潛供電弧物理特性與抑制技術

目錄
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.1.1 單相重合閘的應用和意義 1
1.1.2 潛供電弧的形成機理 2
1.2 潛供電弧的研究現(xiàn)狀與關鍵問題 4
1.2.1 潛供電弧的物理實驗 4
1.2.2 潛供電弧的數(shù)學建模 8
1.2.3 潛供電弧的圖像識別與重構 10
1.2.4 潛供電弧與電力系統(tǒng)的交互作用 11
1.2.5 潛供電弧的抑制技術 12
1.2.6 新型工況下的潛供電弧問題 18
1.2.7 特高壓半波長輸電線路潛供電弧問題 19
1.3 本書主要內容 19
第2章 潛供電弧物理模擬實驗研究 23
2.1 實驗設計 23
2.1.1 總體設計思路 23
2.1.2 實驗回路拓撲 23
2.1.3 實驗回路參數(shù) 23
2.1.4 實驗設備規(guī)格 24
2.2 實驗結果 26
2.2.1 潛供電弧燃弧時間 26
2.2.2 諧波特性 29
2.2.3 電弧伏安特性 31
2.2.4 電弧運動特性 31
2.2.5 潛供電弧間歇性不規(guī)則運動及其影響 36
2.2.6 潛供電弧熄滅特性 40
2.3 本章小結 42
第3章 潛供電弧多物理場耦合動力學與起始位置隨機性建模 44
3.1 潛供電弧多物理場耦合動力學模型 44
3.1.1 弧柱模型 44
3.1.2 弧根模型 48
3.1.3 電流元選取與仿真流程 50
3.1.4 潛供電弧多物理場耦合動力學模型實驗驗證 51
3.2 潛供電弧起始位置隨機性模型 55
3.2.1 短路電弧通道電導率計算 55
3.2.2 潛供電弧起始發(fā)展方向 59
3.2.3 仿真流程與仿真結果 60
3.2.4 潛供電弧起始位置隨機性模型實驗驗證 62
3.3 本章小結 64
第4章 潛供電弧運動物理機制研究 65
4.1 弧根跳躍物理機制模擬 65
4.2 潛供電弧長度動態(tài)變化特性 68
4.3 多物理場耦合應力對潛供電弧運動特性的影響 70
4.3.1 潛供電流對運動特性的影響 70
4.3.2 熱浮力對運動特性的影響 71
4.3.3 風力作用下的運動特性與燃弧時間 72
4.3.4 多物理場耦合應力對運動特性的影響機制 74
4.4不同導線方向下潛供電弧運動特性 76
4.5 不同起弧位置下潛供電弧運動特性 78
4.6 本章小結 80
第5章 潛供電弧等離子體數(shù)值模擬 81
5.1 潛供電弧放電等離子體數(shù)學模型 81
5.1.1 系數(shù)型偏微分方程和漂移擴散模型 81
5.1.2 潛供電弧放電過程簡化模型 83
5.1.3 基于泊松方程的電場數(shù)學模型 84
5.2 潛供電弧放電過程數(shù)值仿真 84
5.2.1 模型定義和網(wǎng)格剖分 84
5.2.2 模型參數(shù)設置 85
5.3 仿真結果分析 87
5.3.1 空間電場分布特性 87
5.3.2 帶電粒子分布特性 89
5.4 本章小結 94
第6章 潛供電弧圖像識別與三維重構 95
6.1 潛供電弧的圖像識別 95
6.1.1 圖像采集原理 95
6.1.2 圖像處理算法 96
6.1.3 實驗結果分析 99
6.1.4 潛供電弧圖像特征參數(shù)識別 103
6.2 潛供電弧三維重構 107
6.2.1 雙目立體視覺重構原理 108
6.2.2 三維重構流程 109
6.3 本章小結 113
第7章 潛供電弧電磁暫態(tài)特性 114
7.1 潛供電流暫態(tài)特性 114
7.1.1 潛供電流暫態(tài)計算模型 114
7.1.2 潛供電流暫態(tài)過程 117
7.1.3 潛供電流暫態(tài)過程影響因素 118
7.1.4 自由分量的衰減與振蕩特性 122
7.2 零休階段恢復電壓特性 126
7.2.1 恢復電壓上升率計算模型 126
7.2.2 單相接地故障電路模型 127
7.2.3 恢復電壓上升率影響因素 130
7.3 本章小結 137
第8章 潛供電弧抑制措施研究 138
8.1 面向潛供電弧抑制的并聯(lián)電抗器參數(shù)綜合優(yōu)化 138
8.1.1 同塔多回線路的電磁耦合模型 139
8.1.2 基于潛供電弧抑制的并聯(lián)電抗器參數(shù)優(yōu)化 142
8.1.3 基于諧振過電壓抑制的并聯(lián)電抗器參數(shù)優(yōu)化 146
8.2 基于均壓電容的新型潛供電弧抑制措施 149
8.2.1 雙斷口斷路器拓撲 149
8.2.2 考慮雙斷口斷路器均壓電容的線路模型 150
8.2.3 仿真計算 155
8.2.4 基于擴展均壓電容的新型潛供電弧抑制措施 161
8.2.5 影響因素分析 163
8.2.6 均壓電容運行技術指標 166
8.3 本章小結 166
第9章 復雜工況下的潛供電弧問題 168
9.1 安裝混合無功補償特高壓輸電線路潛供電弧特性與重合閘策略 168
9.1.1 混合無功補償關鍵元件及結構組成 169
9.1.2 混合無功補償對潛供電弧影響仿真分析 170
9.1.3 混合無功補償對潛供電弧低頻振蕩影響機理 172
9.1.4 影響潛供電弧特性的因素 173
9.1.5 混合無功補償中旁路斷路器與主斷路器單相重合閘配合策略 177
9.2 安裝故障限流器的輸電線路潛供電弧特性與重合閘策略 178
9.2.1 氧化鋅避雷器式故障限流器簡介 179
9.2.2 超高壓輸電系統(tǒng)分析模型 179
9.2.3 旁路斷路器斷開時間對潛供電流的影響 180
9.2.4 潛供電流低頻分量的產生機理分析 182
9.2.5 含限流器的線路單相重合閘操作 184
9.3 本章小結 187
第10章 特高壓半波長輸電線路的潛供電弧特性 189
10.1 半波長輸電線路潛供電流和恢復電壓 189
10.2 半波長輸電線路潛供電流和恢復電壓仿真研究 191
10.2.1 傳輸功率對潛供電流和恢復電壓的影響 191
10.2.2 調諧方式對潛供電流和恢復電壓的影響 194
10.2.3 線路長度對潛供電流和恢復電壓的影響 197
10.3 潛供電弧抑制措施與單相自動重合閘 198
10.3.1 快速接地開關的分布配置 198
10.3.2 半波長輸電潛供電弧燃弧時間與單相重合閘 203
10.4 本章小結 204
參考文獻 206