基于改进电弧模型的PSCAD仿真分析.pdf

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1、(电气开关>(2010．No．6)27文章编号：1004—289X(2010)06—0027—04基于改进电弧模型的PSCAD仿真分析黄冬生(南宁供电局，广西南宁530031)摘要：通过理论建模分析的方法，根据电弧的基本控制方程，建立了喷射气流条件下改进的Mayer电弧模型，并利用PSCAD对气流灭弧过程进行了仿真。仿真表明在高速气体的冲击下，间隙电弧能够被高速气流快速切断而熄灭。关键词：电弧模型；PSCAD；气流灭弧；仿真中图分类号：TM712文献标识码：BSimulationAnalysisofPSCADBasedonImprovedArcMod

2、elHUANGDong—sheng(NanningPowerSupplyBureau，Nanning530031，China)Abstract：Bythemethodofthetheoreticalmodelinganalysis，theimprovedMayerarcmodelunderjetairflowconditionisbuiltaccordingthebasicconrolequationofthearc．UsePSCADfortheairflowarcsuppressionsimulatin．Thesimulatinshowsthatt

3、hegaparccanquicklybecutbyhigh—speedairflowunderhigh—speedgasimpulse．Keywords：arcmodel；PSCAD；airflowarcsuppression；simulation有限值R。在电流过零后，立即就有电流通过间隙，1引言并在间隙中输人能量。这能量输入的过程自然与电路7O年代初，电弧动态模型有了较大的发展。80年的参数、电源电压以及弧隙本身的电阻开关。当弧隙代，高气压电弧(轴向气吹)数学模型有了进一步的发电阻R=0时(由于存在外界电路，电流仍为有限展。其中具有代表性的是K．

4、Ragaller的轴向气吹s值)，在弧隙中输入的能量W=0。假使R=∞，则在电弧在电流过零后的介质恢复特性的研究；R．R．Mitch—弧隙中并没有输人的能量，因为这时电流应等于零el1．D．T．Turea的强制对流所稳定的电弧特性的非定常(假定电路电势是有限的)，所以W=0。因此在弧隙二维计算；J．F．Zhang，M．T．C．Fang等人的2kA直流氮电阻等于零及无限大之间应当有如此一个电阻尺值，气电弧的理论分析。国内，电弧动态模型的研究起步较这时输入的能量等于最大值，如图1所示。相应与晚。直到80年代初，国内才开始系统的电弧动态模型。能量最大值的弧

5、隙电阻为兄wl_4J。W本文从电弧的基本控制方程出发以电弧数学模型为基本，建立了喷射气流条件下改进的Mayer电弧模型方程，并利用PSCAD该模型对其进行了仿真分析_1J。2电弧数学模型计算的理论基础2．1电弧的形成机理图1弧隙电阻与输入能量的关系电弧的数学模型计算，是将电弧当作为一个圆柱假使在电流过零后，立刻RRwm,~lJR的增加随着发生部分时，弧隙电阻逐渐增加，而在电流过

6、零时达到某一<电气开关>(2010．No．6)一条由若干电弧片断连接而成的链条，电弧片断的个W的减少，=“一”。因此，Rw是平衡过程中的临uJLg体运动决定了电弧链的整体运动。Mayer从宏观的角界值。事实上，在第一种情况下，RRw，电阻R的增加将使的增大而降低；能量输入的过程减慢，因而就可能继续增加_4J。(2)只研究长

7、弧情况，即认为电弧电压等于弧柱2．2电弧动态模型压降，同时不计沿轴向和从电极散发的热量；弧隙电阻与呼吸输入、散出能量及时问的表达式，(3)弧柱功率的散发主要是由于对流、传导和辐即电弧动态模型如下式：射；E：R：r(P，Ⅳ，￡)，一，。／(4)不考虑弧柱中气体的热物理性质随温度变化g的关系；式中，is一电弧电流的瞬时值；卜电弧电压梯(5)弧柱中的热电离情况，可按沙哈方程确定。度的瞬时值；尺一单位长度电弧电阻的瞬时值；P一单在喷射气流条件下电弧模型方程为：位长度电弧中输入的功率，P=Ei；Ⅳ_一单位长度电弧中散出的功率；t一时间。_Pl(6)弧隙电阻或其

8、倒数(弧隙电导)总的来说是弧隙式中：dq／dt是单位电弧弧柱储能量的变化；ei是中积累能量的函数：单位弧长输