高压电器综合实训
第三章 单相单频双频回路瞬态恢复电压研究
3.1瞬态恢复电压
瞬态恢复电压(Transient Recovery Voltage,TRV)是指在电压恢复过程中,首先出现弧隙两端的具有瞬态特性的电压。TRV主要取决于回路参数(电感、电容、电阻、波阻抗等)和断路器特性(电弧电压、弧后电导、电容、和开合电阻等)。国内外关于TRV研究主要集中在超、特高压短路故障上,而在各种瞬态恢复电压中,近区故障开断是最难开断的。典型近区故障TRV起始部分是三角波,尽管其幅值不是很高,但上升率却很高,电弧难以熄灭。GB1984—2003《交流高压断路器》规定,直流和架空线连接的、额定电压72.5kV及以上且额定短路开流电流超过12.5kA的三极断路器要求具有开断近区故障的性能;实验时的开断电流应选择为额定开断电流的75%,90%。 瞬时恢复电压上升率和幅值是影响断路器开断的重要因素,因为断路器灭
成功与否,主要取决于瞬态恢复电压上升率和幅值,瞬态恢复电压存在时间非常短,只有几十微秒至几毫秒。
3.2单相单频回路
单相单频回路是最简单的一种情况,断路器QF打开,在触头两端产生恢复电压。电源出口发生短路时,断路器中流过短路电流i,当电流过零时,电弧熄灭,出现电压恢复过程Utr,发生短路时,电源测侧对地电容C恰好与断路器弧隙并联。
瞬态恢复电压中含有高频震荡,其振荡频率与L、C有关,但衰减很快。当t约等于1/2时,瞬态恢复电压1.4~1.5倍,即3.3单相双频电路
单相单频电路仅仅考虑了一个简单情况,在绝大多数实际电路中,当断路器开断时,瞬时电压分别出现在断路器的两侧,瞬时恢复电压应是两个瞬态电压之和,一般这两个瞬态电压频率不同,分别有断路器两侧的回路参数决定。
,一般为工频恢复电压的
。
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3.4结论
由系统故障统计可知,远离断路器架空线故障是系统最频繁的故障之一,在这些情况下,加断路器两端的便是一个双频恢复电压瞬变过程,是电源侧和线路侧瞬态恢复电压的矢量值,当在架空线远地点发生短路故障电源侧和线路侧都会在断路器触头上产生电压,线路侧电压是一个振荡衰减波,振荡幅值和频率以及衰减时间取决于线路侧的参数。若故障发生在距离几千米的的地方,则将出现最恶劣的开断条件,这种形式的故障就是通常所说的近区故障,近区故障是分析双频回路的最好例子 3.5波形分析
此图表示的是单相单频回路短路,根据电气工程基础教材附录三,我们选择线路,近区故障我们选择短路点在据电源两千米以内取电阻取0.5欧,电感取0.7欧,经过大量实验,电容选择数量级为1e-10,在数量级变小时波形震荡时间会减少,但是其整个衰减时间不变,当电阻电感增大时其衰减时间增大,以下将用matlab仿真其波形并予以呈现。
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参数选择
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衰减时间为0.005s
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