器均流、环流问题,提出了自动均流、无环流的环形结构并联电感方案,并进行了电磁优化设计。对比两种设计方案,综合磁体运行稳定性与技术可行性,选定了环形结构设计方案。(4)针对选定的环形结构并联电感设计方案,应用多截面分离计算法,降维近似估算了其交流损耗,解决了环形并联电感三维模型损耗计算困难的问题,并基于电磁热耦合计算模型评估了其运行热稳定性。设计并校核了并联电感支撑结构,完成了低温系统配置,给出了并联电感电磁热力综合设计方案,确定了配套电气部件的型号,完成了10k V/1.5k A/60k A超导限流器样机的总体概念设计。
陈嵩[5](2019)在《真空断路器投切10kV并联电抗器过电压抑制方法》文中进行了进一步梳理真空断路器(vacuum circuit breaker,VCB)由于其优良的性能广泛应用于10 kV电力系统中,然而在其频繁投切并联无功补偿电抗器(shunt reactor,SR)的过程中,却时常发生开关柜爆炸、电抗器和站用变(substation transformer,ST)等设备的绝缘击穿等事故,影响电力系统稳定运行。有关真空断路器投切操作过电压抑制的研究受现场试验条件限制多集中于仿真计算,且多数仿真研究未能基于实测真空断路器电压电流特性搭建有效的熄弧重燃模型对抑制措施进行系统全面的仿真探索。本文通过理论分析、仿真计算和现场试验,开展了真空断路器投切10 kV并联电抗器过电压抑制方法研究。论文的主要工作如下:基于Helmer模型,通过对前期云阳变电站现场试验捕获的断路器实测电压电流信号进行统计分析,得到该理论中描述电弧熄灭重燃的3个特性参数的典型值,在ATP-EMTP中搭建了真实有效的真空断路器模型,进行一系列抑制措施的仿真,探究避雷器伏安特性、阻容吸收器的电容值以及保护设备的安装位置与数量对抑制效果的影响规律。最后在同一变电站开展现场试验以验证仿真的有效性,并得出最合理的抑制措施。得到结论如下:(1)真空断路器分闸并联电抗器时,通常是首开相发生重燃且几率较低,但重燃过电压的幅值较高,是威胁系统绝缘的主要因素。真空断路器合闸并联电抗器时,通常是三相均发生预击穿且几率极高,预击穿过电压的幅值不高,但设备在长期承受过电压的情况下也可能受损,故应给予足够重视。(2)避雷器仅能够限制过电压幅值。伏安特性曲线越低,抑制效果越好。单一避雷器只能抑制对应安装处过电压,为达到抑制效果需在多处加装。因避雷器的非线性特性,对分闸重燃过电压抑制效果明显,对合闸预击穿过电压的限制并不明显。(3)阻容吸收器不仅能够限制过电压幅值,而且还可以降低振荡频率和上升陡度。电容值与保护效果呈正相关但有饱和效应。与避雷器类似,安装位置对过电压抑制存在影响,但单一阻容吸收器已经能够拥有较好的抑制效果。阻容吸收器的接入改变了高频回路的振荡参数,对重燃过电压和预击穿过电压均有着出色的抑制效果。(4)考虑到阻容吸收器的安全隐患和避雷器伏安特性所引起的抑制效果差异,对于真空断路器投切10 kV并联电抗器的操作过电压,最合理的抑制措施为在站用变与电抗器处电缆末端同时安装12/32.4 kV避雷器。
张竞涵[6](2019)在《多端柔性直流配电系统暂态电流及限流方法研究》文中进行了进一步梳理直流配电系统因具有电能质量高、运行方式灵活和便于分布式能源接入等优点,逐渐成为国内外的研究热点。目前,国内外针对直流配电系统的研究尚处于初步研究阶段,还存在诸多科学技术问题有待解决,其中过电压和过电流是威胁系统一次设备安全的重要因素之一。对于多端柔性直流配电系统来说,其拓扑结构、运行方式以及控制保护策略的多样化直接导致了故障类型更加丰富,且故障电流的产生机理、传播途径和影响因素也更加复杂。因此有必要对多端柔性直流系统的暂态电流和限流方法展开深入研究。本文主要针对多端柔性直流配电系统直流断路器故障电流产生原因及限流方法,限流方案对过电压和绝缘配合的影响,以及系统关键设备暂态电流水平开展了理论和仿真研究。首先,本文基于系统拓扑结构及关键设备参数,分析了关键设备建模方法,并基于PSCAD/EMTDC建立了多端柔性直流配电系统电磁暂态仿真模型,开展了系统稳态运行特性仿真分析。然后,基于系统拓扑结构和控制保护策略,理论分析了系统各类典型极间短路故障时动作直流断路器故障电流的产生机理和影响因素,结合系统保护策略和直流断路器开断能力提出了限流方法及设计原则,提出了两种具体限流方案并校验了其可靠性。此外,分析提出了系统采用两种限流方案下的过电压保护方案,并仿真研究了两种限流方案下关键位置过电压差异及影响因素,提出了限流方案对系统各关键位置过电压及设备绝缘水平的影响。最后,研究了配置与未配置避雷器时暂态电流的差异及产生原因,提出了避雷器对系统暂态电流的影响。在系统配置避雷器情况下开展了典型故障暂态电流仿真分析,提出了系统关键位置暂态电流工程设计要求值。本文研究综合考虑了过电压、过电流及其防护间的相互影响,结果可为多端柔性直流配电系统暂态电流及其防护研究提供参考。
黄金强[7](2018)在《微网混合式直流断路器电流转移理论及应用研究》文中认为随着分布式电源和电动汽车等技术的发展,直流配电微网成为未来发展的趋势与方向之一。目前直流微网的发电系统、储能系统、能量管理系统、并网系统、直流保护与控制系统等方面是国内外研究的热点。智能、快速、大容量的直流断路器是直流微网的关键保护设备,对于直流微网的安全运行与控制起到至关重要的作用,适用于直流微网的直流断路器的关键技术亟待研究。混合式直流断路器采用机械开关与电力电子开断单元并联,实现优势互补,克服各自缺点,既利用了机械开关通流能力强、损耗小的优点,又发挥了电力电子开断单元合分闸速度快的优势,是未来微网直流保护开关的发展趋势。本文旨在研究微网混合式直流断路器的电流转移理论与应用,为智能、快速、大容量微网直流断路器的工程应用提供理论基础和应用支撑,保障直流微网系统安全稳定运行。首先分析了国内外混合式直流断路器的研究现状,提出了微网混合式直流断路器的总体结构和硬件组成原理。基于Mayr模型和纵磁真空开关电弧电压伏安特性,得到了电流转移用快速真空开关的电弧模型。根据相应的技术参数,建立了 IGBTs和避雷器的仿真分析模型,得到了 RCD缓冲电路参数模型。搭建混合式直流断路器的仿真模型,理论分析了混合式直流断路器的合分闸过程,重点研究了开断过程中的电流转移特性,得到电流转移特性是影响断路器开断性能的重要因素这一结论。随后搭建了小电流和大电流模拟直流电流转移特性的试验平台,对电流从真空开关向IGBTs开断单元转移阶段和从IGBTs开断单元向RCD电路转移阶段的转移时间、电流大小等转移特性进行了深入、细致的试验研究。在大电流情况下,真空开关向IGBTs开断单元转移时间较长,成为限制整机开断时间的主要因素。为此,基于透明真空灭弧室搭建了大电流转移特性模拟试验研究平台,研究转移电阻、横向磁场、开断电流等因素对转移特性的影响。将转移过程分为固有转移过程和拖尾电流转移过程,研究了横向磁场对转移特性的影响,推导得到大电流转移判据与数学描述表达式,为大容量混合式直流断路器的快速开断提供了参考依据。在上述基础理论研究的基础上,提出了微网混合式直流断路器的整体结构设计方案,基于快速斥力机构与永磁保持装置构成了快速操动机构,研制了快速操动真空开关样机。对IGBTs并联均流、限压吸能电路等进行了参数设计和选型。设计了混合式直流断路器智能控制系统,包括母线电压与电流信号检测采集单元、断路器状态检测及故障判断单元、快速斥力开关和电力电子开关的动作控制单元、与外部系统进行信息传递的远程通信单元,实现了整机的智能化监测与操动,完成了 400V/3kA大容量微网混合式直流断路器的样机研制。最后搭建了大电流模拟直流开断试验电路,对样机的机械性能、开断性能等进行了整机测试,验证了整机设计的有效性和可靠性。本文通过对混合式直流断路器的电流转移理论与应用的研究,针对电流转移特性的理论分析与实验研究,得到了电流转移特性的数学判据,得到了其合分闸特性及其控制策略,为后期样机研制奠定了基础。最终研制的微网混合式直流断路器样机,分闸响应时间0.6ms,开断故障电流可在2.5ms内完成,闭合时间为微秒级。整机满足额定电压400V,额定电流2400A,开断电流3kA的直流断路器用于直流微网保护和多端直流微网的要求,且对系统冲击较小,为我国智能、快速、大容量混合式直流断路器的工程应用提供了理论基础和技术支撑。
韦宾[8](2017)在《126kV真空断路器电机操动机构抑制操作过电压技术的研究》文中研究说明为了满足开关设备智能化发展需求,提高开关设备运行可靠性。本文研究了高压真空断路器的击穿机理,提出在断路器动作过程中采用电机操动机构控制触头速度抑制击穿的方法,可以提高断路器操作的安全性能。为提高高压断路器安全操作性能,本文设计满足其开断需求的智能控制技术和操动系统。主要开展以下工作:(1)研究电机操动机构的结构及工作特性,将操动机构的等效参数归算到电机侧。以驱动电机为研究对象,分析驱动电机启动过程参数关系。基于电机电枢方程、转矩方程等,建立电机操动机构的数学模型,分析各数学参量间关系,证明通过调节驱动电机绕组电压,可以实现对电机转速的有效控制。采用数值仿真方法,搭建驱动电机数学模型,开展仿真研究,证明基于脉宽调制技术控制电机转速的可行性。(2)研究真空开关击穿机理,推导触头恢复电压计算方程,利用实验数据拟合断路器耐受电压与触头开距关系。将触头恢复电压与耐受电压关系作为击穿判据,建立触头开距关于时间的函数方程,求导函数方程得刚分阶段触头速度要求。以留彭输电线路开断电容器组为操作工况,计算等效线路参数,结合触头速度特性方程,分析满足预击穿的速度要求,推算刚分后触头运动速度曲线。根据高压断路器开断过程速度指标和电机调速方程,求取超程阶段、缓冲阶段速度曲线;联立超程阶段、刚分3/4阶段和缓冲阶段速度函数,得到可以抑制断路器发生击穿的触头速度预设曲线。(3)研究广义预测控制算法,结合电机参数方程,建立输入量电压与输出量速度的关系,根据拉普拉斯变换推导传递函数,分析幅频响应,确定采样频率。对驱动电机传递函数离散化处理,结合丢番方程,建立驱动电机预测模型。根据模型输出误差进行反馈校正,采用二次型性能指标滚动优化,计算当前时刻加于系统的控制量。开展电机操动机构广义预测控制的闭环仿真研究,与常规PID控制相比,广义预测控制可以实现更好速度跟踪效果,最大速度偏差为0.026m/s。(4)在126kV真空断路器电机操动机构实验平台基础上,开展联机实验研究。搭建储能电容变结构放电实验电路,完成电机操动机构储能电容串联结构和并联放电实验,证明储能电容并联充电串联放电能够提高电机操动机构操动性能。结合广义预测控制策略与硬件控制装置,开展速度跟踪实验,平均最大速度偏差为0.5m/s,有效完成对预设运行速度的跟踪,验证控制算法的可行性。
时振堂,孙进,潘峰,颜莉萍,杨彦冬[9](2017)在《126kV真空断路器过电压仿真和保护技术研究》文中研究指明为保证126 kV单断口真空断路器挂网运行和操作过电压测试的安全,进行了断路器的操作过电压仿真计算和过电压保护研究。首先,确定断路器运行方式和建模数据;然后,EMTP建模仿真计算切合变压器和空载线路的操作过电压,并与变压器操作过电压的实际测试结果对比分析;最后,根据仿真计算提出过电压保护方案。结果表明,126 kV真空断路器的操作过电压较高,切空载变压器的过电压值低,不需要采取过电压保护措施,切负载变压器的过电压程度较高,应采取过电压保护措施,与现场测试结果一致;空载线路中由于110 kV母线安装有避雷器保护,过电压损坏架空线路程度低;金属氧化物避雷器可有效限制126 kV真空断路器的操作过电压。
姜雄伟[10](2016)在《35kV干式空芯电抗器的操作过电压特性及绝缘性能研究》文中研究说明真空断路器具有开断容量大、灭弧性能好、环境友好型等特点,在电力系统中广泛得到应用。真空断路器在投切10 kV及以下并联无功补偿设备时,运行可靠。近年来,真空断路器在35 kV系统中的应用也越来越多,其中最为常见的用途是投切并联电抗器。然而,在35 kV电网中,采用真空断路器开断并联电抗器时,事故特征与10 kV等级相比具有明显的区别。且每年频繁(上百次)的投切,在某些情况下,即使过电压水平符合要求,投切事故仍时有发生。因此,本文从过电压产生机理和过电压累积作用导致匝间绝缘击穿以及匝间绝缘材料(聚酯薄膜)在长期热老化作用下绝缘性能失效机理三个方面,对真空断路器开断35 kV干式空芯电抗器的故障机理进行综合分析。为获得过电压的特征,根据云南某220 kV变电站35 kV侧运行回路相关设备连接方式及其参数,以及故障发生时故障录波器记录的电压、电流波形,论文采用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,搭建真空断路器开断35 kV电抗器三相仿真模型,进行了仿真研究,获得了开断操作时的暂态波形,并与现场试验所得数据进行比较。针对在过电压幅值并不高,却发生了绝缘故障的实际工况:(1)考虑频繁投切过电压对匝间绝缘产生的累积效应,基于电抗器故障时多表现为匝间击穿这一现象,采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics?对电抗器匝间绝缘击穿时的磁场分布以及电场分布情况进行了计算和分析。并对高频振荡波用于检测匝间短路故障时,其高频下的电压分布特性和工频下的等价性进行了研究;(2)考虑电抗器匝间绝缘材料(聚酯薄膜)长期在较高温度下运行(最高可达130°C),导致绝缘发生热老化的可能性,研究了不同老化程度和老化温度对绝缘材料(聚酯薄膜)的相关绝缘性能的影响规律。基于上述三个方面的研究,论文的主要研究工作如下:(1)基于ATP-EMTP软件,搭建真空断路器开断电抗器的三相仿真模型,该模型考虑了相间多种耦合作用以及各相对地的杂散电容等因素。其中的断路器开关模型主要考虑了开断时的截流值,介质绝缘强度恢复能力,断路器的高频熄弧能力。这三个因素是根据厂家提供的参数以及现场开断电抗器时,故障录波器记录的相关电压和电流波形确定的。基于该仿真模型,在无任何保护和几种过电压保护措施下,对真空断路器开断电抗器的操作过电压幅值和频率进行了比较,并对开断操作暂态过程和结果进行了分析,给出了该工况下产生严重过电压的机理,并提出了几点过电压抑制措施。(2)基于有限元分析软件COMSOL Multiphysics?,搭建了准静态电场计算模型,分析了匝间双层绝缘介质界面由于制造工艺分散性或热胀冷缩效应,存在空气间隙时,电场强度在间隙处的畸变情况。同时,根据厂家提供的电抗器设计参数,搭建了电抗器的有限元仿真模型,对干式空芯电抗器在稳态和发生匝间击穿时的电磁场分布、被短接线圈中电流变化进行了研究,并对高频振荡波用于检测匝间短路故障时,其高频下的电压分布特性和工频下的等价性进行了验证。(3)基于扫描电镜(SEM)、宽频介电谱仪以及空间电荷测量平台(PEA),对不同老化温度(80°C和130°C)和老化程度(0h、336h、720h、1000h)的匝间绝缘材料(双层聚酯薄膜)的表面微观形貌、介电常数和介电损耗、空间电荷演变特性、电荷陷阱能级、密度以及由电荷引起的电场畸变等角度,分析了热老化对绝缘材料绝缘性能的影响规律,解释了绝缘材料在长期较高温度下运行时绝缘性能下降的现象。综合以上研究得出:真空断路器开断35 kV并联电抗器时,若安装了不恰当的过电压保护装置,极易发生高频截流和多相重燃现象,使得在系统中形成幅值与频率极高的暂态过电压,这是现场事故最为可能的原因。但这一现象可以通过在并联电抗器侧安装RC阻容吸收器来消除,即使过电压幅值和频率满足要求。同时,基于ATP-EMTP软件搭建的三相仿真模型的仿真结果与试验波形数据基本一致;基于有限元分析软件COMSOL Multiphysics?的仿真结果表明,当双层绝缘介质界面存在空气间隙时,电场强度将在间隙处严重畸变;在频繁投切过电压的累积作用下,若线圈发生匝间击穿,在发生击穿的线圈处,磁场强度是正常运行状态下的好几倍,同时,被短接线圈中的电流将急剧增大。除击穿处的线圈之外,其他地方的磁通密度与正常运行状态下的磁通密度基本一致。10 kHz下的中间线圈和端部线圈匝间电压比与50 Hz下的匝间电压比近似相同,即电抗器匝间耐压试验时与工频运行时的电场强度分布存在一致性;基于热老化对聚酯薄膜绝缘性能影响的研究表明,材料的表面微观形貌、相对介电常数及介质损耗、电荷陷阱能级和密度、电场畸变程度都会受到热老化因素的影响。本文重点从过电压产生机理和过电压的累积作用以及热老化对绝缘性能的影响三个方面进行了综合研究,对变电站35 kV电抗器的过电压抑制措施和绝缘材料选择具有重要的指导意义。
二、真空断路器操作过电压及其防护措施的分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、真空断路器操作过电压及其防护措施的分析(论文提纲范文)
(1)宽频电压感知方法及其数据应用(论文提纲范文)
0引言 |
1 宽频电压感知方法 |
1.1 接触式感知方法-分压法 |
1.1.1 基于电阻、电容及阻容的分压法 |
1.1.2 套管末屏串接电容分压法 |
1.2 接触式感知方法-光学电压传感法 |
1.2.1 全电压型光学电压传感法 |
1.2.2 电容分压型光学电压传感法 |
1.3 非接触式感知方法 |
1.3.1 基于杂散电容和光学电压传感器的感知方法 |
1.3.2 基于GIS内置电极的感知方法 |
1.3.3 基于容性设备泄漏电流的感知方法 |
2 宽频电压感知数据在暂态防护中的应用 |
2.1 典型故障波形统计分析 |
2.1.1 雷击过电压 |
2.1.2 GIS中暂态过电压 |
2.2 设备暂态故障分析 |
2.3 暂态故障防护 |
3 宽频电压感知数据在设备智能化中的应用 |
3.1 线路故障定位 |
3.2 变压器故障诊断 |
3.3 电缆绝缘诊断 |
4 总结与展望 |
(2)高频传导干扰对配电网智能柱上开关保护的影响仿真研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 仿真机理与建模 |
1.1 线路模型 |
1.2 电快速瞬变脉冲群骚扰产生机理 |
1.3 断路器仿真模型 |
1.4 电弧模型参数整定 |
2 仿真分析与验证 |
3 抑制措施分析 |
4 结语 |
(3)220kV长距离电力电缆操作过电压特性仿真及抑制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内过电压研究概述 |
1.2.1 电力系统操作过电压概述 |
1.2.2 国内外操作过电压研究现状 |
1.2.3 长距离电缆线路过电压的研究现状 |
1.3 220kV长距离电力电缆研究的理论模型 |
1.3.1 长电缆电力电缆结构及布置方式 |
1.3.2 长电力电缆研究参数模型 |
1.4 本文研究的主要内容 |
第2章 仿真软件及模型选取与电气参数及操作过电压影响因素分析研究 |
2.1 仿真软件选取 |
2.2 基于EMTP的关键电力设备元件模型的选取 |
2.2.1 电源模型 |
2.2.2 电缆模型 |
2.2.3 断路器模型 |
2.2.4 护套保护器模型 |
2.3 电缆电气参数的影响因素研究 |
2.3.1 电缆护层接地方式 |
2.3.2 电缆的排列方式 |
2.3.3 电缆结构参数 |
2.4 操作过电压影响因素研究 |
2.4.1 排列方式 |
2.4.2 电缆长度 |
2.4.3 系统阻抗 |
2.5 本章小结 |
第3章 典型220kV电缆线路合闸过电压仿真分析 |
3.1 空载线路合闸过电压 |
3.1.1 过电压产生的物理过程 |
3.1.2 过电压的影响因素 |
3.2 电缆护层过电压 |
3.2.1 电缆护层绝缘水平 |
3.2.2 交叉互联接地方式及感应电压 |
3.2.3 电缆护层过电压保护器 |
3.2.4 残压 |
3.2.5 工频耐受电压和通流容量 |
3.3 计算参数选取 |
3.4 仿真结果探讨 |
3.4.1 合闸相角对过电压的影响 |
3.4.2 线路残余电位对过电压的影响 |
3.4.3 单芯电缆排列方式对过电压的影响 |
3.4.4 母线出线数对过电压的影响 |
3.4.5 合闸过电压统计分布 |
3.4.6 合闸相角最严重情况下的过电压 |
3.5 本章小结 |
第4章 典型220kV电缆线路分闸过电压仿真分析 |
4.1 空载线路分闸过电压 |
4.1.1 过电压产生的物理过程 |
4.1.2 影响过电压的因素 |
4.2 交流电弧的一般特性 |
4.3 计算参数选择 |
4.4 仿真结果分析 |
4.4.1 断路器灭弧性能对过电压的影响 |
4.4.2 弧道阻抗对过电压的影响 |
4.4.3 母线运行出线数对过电压的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 北京冬奥会配套30km长距离电力电缆线路操作过电压仿真计算 |
5.1 计算参数选取 |
5.2 合闸过电压计算结果 |
5.2.1 空载电缆线路合闸过电压 |
5.2.2 合闸过电压的统计计算 |
5.2.3 考虑线路残压对合闸过电压的影响 |
5.3 本章小结 |
第6章 长距离电力电缆过电压抑制措施探讨 |
6.1 长距离电力电缆过电压抑制措施探讨 |
6.1.1 塘湾一线220kV电力电缆线路操作过电压抑制措施分析 |
6.1.2 北京冬奥会配套30km长距离电力电缆线路操作过电压抑制措施分析 |
6.2 本章小结 |
第7章 结论和展望 |
参考文献 |
攻读学位期间主要的研究成果 |
致谢 |
(4)磁通约束型超导限流器的特性分析与优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 限流器的发展与研究现状 |
1.2.1 固态限流器 |
1.2.2 超导限流器 |
1.3 课题拟研究的关键技术问题 |
1.4 论文章节安排 |
2 磁通约束型超导限流器工作特性研究与样机实验 |
2.1 引言 |
2.2 限流器的基本特性分析 |
2.2.1 等效电路 |
2.2.2 磁场特性分析 |
2.2.3 耦合度计算方法 |
2.3 400V/20A小容量样机设计 |
2.3.1 并联电感参数设计 |
2.3.2 保护电阻选型 |
2.3.3 开关控制系统搭建 |
2.4 样机的工作特性仿真分析 |
2.4.1 限流效果 |
2.4.2 电压分布 |
2.4.3 交流损耗 |
2.5 样机制作与实验验证 |
2.5.1 短路故障实验 |
2.5.2 电压分布实验 |
2.5.3 交流损耗分析 |
2.6 本章小结 |
3 磁通约束型超导限流器工程样机实现方案探索 |
3.1 引言 |
3.2 铁心型限流器的电磁设计与性能研究 |
3.2.1 常规电磁设计方法 |
3.2.2 铁心型并联电感设计实例 |
3.2.3 铁心型并联电感的损耗评估与抑制 |
3.2.4 铁心型与空心型方案对比 |
3.3 失超型限流器方案及其电磁设计方法 |
3.3.1 失超型限流器工作原理 |
3.3.2 失超型并联电感带材并联根数简化计算方法研究 |
3.3.3 失超型限流器电磁设计方法 |
3.3.4 失超型与非失超型方案对比 |
3.4 磁通约束型超导限流器总体概念设计思路 |
3.4.1 磁通约束型超导限流器设计要点 |
3.4.2 磁通约束型超导限流器设计流程 |
3.4.3 设计思路总结 |
3.5 本章小结 |
4 10kV/1.5kA磁通约束型超导限流器并联电感方案设计 |
4.1 引言 |
4.2 限流器总体设计需求 |
4.3 工程级并联电感的线圈结构型式 |
4.4 并联电感带材选型及线圈绝缘设计 |
4.4.1 超导带材参数及工作温区选定 |
4.4.2 线圈绝缘设计 |
4.5 螺管型并联电感优化设计 |
4.5.1 螺管型结构电磁优化设计 |
4.5.2 多线圈并联均流策略 |
4.6 环形结构并联电感优化设计 |
4.6.1 环形结构均流特性分析 |
4.6.2 环形结构电磁优化设计 |
4.7 并联电感方案选定 |
4.8 本章小结 |
5 10kV/1.5kA磁通约束型超导限流器总体概念设计 |
5.1 引言 |
5.2 并联电感运行热稳定性分析 |
5.2.1 额定运行状态评估 |
5.2.2 热稳定性分析与校核 |
5.3 支撑结构设计与应力校核 |
5.3.1 支撑结构设计 |
5.3.2 应力校核 |
5.4 低温系统设计 |
5.4.1 电流引线设计 |
5.4.2 杜瓦漏热计算 |
5.4.3 制冷系统配置 |
5.5 附属电气部件选型 |
5.6 本章小结 |
6 全文总结 |
6.1 本文所做工作及成果 |
6.2 本文的创新点 |
6.3 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 攻读博士学位期间所取得的学术成果 |
附录B 攻读博士学位期间参与的课题 |
(5)真空断路器投切10kV并联电抗器过电压抑制方法(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 投切并联电抗器过电压产生机理的研究现状 |
1.2.2 投切并联电抗器过电压抑制措施的研究现状 |
1.2.3 投切并联电抗器过电压暂态过程仿真的研究现状 |
1.2.4 国内外研究现状总结 |
1.3 论文的主要研究工作 |
2 基于实测电压电流特性的10kV真空断路器建模 |
2.1 暂态信号的测量与采集 |
2.2 真空断路器分闸重燃模型的建立与验证 |
2.2.1 分闸过电压产生机理 |
2.2.2 分闸重燃模型建立 |
2.2.3 分闸重燃模型验证 |
2.3 真空断路器合闸预击穿模型的建立与验证 |
2.3.1 合闸过电压产生机理 |
2.3.2 合闸预击穿模型建立 |
2.3.3 合闸预击穿模型验证 |
2.4 本章小结 |
3 投切10kV并联电抗器过电压抑制方法仿真 |
3.1 投切10kV并联电抗器过电压抑制方法的仿真方案 |
3.2 分闸重燃过电压抑制方法仿真 |
3.2.1 避雷器对分闸重燃过电压的影响 |
3.2.2 阻容吸收器对分闸重燃过电压的影响 |
3.3 合闸预击穿过电压抑制方法仿真 |
3.3.1 避雷器对合闸预击穿过电压的影响 |
3.3.2 阻容吸收器对合闸预击穿过电压的影响 |
3.4 本章小结 |
4 投切10kV并联电抗器抑制方法现场试验验证 |
4.1 现场验证试验抑制方案的确定 |
4.2 分闸10kV并联电抗器现场验证试验结果分析 |
4.3 合闸10kV并联电抗器现场验证试验结果分析 |
4.4 本章小结 |
5 结论与展望 |
参考文献 |
附录 |
A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目目录 |
C 学位论文数据集 |
致谢 |
(6)多端柔性直流配电系统暂态电流及限流方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 柔性直流系统过电流与限制措施 |
1.2.2 柔性直流系统过电压与绝缘配合 |
1.2.3 过电压、过电流及其防护措施间的相互影响 |
1.3 本文研究内容 |
第二章 多端柔性直流配电系统参数及建模 |
2.1 系统构成及参数 |
2.1.1 系统构成 |
2.1.2 系统运行方式及保护方案 |
2.1.3 系统额定参数 |
2.2 系统建模 |
2.2.1 关键设备建模 |
2.2.2 系统仿真模型及其稳态运行特性 |
2.3 本章小结 |
第三章 直流断路器故障电流机理及限流方法研究 |
3.1 多端柔性直流系统直流断路器过电流产生机理分析 |
3.1.1 系统双极短路故障保护策略 |
3.1.2 换流器及直流变压器故障机理 |
3.1.3 典型极间短路故障下直流断路器电流 |
3.2 多端柔性直流系统限流方法研究 |
3.2.1 限流电抗器 |
3.2.2 超导限流器 |
3.3 本章小结 |
第四章 限流方案对过电压的影响研究 |
4.1 典型故障及过电压保护方案 |
4.1.1 典型故障及关键位置 |
4.1.2 故障分析及过电压保护方案 |
4.2 限流方案对过电压影响 |
4.2.1 典型故障过电压 |
4.2.2 关键位置最大过电压 |
4.3 限流方案对绝缘水平的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 多端柔性直流配电系统暂态电流研究 |
5.1 系统关键设备及其决定性故障工况 |
5.2 避雷器对暂态电流的影响 |
5.3 系统关键设备暂态电流水平 |
5.4 本章小结 |
结论及展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(7)微网混合式直流断路器电流转移理论及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 直流微网保护技术发展现状 |
1.3 混合式直流断路器国内外发展现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
2 混合式直流断路器电流转移理论建模与仿真 |
2.1 混合式直流断路器结构及组成原理 |
2.2 混合式直流断路器理论建模 |
2.2.1 机械开关支路电弧模型 |
2.2.2 IGBT开断单元模型 |
2.2.3 缓冲电路模型 |
2.2.4 限压吸能支路中避雷器模型 |
2.2.5 混合式直流断路器仿真模型 |
2.3 混合式直流断路器仿真结果及分析 |
2.3.1 合分闸过程分析 |
2.3.2 电流转移过程 |
2.4 本章小结 |
3 混合式直流断路器的电流转移特性模拟试验 |
3.1 小电流转移特性 |
3.1.1 试验电路 |
3.1.2 RC放电等效直流源 |
3.1.3 电容器组充电回路 |
3.1.4 混合式直流断路器动作控制 |
3.2 小电流转移特性试验测试 |
3.2.1 第一阶段:快速真空开关到IGBT的电流转移特性 |
3.2.2 第二阶段:IGBT到RCD的电流转移特性 |
3.3 大电流转移特性 |
3.3.1 试验电路 |
3.3.2 电流转移的判据 |
3.3.3 转移电阻大小的影响 |
3.3.4 横向磁场的影响 |
3.3.5 改进转移判据推导 |
3.4 本章小结 |
4 混合式直流断路器样机研制 |
4.1 混合式直流断路器结构设计 |
4.2 快速斥力真空开关设计 |
4.2.1 斥力驱动装置设计 |
4.2.2 金属驱动盘和斥力线圈盘参数对斥力特性的影响 |
4.2.3 永磁保持装置 |
4.2.4 快速真空开关样机 |
4.3 电力电子开断单元设计 |
4.3.1 并联IGBTs单元 |
4.3.2 并联IGBTs单元均流仿真分析 |
4.3.3 驱动信号的影响 |
4.3.4 IGBTs杂散参数对动态均流的影响 |
4.3.5 串联电感均流 |
4.3.6 限压电路 |
4.4 智能控制系统设计 |
4.4.1 智能控制系统电路设计 |
4.4.2 智能控制系统控制方案设计 |
4.5 本章小结 |
5 混合式直流断路器样机试验验证 |
5.1 样机机械特性测试 |
5.2 大容量直流开断试验测试 |
5.2.1 直流开断实验电路 |
5.2.2 混合式直流断路器大电流开断试验 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(8)126kV真空断路器电机操动机构抑制操作过电压技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 课题的研究现状 |
1.2.1 抑制操作过电压技术的研究现状 |
1.2.2 电机操动机构的研究现状 |
1.2.3 操动机构控制策略和控制技术的研究现状 |
1.3 论文主要研究内容 |
第2章 电机操动机构动态模型建立与分析 |
2.1 高压断路器电机操动机构的结构原理 |
2.2 无刷直流电机数学模型建立 |
2.2.1 无刷直流电机状态方程 |
2.2.2 无刷直流电机动态方程 |
2.3 驱动电机仿真模型的搭建 |
2.3.1 驱动电机功能模块搭建 |
2.3.2 驱动电机控制模型搭建与仿真 |
2.4 本章小结 |
第3章 真空断路器发生击穿的研究与防护 |
3.1 真空断路器击穿机理分析 |
3.2 真空断路器切除电容器组过电压抑制技术的研究 |
3.2.1 真空断路器触头恢复电压分析 |
3.2.2 真空断路器触头耐受电压计算 |
3.2.3 真空断路器抑制操作过电压技术研究 |
3.3 真空断路器动触头运动速度计算 |
3.3.1 真空断路器触头运动速度归算 |
3.3.2 真空断路器触头运动速度分析计算 |
3.4 本章小结 |
第4章 高压真空断路器电机操动机构控制器的研究 |
4.1 电机操动机构控制系统的研究 |
4.2 电机操动机构控制策略的研究 |
4.2.1 常规PID控制器设计 |
4.2.2 广义预测控制策略的研究 |
4.2.3 广义预测控制器设计 |
4.3 电机操动机构控制系统组成 |
4.3.1 电机操动机构控制器的硬件设计 |
4.3.2 电机操动机构控制器的软件程序设计 |
4.4 本章小结 |
第5章 高压断路器电机操动机构联机试验研究 |
5.1 电机操动机构试验平台搭建 |
5.2 操动机构储能电容冲击放电试验 |
5.3 电机操动机构速度跟踪试验 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(9)126kV真空断路器过电压仿真和保护技术研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 建模数据 |
2 仿真模型 |
3 切空载变压器截流过电压 |
4 切负载变压器截流过电压 |
5 切线路截流过电压 |
6 变压器操作过电压测试分析 |
6.1 空载变压器分合闸 |
6.2 变压器带载合解环 |
7 过电压保护措施分析 |
8 结语 |
(10)35kV干式空芯电抗器的操作过电压特性及绝缘性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 真空断路器应用现状 |
1.1.2 干式空芯电抗器应用及存在的问题 |
1.2 国内外研究现状分析 |
1.2.1 真空断路器开断电抗器过电压的研究现状 |
1.2.2 基于有限元法的电抗器电磁场仿真现状 |
1.2.3 热老化对聚酯薄膜绝缘性能影响的研究现状 |
1.2.4 目前存在的主要问题 |
1.3 本文主要研究内容 |
2 35KV电抗器操作过电压特性的仿真和试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 真空断路器开断感性电流操作过电压类型 |
2.3 ATP-EMTP仿真参数选取 |
2.3.1 三相仿真模型建立 |
2.3.2 主要仿真元件参数设置 |
2.4 未安装保护装置时的过电压仿真结果 |
2.4.1 只考虑截流时的过电压 |
2.4.2 考虑多相重燃时的过电压 |
2.5 几种常见过电压抑制措施分析 |
2.5.1 传统过电压防护装置概述 |
2.5.2 几种过电压防护装置抑制效果的比较 |
2.6 现场试验 |
2.6.1 现场试验简介 |
2.6.2 现场试验结果 |
2.7 仿真与试验结果分析 |
2.7.1 截流 |
2.7.2 多次重燃 |
2.7.3 暂态过程中的频率 |
2.8 本章小结 |
3 干式空芯并联电抗器匝间电磁场分布 |
3.1 引言 |
3.2 仿真模型的建立与验证 |
3.2.1 仿真模型的建立 |
3.2.2 仿真模型的验证 |
3.3 间隙对电场强度畸变的影响 |
3.4 匝间磁场分布研究 |
3.4.1 稳态时匝间磁场分布 |
3.4.2 发生匝间击穿时的磁场及电流分布 |
3.5 干式空芯电抗器匝间电场分析 |
3.5.1 工频下电抗器匝间电势分析 |
3.5.2 高频下电抗器匝间电势分析 |
3.6 本章小结 |
4 热老化对匝间绝缘材料绝缘性能影响的研究 |
4.1 引言 |
4.2 不同老化程度样品制备 |
4.3 热老化对样品表面微观形貌的影响 |
4.4 热老化对样品介电特性的影响 |
4.5 热老化对样品空间电荷特性的影响 |
4.5.1 不同老化温度时空间电荷分布特性 |
4.5.2 空间电荷积聚对电场的畸变特性 |
4.5.3 不同老化温度时空间电荷陷阱特性 |
4.6 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录: |
B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目: |
四、真空断路器操作过电压及其防护措施的分析(论文参考文献)
- [1]宽频电压感知方法及其数据应用[J]. 杨庆,董富宁,罗曼丹,孙健,崔浩楠,揭青松. 高电压技术, 2021(06)
- [2]高频传导干扰对配电网智能柱上开关保护的影响仿真研究[J]. 周倩,甄建辉,甘兴林,李擎宇,何家欣. 电力电容器与无功补偿, 2020(04)
- [3]220kV长距离电力电缆操作过电压特性仿真及抑制研究[D]. 孙硕. 湖南工业大学, 2020(02)
- [4]磁通约束型超导限流器的特性分析与优化设计[D]. 严思念. 华中科技大学, 2020
- [5]真空断路器投切10kV并联电抗器过电压抑制方法[D]. 陈嵩. 重庆大学, 2019(01)
- [6]多端柔性直流配电系统暂态电流及限流方法研究[D]. 张竞涵. 华南理工大学, 2019(01)
- [7]微网混合式直流断路器电流转移理论及应用研究[D]. 黄金强. 大连理工大学, 2018(12)
- [8]126kV真空断路器电机操动机构抑制操作过电压技术的研究[D]. 韦宾. 沈阳工业大学, 2017(08)
- [9]126kV真空断路器过电压仿真和保护技术研究[J]. 时振堂,孙进,潘峰,颜莉萍,杨彦冬. 高压电器, 2017(03)
- [10]35kV干式空芯电抗器的操作过电压特性及绝缘性能研究[D]. 姜雄伟. 重庆大学, 2016(06)