大截面电力电缆固定金具参数与涡流损耗的数值关系分析

电力电缆固定金具安装在电缆线路上,是对电缆起固定和支撑作用的重要附件设备,而目前工程中对于大截面电力电缆固定金具的选型仍缺乏相关规范。文中通过建立大截面电力电缆与固定金具的三维有限元涡流场模型,仿真计算出不同固定金具参数下金具的涡流损耗值,并以仿真数据为基准分析了电缆固定金具参数与涡流损耗之间的数值关系。通过曲线拟合、非线性回归分析以及误差校验得出固定金具涡流损耗与金具厚度、长度、气隙大小以及金具材料电导率之间的计算公式。为实际工程中电力电缆固定金具的安装提供了参考,对电力电缆固定金具的设计和选型具有一定的指导意义,可供电缆固定金具生产和研究的应用。     

高速永磁电机的永磁体和护套涡流损耗分析

应用于飞轮储能的高速永磁同步电机涡流损耗的研究对于电机可靠性具有重要意义。通过有限元仿真分别计算永磁体和护套中的涡流损耗,并重点研究高速电机护套材料电导率的不同对于高速电机转子涡流损耗的影响,以及永磁体与护套电导率的比值对转子总损耗的影响。结果表明:在选择护套时并不是导电率越小越好,只有当小于某个特定电导率时,总损耗才能降低;并且护套材料的电导率越大,其对永磁体中的涡流损耗的屏蔽效果越明显,护套材料电导率的大小,对损耗在护套和永磁体中的分布起了一定的分配作用。     

输电线路节能金具的应用

输电线路上可锻铸铁金具在交变电流的作用下会产生磁滞和涡流损耗。为减少这种线损而研制开发出无磁钢材料,用这种材料制造的节能金具,经对比试验和挂网运行半年的实际检测表明节能效果良好,可用这种节能金具更换线路上原铸铁金具,以隔断磁回路降低线损。     

±800 kV输电线路直流绝缘子串分布电导模型及其对电压和泄漏电流的影响研究

直流绝缘子串泄漏电流不仅是绝缘子金具腐蚀的主要原因,同时也是在线监测的一项重要指标。为了研究直流绝缘子串上不同位置绝缘子金具上的泄漏电流的组成及分布特性,文中建立了直流绝缘子串三维有限元模型,研究了绝缘子串上金具对导线、大地,以及绝缘子金具之间的电导,分析了绝缘子金具处泄漏电流的影响因素及分布特性。结果表明:直流绝缘子串不同位置金具上的泄漏电流存在较大的差异;绝缘子金具泄漏电流分为沿面泄漏电流和空间泄漏电流,沿面泄漏电流沿着绝缘子串表面流动,空间泄漏电流的一部分在绝缘子金具、空气、杆塔、大地之间流动,另一部分在绝缘子金具、空气、均压环、导线之间流动;直流绝缘子串电压分布情况是分布电容和分布电导共同作用而形成的动态平衡状态。该研究成果可为绝缘子金具腐蚀、泄漏电流在线检测以及绝缘子串等效电路的研究提供参考。     

超高速永磁同步发电机的多复合结构电磁场及温度场计算

以1台117kW、60000r/min的超高速永磁同步发电机为例,建立了二维瞬态电磁场数学模型,利用场路耦合时步有限元法分析了电机的磁场分布和气隙磁密,给出了输出电压、电流随转速变化的关系,并与试验结果进行了对比;根据流体力学原理和传热学理论,采用有限体积法计算了冷却介质三维流动时电机内及冷却介质的温度;研究了电机护套分别采用铜屏蔽层、碳纤维复合材料、热喷陶瓷涂层时转子的涡流损耗分布情况,给出了碳纤维复合材料导电性和铜屏蔽层厚度对转子涡流损耗的影响规律;最后通过对电机转子护套采用不同材料和结构时电机各部分温度的对比分析,得出了护套材料和结构对电机温度分布的变化关系,对超高速永磁电机设计具有一定的指导意义。     

外场辐照下埋地电缆瞬态响应规律研究

为研究埋地电缆耦合外界电磁场的变化规律,基于传输线理论,利用快速傅里叶变换和逆变换技术导出了外场辐照下电缆两端感应电压、电流的表达式,研究了感应电流的变化规律,结果表明:感应电流随电缆埋地深度的增加而减小;分别随大地电导率和相对介电常数的增大而减小,随着导体电导率的增大无明显变化;当线缆长度小于30 m时,随着线长的增加,感应电流峰值变大,当线缆长度大于30 m时,随着线长的增加,感应电流峰值减小。感应电流波形随线长的增加出现延时;在[0,90°]范围内,分别随极化角、方位角的增加而减小,随俯仰角的增大而增大;当电缆端接阻抗Z1为固定值,另一端接阻抗Z2增大时,Z2端电流呈减小趋势;当电缆端接阻抗Z2为固定值,另一端接阻抗Z1增大时,Z2端电流基本没有变化。     

线路金具的节能降耗

输电线路上可锻铸铁金具在交变电流作用下会产生磁滞和涡流损耗。对500kV线路研制开发了高强度无磁钢材料。用无磁钢制作的U形螺丝和导线压杠来隔断磁回路．可减少电能消耗。同时大大降低了供电成本。更换部分悬垂线夹配件,使运行线路上的金具节能改造更具有可操作性。     

输电线路采用节能金具及进行金具节能改造后的效果分析

针对输电线路上可锻铸铁金具在交变电流的作用下产生磁滞和涡流损耗。从技术节能手段上研制开发出无磁钢材料,制造的节能金具经国家资质试验研究院对比试验和挂网运行半年的实际检测,节能效果良好,为能在输电线路上进行全面推广,对运行线路原铸铁金具采取调换部分配件以隔断磁回路的方法,使运行线路上的金具节能改造更具有可操作性。     

基于三维时步有限元的永磁体涡流损耗分析

钕铁硼永磁材料具有较大的电导率,即使电机额定转速较低时,依然能在电机永磁体中产生较大的涡流损耗,影响电机性能,因此有必要对低速大转矩永磁同步电机永磁体涡流损耗进行研究。设计5台不同极槽配合的低速大转矩表贴式永磁同步电机,采用三维时步有限元法计算5台电机的永磁体涡流损耗。针对不同极槽配合电机气隙磁密分数次谐波含量对永磁体涡流损耗的影响进行分析。结果显示,分数次谐波含量越大永磁体涡流损耗越大。     

LB6-35电流互感器温升及涡流损耗研究

温升是考核电流互感器性能的重要指标之一,为此本文开展了LB6-35电流互感器温升计算的研究。论文分析了LB6-35电流互感器结构特征,建立了三维有限元温升计算模型。分析了集肤效应、涡流损耗以及储油柜材料等因素对LB6-35电流互感器温升的影响。研究结果表明∶1)集肤效应、涡流损耗和储油柜材料都会对电流互感器的温升产生影响,使其温度升高;2)上述三种影响因素中,集肤效应对温升影响最大,涡流损耗次之,材料影响最小。     

220kV电缆支撑系统涡流损耗影响因素研究

随着电力电缆在远距离输电系统的大力发展,电缆支架大规模应用,输电电压等级逐渐增加,电缆输送容量越来越大,成本低廉的普通钢支架涡流损耗不能忽略,讨论了电缆支架涡流损耗的计算原理及方法,针对220 k V高压电缆,建立有限元模型,从载流量、电缆与支架间距离、电缆排列方式、电缆支架材料四个维度考虑,定量的计算了各工况的电缆支架涡流损耗情况,根据计算结果,得出各变量对电缆支架涡流损耗的影响规律,并提出几种降低电缆支架涡流损耗方案。     

高压自耦变压器的涡流损耗计算与屏蔽措施

为应对大型电力变压器漏磁场及杂散损耗问题,采用三维非线性涡流场有限元分析方法,以1台高压自耦变压器为研究对象,引入B-H曲线来描述非线性材料的磁特性,对变压器结构件进行了漏磁场及涡流损耗计算。采用屏蔽措施之前,油箱及夹件等结构件涡流损耗及涡流损耗密度较大,容易引起局部过热问题并且影响变压器正常运行。通过进一步分析,给出了油箱磁屏蔽、夹件L型磁屏蔽和肺叶式磁屏蔽等降低杂散损耗的措施,以及多种屏蔽形式对漏磁场及结构件涡流损耗的影响。结果表明对电力变压器油箱、夹件等结构件采取合理的磁屏蔽措施能够有效地降低杂散损耗并消除热点,不同屏蔽形式对其周围结构件涡流损耗及漏磁场具有不同影响。     

高压电缆绕组直线电机定子及绕组的涡流分析

为研究高压电缆绕组直线电机运行中可能出现的发热现象,建立了直线电机定子及绕组电缆的计算模型,用有限元法计算了电机在三相交流电作用下的涡流及电磁损耗分布,研究了绕组电缆有无金属屏蔽时电机内涡流分布的变化,并分析了涡流产生的热效应及其对电机运行带来的影响。研究表明,若定子绕组电缆有铜屏蔽层,运行时屏蔽层内将感应很大的涡流,其热效应可使电缆绕组烧损,进而严重影响高压电机的正常运行。研究结果可供高压直线电机定子绕组电缆的结构设计及选型参考。     

有限元法计算交联电缆涡流损耗

电力电缆的导体交流损耗和金属屏蔽层涡流损耗是影响电缆群温度场分布和电缆载流量确定的重要因素。为确定电缆运行中的损耗,在考虑趋肤效应和邻近效应的基础上,利用有限元法对电缆群不同排列方式和接地方式下的导体交流损耗和金属屏蔽层涡流损耗进行了计算。计算结果表明,导体交流损耗随回路数增多、电缆间距减小而增大,金属屏蔽层损耗随回路数增多而增大,与电缆间距的关系与接地方式有关,单端接地时,金属屏蔽层损耗随间距增大而减小,双端接地时,金属屏蔽层损耗随间距增大而增大。     

电力变压器附加损耗计算及影响因素分析

为了准确计算并抑制变压器的附加损耗,笔者提出了计算电力变压器附加损耗的涡流场分析方法,对两种型号的油浸式变压器的涡流以及附加损耗分布进行了计算。在涡流场的计算中,通过对铁心材料磁导率和电导率各向异性的处理来等效铁心片之间的叠积效果。文中给出了各主要金属构件中的涡流以及涡流损耗的分布,并对影响附加损耗的几个因素进行了分析。结果表明:结构件采用非导磁材料;适当的调整各结构件之间的尺寸以及采用中部出线的分接类型都可以有效地降低附加损耗。最后,对多种型号的变压器附加损耗进行了试验验证,计算与试验数据吻合很好。     

紧圈对无刷直流电动机转子损耗及温升的影响分析

表贴式无刷直流电动机的永磁体和紧圈如果采用电导率较高的材料,在时间和空间谐波的影响下可能会产生明显的涡流损耗。利用有限元法计算了紧圈分别采用不锈钢和碳纤维两种电导率不同材料表贴式无刷直流电动机的转子涡流损耗,基于计算得到的涡流损耗利用解析集总参数热网络法对两台电机进行了热场分析,并通过实验验证了仿真结果。通过研究发现,采用碳纤维紧圈的电机转子涡流损耗明显减小,转子发热有效改善。     

不同材质电缆支架对电缆运行适用性研究

在大电流作用下,电缆支架的导磁性会改变电缆周围的磁场分布,进而影响电缆本体运行,导致其温升变化,以往电力规程规范对于电缆支架的选材并未给出明确说明。文中以江苏省电力公司镇江市南徐220 kV变电站电缆为例,采用二维电磁场-流体场-温度场多物理场耦合有限元计算方法,研究不同载流量、不同电缆材质支架对电缆运行温升的影响。结果表明不同材质电缆支架因涡流引起的电缆支架温升不会危及人身及设备安全,是否选用非磁性材质支架应综合考虑涡流引起的损耗及经济性。文中考虑了电缆支架的影响,给出了支架选择时的理论与工程应用依据,对提高电缆建设经济性和运行可靠性有重要意义。     

基于涡流损耗分析的金属顶管电缆沟优化仿真设计

高压电力电缆设计一直是电力设计的重要内容。随着电网建设水平的提升,电缆沟涡流损耗导致电能浪费并影响电缆寿命的问题越来越突出,因此文中以降低金属顶管电缆沟涡流损耗为优化设计目标,提出了一种新型的电缆沟设计。针对三相多回路的金属顶管电缆沟,分析研究发现:影响其涡流损耗的主要因素包括电缆相位的排列方式、顶管厚度和电缆距离。通过用Ansoft Maxwell进行仿真试验,在不同的电缆相位排列、顶管厚度及电缆距离条件下,模拟顶管涡流损耗的情况,再利用有限元法对电缆沟结构进行优化计算,获得新型电缆沟设计。试验结果证明了该设计能够有效降低涡流损耗。     

变压器线圈涡流损耗的混合算法

本文通过对变压器线圈载流导体涡流损耗的解析解和数值解的对比,提出了一种既节省计算时间,又有良好精度的适合于变压器线圈涡流损耗计算的新的混合算法,并以360 000kVA和17 000kVA两台三相电力变压器为例进行了计算。     

永磁同步电机转子涡流损耗计算的实验验证方法

表贴式永磁同步电机转子涡流损耗的计算受到很多学者的关注.但由于转子涡流损耗测量困难,目前还没有一种准确的实验验证方法.本文提出一种能分离出电机基本损耗、高频铜损和高频铁损的实验验证方法,对该验证方法的原理和实施方法进行了分析,并以一高速永磁同步电机的转子损耗测试为例,对永磁同步电机的高频损耗进行了测试和分析.实验结果表明,该验证方法能准确反映转子涡流损耗规律.