Введение

Актуальность темы. Дуговой разряд вызывает в ЭС искажение синусоидальности кривой напряжения, не симметрию и колебание напряжения, что может привести к критическим последствиям.

Исследование и моделирование электрической дуги является основным положением в электроаппаратостроении. Развитие современной науки и техники требует дальнейшего совершенствования защитной аппаратуры.

Электрическая дуга обладает сложной структурой, в соответствии с которой, в нем могут быть выделены зоны, по характеру преобладающих процессов, при этом установление связи между этими зонами остается достаточно сложной и неопределенной задачей. Изучение приэлектродных областей и столба электрической дуги, и установление связи между ними, позволяет получить основные характеристики электродугового разряда, требуемые для анализа высших гармоник.

Объект исследования. Модель электрической дуги.

Предмет исследования. Характеристики электродугового разряда: Rд,Iд,Uд.

Цель работы является: составление сравнительного анализа и выбор более точной модели электрической дуги для анализа высших гармоник, вырабатываемых в электрическую сеть нелинейной дуговой нагрузкой.

Основные задачи диссертационной работы связаны с разработкой решений проблем искажения синусоидальности кривой напряжения, не симметрии и колебание напряжения вызванный дуговым разрядом. Для этого необходимо:

1. Проведение анализа современного состояния теоретических и практических положений, связанной с методикой исследования дугового разряда.

2. Составление математического описания модели электрической дуги.

3. Совершенствование методик решения уравнений, позволяющих более полно описать математическую модель электрической дуги.

4. Моделирование электрической дуги, позволяющие получить более точные данные.

Методы исследования: При создании математической модели электрической дуги различной степени и точности широкое распространение получили методы с использованием ВАХ.

Параметры электрического режима и ВАХ дуги изменяются во времени по нормальному закону распределения плотностей вероятности. При анализе моделей электрической дуги используется параметры типичной динамической ВАХ математических ожиданий тока и напряжения дуги.

Достоверность и обоснованность полученных выводов подтверждается многократными проверками результатов эксперимента; непротиворечивостью экспериментальных результатов известным теоретическим положениям; корректной статистической обработкой данных.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1.Впервые производится сравнительный анализ характеристик дугового разряда, полученных экспериментальным методом в виртуальной лаборатории Matlab Simulink и на реальной лабораторной установке.

2.Получены новые вольтамперные характеристики дугового разряда.

Практическая значимость работы:

1.Разработана более точная модель электрической дуги, для дальнейшего применения в электроаппаратостроении.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на  IV Всероссийской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов « Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов»,(Тольяти,2016); XI Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения»,(Казань,2015); XX Юбилейном аспирантско - магистерском научном семинаре, посвященному Дню энергетика,(Казань,2016).

Публикации. Содержание диссертации изложено в 6 публикациях: 1статья в единой базе данных научных работ Российской Федерации «РИНЦ».

Личный вклад соискателя. Модель была разработана, изготовлена и настроена лично соискателем. Автор принимал непосредственное участие в проведении экспериментов.