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高压断路器电弧黑盒模型研究综述
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作者 阎对丰 朱德军 +3 位作者 王纪儒 安珉昊 修士新 贾申利 《高压电器》 2025年第8期1-13,共13页
近年来,随着电力系统对高压断路器性能要求的不断提高,基于电弧黑盒模型的开断性能评估方法逐渐成为研究的重点方向。电弧黑盒模型的研究对深入了解电弧现象及其产生机理、优化高压断路器的结构设计、缩短其设计周期、降低高压断路器型... 近年来,随着电力系统对高压断路器性能要求的不断提高,基于电弧黑盒模型的开断性能评估方法逐渐成为研究的重点方向。电弧黑盒模型的研究对深入了解电弧现象及其产生机理、优化高压断路器的结构设计、缩短其设计周期、降低高压断路器型式试验的成本、避免试验的盲目性都具有重要意义。文中首先回顾了电弧黑盒模型的发展历程,探讨了电弧黑盒模型在不同场景下的适用条件;其次,针对电弧黑盒模型参数计算问题,总结了基于启发式算法的参数辨识方法,分析了各种算法的优缺点;最后,探讨了电弧黑盒模型在高压断路器开断性能评估方向的实际应用情况,包括分析断口电容、短路电流直流分量、短路电流频率以及灭弧介质等因素对开断性能的影响,展示了电弧黑盒模型在工程实践中的价值。最后,指出电弧黑盒模型目前所面临挑战,对未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 高压断路器 黑盒电弧模型 参数辨识 开断性能 弧后电流
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基于双温度磁流体电弧仿真改进Mayr电弧模型的特快速暂态过电压仿真方法 被引量:5
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作者 崔建 孙帅 +2 位作者 张国钢 陈允 崔博源 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期5149-5161,共13页
特快速暂态过电压(VFTO)仿真研究中,传统电弧黑盒模型因电弧时间常数和散热功率常取经验值会引起VFTO计算结果出现较大误差。对此,该文提出了一种基于双温度磁流体电弧仿真的改进Mayr电弧模型建立方法。首先,建立了双温度磁流体电弧模型... 特快速暂态过电压(VFTO)仿真研究中,传统电弧黑盒模型因电弧时间常数和散热功率常取经验值会引起VFTO计算结果出现较大误差。对此,该文提出了一种基于双温度磁流体电弧仿真的改进Mayr电弧模型建立方法。首先,建立了双温度磁流体电弧模型,并通过该仿真研究了上述关键参数与电弧电导的关系,建立了改进Mayr电弧模型;其次,搭建了VFTO仿真模型,采用改进Mayr电弧模型和多种传统电弧数学模型计算了特高压GIS隔离开关切合空载短母线过程的VFTO波形;最后,对比分析了各电弧模型的仿真结果与实测结果波形特征的相对误差。结果表明,改进Mayr电弧模型的VFTO仿真结果与实测结果的相对误差较小,计算准确度较高。 展开更多
关键词 气体绝缘组合电器 隔离开关 特快速暂态过电压 磁流体动力学 电弧黑盒模型
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描述断路器开断过程的新型黑盒模型
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作者 张交锁 张翔 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第2期181-187,共7页
本文基于能量守恒定律,提出了一种新型的描述断路器开断过程的黑盒模型。由于推导这一模型时没做任何假定,而且可以证明Cassic类电弧模型、Mayr类电弧模型、Hochrainer类电弧模型及尚振球黑盒电弧模型等黑盒模型只是这一新型模型的特殊... 本文基于能量守恒定律,提出了一种新型的描述断路器开断过程的黑盒模型。由于推导这一模型时没做任何假定,而且可以证明Cassic类电弧模型、Mayr类电弧模型、Hochrainer类电弧模型及尚振球黑盒电弧模型等黑盒模型只是这一新型模型的特殊形式,因此,这一模型具有广泛的适用范围。 展开更多
关键词 断路器 黑盒电弧模型 开断过程
全文增补中
带电分闸10kV空载电缆电弧暂态过程研究 被引量:5
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作者 罗益珍 胡志坚 +1 位作者 雷文杰 潘昱 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期172-178,共7页
为研究带电分闸电缆时断口产生电弧的暂态过程及其影响因素,需解决传统电弧模型不能适用于电弧燃烧全阶段内弧安特性的问题。基于改进的电弧黑盒模型,在ATP-EMTP中建立了带电分闸10kV空载电缆仿真电路,研究了初相角、电缆长度、截面积... 为研究带电分闸电缆时断口产生电弧的暂态过程及其影响因素,需解决传统电弧模型不能适用于电弧燃烧全阶段内弧安特性的问题。基于改进的电弧黑盒模型,在ATP-EMTP中建立了带电分闸10kV空载电缆仿真电路,研究了初相角、电缆长度、截面积改变对电弧燃烧暂态过程的影响,并得到了电弧电流与电容电流的变化关系。结果表明:电缆长度越长、截面积越大,分闸操作产生的电弧电流越大,燃弧时间越长,而初相角变化对其基本没有影响;分闸前电容电流越大,电弧电流越大,电容电流>0.2 A时,电弧电流变化更为明显。最后,根据带电投切试验结果,考虑一定安全裕度对现有消弧策略中提出了修正建议,将是否使用消弧开关的电容电流临界值0.5 A修正为0.45 A。 展开更多
关键词 带电分闸 电弧燃烧暂态过程 10kV空载电缆 电弧电流 电弧黑盒模型 电容电流
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针对电气化铁路电分段电弧的建模分析与抑制方法研究 被引量:5
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作者 周虹屹 刘志刚 +2 位作者 邓云川 杨云涵 高仕斌 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期2583-2593,共11页
针对电分段电弧,首先基于黑盒电弧模型,考虑列车过电分段时的动态过程,建立了电分段动态电弧模型;然后根据五跨锚段关节式电分段的实际机械结构,在PSCAD中建立了计及电分段的车–网集总参数电路模型;将电弧模型以电弧电阻的形式嵌入车... 针对电分段电弧,首先基于黑盒电弧模型,考虑列车过电分段时的动态过程,建立了电分段动态电弧模型;然后根据五跨锚段关节式电分段的实际机械结构,在PSCAD中建立了计及电分段的车–网集总参数电路模型;将电弧模型以电弧电阻的形式嵌入车–网电路模型中进行仿真,通过仿真结果分析电分段电弧的动态特性,并将仿真结果与试验结果进行了对比验证;最后基于电分段电弧的特性,提出了加装容阻吸收装置、改变电分段抬升角以及改变列车过电分段速度3种方案对电分段电弧进行抑制研究。研究结果显示:加装阻容吸收装置、抬升电分段与调节列车出电分段速度均对电分段电弧有明显的抑制效果;对于列车进电分段,在阻容吸收装置的阻值为75和225Ω时和电分段抬升为200mm时,对电弧的抑制效果较好;对于列车出电分段,在阻容吸收装置的阻值为100Ω时和电分段抬升为120mm时,对电弧的抑制效果较好,提升列车速度对电弧有明显抑制效果。 展开更多
关键词 电气化铁路 列车受流安全 电分段电弧 黑盒电弧模型 电弧抑制
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短路电流直流分量对断路器电弧长度、压气室压力、喷口气体质量流的影响研究 被引量:11
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作者 马飞越 刘志远 +5 位作者 赵庆 项彬 相中华 丁培 罗金辉 姚晓飞 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期23-31,共9页
随着电网容量的不断增大,电力系统短路电流直流分量的时间常数有很大可能大于其标准时间常数45 ms。目前非对称短路电流直流分量对断路器燃弧阶段关键参数的影响规律尚无研究。因此,文中研究目标是获得短路电流直流分量对断路器燃弧阶... 随着电网容量的不断增大,电力系统短路电流直流分量的时间常数有很大可能大于其标准时间常数45 ms。目前非对称短路电流直流分量对断路器燃弧阶段关键参数的影响规律尚无研究。因此,文中研究目标是获得短路电流直流分量对断路器燃弧阶段关键参数的影响规律。基于高压断路器内部结构建立电弧物理焓流仿真模型,分别研究气体断路器开断对称电流和非对称电流时,燃弧阶段的关键电弧参数如电弧长度、压气室压力、喷口处气体质量流等参数的变化规律。研究结果显示:相同燃弧时间条件下,相比于对称短路电流,非对称短路电流开断时,电弧长度变化不大,而燃弧过程中压气室压力、气体质量流略有增加。而在相同分闸时刻条件下,相比于对称短路电流,非对称短路电流开断时的燃弧时间有可能更长,导致电弧长度、压气室压力、喷口气体质量流数倍增长。然而,无论是在相同燃弧时间条件下,还是在相同分闸时刻条件下,上述关键电弧参数的变化使气体断路器的KEMA黑盒电弧模型计算得到的断路器开断能力的变化明显小于短路电流直流分量的增长所要求断路器需达到的开断能力量级。研究结果解释了断路器开断高直流分量的短路电流时,开断易于失败的原因,并可为提升高压断路器非对称短路电流开断能力提供理论依据。 展开更多
关键词 非对称电流 直流分量 物理电弧模型 黑盒电弧模型 高压断路器
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