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采用有限元法分析电网谐波对断路器动作特性的影响
作者:管理员    发布于:2017-11-13 14:06:08    文字:【】【】【

  近年来,随着电力电子技术的不断发展和广泛应用,电力系统中的电网谐波问题日益严重。在断路器的使用中发现,由于电网谐波的存在,断路器的实际动作时间比额定动作时间明显变小。断路器在电力系统中是起保护和控制作用的关键部件,其保护特性受电网谐波的影响将导致电力系统保护误动作,造成严重后果。因此,研究电网谐波对断路器动作特性的影响,对于保证电力系统安全运行具有重要的理论意义和实用⑴。

  以往人们定性地分析了电网谐波对开关电器动作特性的影响,推测可能造成开关电器误动作的原因,或者在按M电流在断路器中流叶的购水斯略。器内的主翠墩成件分戢为进线喘欢金S元件也瞬动E扣3S线虬连接线。动H出找视K中外以及壳内的11哳结为―.伟化设计,扫部的胶扣器动作机构,部分由句外相同材料的到亏件组成。良与主要的布部件无直接埃fcl闲此采用一个与外丧‘连的六31体代u突孤系故f卜。:ium财丨:/t崔释。而且和抓的卜;1WI训f」n厂」in设fcK对断路内化比小,T以忽,略不汁。

  路器内部0构i au茳跸拦构镆型Fig,33边界条件隹i的W态热场。学型中。给出了定P灸件旧在1TUwsWf进行1时。

  章趣中的定M条件具钵化:。:根据妈体情洽出断略内部各个挪朴的表而边界条抖这样>菜儿何校型施加特定载荷:相据断路器内檩热传播路ft的分析,可确定边界条泮ilTF:(U器的面为第二类边界条件。其中⑴即为绝热边界条件1(2)。斯路腱内大厌份的表都是第三炎边并条ft.即通过:丧商的热舐由表面的ft热本敢决定。

  由于热系数热夂中是很难啡确相到的析以在本例中榷据陬人经骑选取典L然后用式i2i行验证,表丨所不,4试验及结果分析表1典型部件的散热系数电器部件名称散热系数双金属元件瞬动脱扣线圈脱扣器机构外壳进出线端斩波角a可调的不同有效值电流,测试断路器的实际动作时间。对试验用的斩波电流做傅立叶分析(根据电网实际谐波情况的统计数据分析到第15次谐波),结果如表2所示。

  时,总谐波含量:p=36.7.可见,谐波含量随斩波角增加而增加。应用Ansys软件的后处理功能,可以得到双金属片的温升曲线,然后根据。

  谐波次数表3不同电流波形下实测断路器动作时间比较Tab.3Comparisonofactualbreak电流有效值/A正弦波时动作时间/S产60°时动作时间/s 0°时动作时间/s计算值实测值计算值实测值计算值实测值一―正弦波动作时间(s)热场正弦波动作时间(S)实测60°动作时间(s)热场一一60°动作时间(s)实测不同电流波形下断路器动作时间计算值与实测值比较分析表3及可知,随着斩波角增加,断路器的动作时间减小,即断路器的动作时间随斩波角的增加(即电网谐波含量的增加)而减小,这与文中所得到的结论是一致的。但采用有限元方法的计算结果比采用瞬态热路法的误差已经大大减小,其结果基本能够说明电网谐波是因为集肤效应的存在而导致断路器动作时间的提前。

  5结论建立了断路器内部的瞬态热场数学模型,应用有限元分析软件分析了其内部的热场,得到了受电网谐波和电阻温度系数影响的断路器动作特性。使用可调斩波角的谐波电流进行断路器动作试验,试验结果与模型计算结果基本一致,表明了基于集肤效应和金属导体电阻温度系数的断路器瞬态热场数学模型是有效的;随着电流谐波含量的增加,断路器动作时间减小;今后的研究方向为,在考虑断路器内部热辐射和双金属片热应力的情况下,研究其有限元热场问题,进一步提高分析精度。

  (下转第125页徐文,王大钟,周泽存,等(XuWen,WangDazhong,ZhouZecun,对以)。结合遗传算法的人工神经网络在电力变压器故障诊断中的王大钟,徐文,周泽存,等(WangDazhong,XuWen,ZhouZecun,对以)。模糊理论、专家系统及人工神经网络在变压器故障诊断中孙辉,李卫东,孙启忠(Sun决树方法用于变压器故障诊断的研究(Electric王建元(1971-),男,博士研究生,讲师,主要研究方向为基于Petri网络故障诊断技术及其在电力系统中的应用;纪延超(1962-),男,教授,博士生导师,主要研究方向为FACTS、计算机在电力系统中的应用。

  (责任编辑韩蕾)(上接第

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