电力系统发生短路故障时,巨大的短路能量注入到金属氧化物限压器(metal oxide voltage limiter,MOV)上,导致其温度快速升高。为保证MOV的可靠运行,延长其使用寿命,需要尽快散热降温。因此,MOV冷却结构的设计和了解MOV的温度分布非常重要。为此,提出了一种新型MOV冷却结构,并基于传热学的理论建立了MOV三维温度场有限元法计算模型。用有限元计算软件ANSYS系统地计算分析了MOV冷却通道的直径、条数和分布等几何量对于通风道内传热特性的影响。结果表明:这种新型冷却结构的MOV要比传统MOV的散热能力更好,MOV散热能力随冷却通道直径不同而变化,通道直径存在约10 mm的最优值,此时冷却结构散热效果较好,4条冷却通道比2条冷却通道具有更好的散热效果。
金属氧化物限压器(metal oxide voltage limiter,MOV)作为串联谐振型故障限流器的关键部件,其可靠运行尤为重要。以110 kV单相线路为例,利用电磁暂态分析程序对MOV在系统短路故障过程中能量吸收的特性进行仿真分析。仿真结果表明,短路故障时间越长,MOV需要吸收的能量越多;快速开关闭合时间的长短决定了MOV短时吸收能量的大小。进一步利用有限元计算方法,以MOV单元阀片和MOV本体结构为研究对象,对暂态过程中MOV的热特性进行研究,得出了MOV阀片温升与短路故障时间及注入能量之间的变化曲线,同时计算出MOV单元阀片及MOV本体的温度场分布,分析了其温度分布特性。在此基础上,制作了实际MOV本体模型,并进行了MOV温升的实验测定,结果表明实验测量与相应的理论计算符合较好,证明了相应计算方法的可靠性。研究结果为设计故障限流装置保护配置策略及MOV温升保护策略提供了工程参考,为MOV的本体设计提供了理论依据。
