基于矩量法的空心电抗器工频磁场仿真分析

为了研究变电站站内干式空心电抗器周围工频磁场的分布情况,笔者基于矩量法,首先推导了工频磁场矩量法的计算原理,然后以35 kV干式空心电抗器为例对单相电抗器、三相电抗器组进行模型建立与工频磁场分布的计算与分析。将计算结果与实测结果进行对比,两者结果吻合良好,说明了文中方法及模型的准确性与有效性。最后分析空心电抗器组在不同运行方式时对其周围工频磁场分布的影响情况,为研究变电站站内电抗器周围工频磁场的分布提供参考。     

35kV三相空心电抗器组的磁场分布

干式空心电抗器产生的强磁场是变电站内电磁污染的主要来源。为此,总结分析了现有的空心电抗器磁场计算方法,并基于场-路耦合计算模型对三相干式空心电抗器组建立了仿真模型。对35kV品字形排列电抗器组进行仿真计算,计算结果与该电抗器组测量值相符。研究得出了三相空心电抗器组的安装高度和相间距离对周围工频电磁场分布的影响:电抗器周围的磁感应强度随着支柱高度的增加而降低,但仅限于距离电抗器较近的范围内;增大相间距离,对电抗器周围工频磁场的分布改善较小,反而增加了电抗器所需要的安装面积和泄漏磁场的分布范围,对于改善泄漏磁场分布并没有较大的实用价值。     

空心电抗器磁场分布和防护体架设研究

变电站投运的空心电抗器产生的强磁场是变电站磁场污染的主要来源之一。建立了计及涡流影响的空心电抗器磁场有限元模型,仿真计算了其磁场分布,并与实测数据进行比较。从职业暴露安全的角度考虑,提出了对电抗器架设防护体以改善职业暴露区磁场分布的措施。通过比较不同材料、尺寸、位置等多种情形下防护体对电抗器磁感应强度分布的影响,最终提出防护体的最优架设方案。     

10 kV空心电抗器周围工频磁场的简化计算及影响范围

10 kV空心电抗器是110 kV和35 kV变电所中重要的工频磁场源。现有的空心电抗器周围工频磁场的计算方法需要电抗器的详细设计数据,而这些数据通常是制造商的技术秘密。笔者采用只需电抗器的铭牌参数和外形尺寸的简化方法分析10 kV空心电抗器周围的工频磁场分布。并用该方法分析电抗器的设计、布置等对周围磁场水平的影响。根据相关标准限值对这种电抗器的工频磁场暴露和干扰影响范围给出了定量的评价,可供变电所设计时参考。     

全户内变电站电抗器电磁环境及防护方案的分析研究

为研究全户内变电站空心电抗器周围电磁环境特性,在分析三维电磁场理论的基础上,利用有限元仿真软件对单相空心电抗器及电抗器室建立电磁仿真模型.分析空心电抗器周围电磁场分布情况,研究屏蔽装置不同材料和 不同厚度方式下整个仿真空间内磁场的变化情况,为改善全户内变电站的电磁环境提供解决方案.     

干式空心直流平波电抗器磁场分布与屏蔽研究

高压直流输电的快速发展使得平波电抗器成为换流站电磁污染的主要来源。为降低平波电抗器周围的空间磁场,对胶东±660 kV换流变电站满负荷运行条件下极母线平波电抗器的空间磁感应强度进行测量得到平波电抗器实际的磁感应强度分布,通过数据处理消除了地磁场对测试数据的明显影响,建立了平波电抗器在静磁场下的磁场分布模型并结合测量数据验证了计算模型的准确性。最终提出了几种磁场屏蔽方案,通过比较不同材料、尺寸及位置下屏蔽体的屏蔽效果的比较,得出了最优的屏蔽体架设方案。     

车载油浸式空心电抗器工频磁场计算

车载油浸式空心电抗器没有铁心,在进行特高压GIL交流耐压试验时工作电压高,工作电流大,可能在周围产生较强的磁场。为确保现场试验人员和电抗器周边设备的安全,研究电抗器周围工频磁场分布十分必要。文中对车载油浸式电抗器进行了电路建模,然后基于毕奥—萨伐尔定律计算了车载油浸式空心电抗器周围工频磁场分布。文中计算得到的结果与有限元法计算结果相符。相比有限元法,文中算法对计算机性能要求低,计算速度快,能提高电抗器工频磁场计算效率。同时文中计算得到车载油浸式空心电抗器周围工频磁场分布可为特高压GIL现场耐压试验制定安全准则提供参考。     

干式空心电抗器工频磁场屏蔽方法的研究

干式空心电抗器运行时会在周围产生较大的漏磁场,是电力系统中电磁污染源之一.为解决此电磁污染,基于工频磁场屏蔽原理,探讨干式空心电抗器的漏磁场屏蔽方法.采用Ansoft软件的涡流场有限元计算模块,分别对电抗器上端、下段及外围漏磁场进行分析,通过仿真计算不同屏蔽方式对电抗器磁场、电感及电流分布的影响.同时生产附带外围屏蔽的电抗器样机一台,和普通电抗器做漏磁场测试对比.最后结合仿真结果和根据实际可行性,给出了工程上的应用建议.     

35kV干式空心电抗器下工频磁场抑制

针对35kV干式空心电抗器下磁场较强,对周围电磁环境的影响较为突出的问题,采取了一种施加高电导率屏蔽防护体的方法来有效地减小其周围工频磁场的大小。在建立的分析模型基础上,利用混合有限元的方法,计算和分析了干式空心电抗器在采取屏蔽防护体措施后不同情形下的工频磁场分布情况,并分析了施加某屏蔽体后对电抗器电抗参数和能量损耗的影响。结果表明,所采取的屏蔽防护方法能显著地降低干式空心电抗器下方区域的工频磁场强度,且对电抗参数的影响和屏蔽体的能量损耗都在容许及可接受的范围。     

串联空心电抗器故障分析

通过对某220 kV变电站发生的一起10 kV电容器组串联电抗器事故进行分析,探讨同型号空心电抗器存在的共性问题,得出该串联电抗器故障原因有制造工艺差、绝缘老化及操作过电压的影响.提出空心电抗器维护及改进措施.为提高电容器组串联空心电抗器的安全稳定运行提供理论依据.     

干式空心电抗器磁场和电感的计算分析

基于场-路耦合计算模型,采用有限元软件对干式空心电抗器的磁场和电感进行了计算和分析。以一种空心电抗器为例,给出了磁场分布图以及各个包封的电流和电流密度值。将电流、电感和损耗的计算值与实测值进行比较,表明场-路耦合计算方法具有较高的准确度,可满足空心电抗器的工程设计要求。     

基于场-路耦合的干式空心电抗器稳态电磁场及电动力分析

干式空心电抗器具有线性度好、维护方便、难燃、无污染等显著优点,是一种广泛应用于远距离输电线路的无功补偿装置,它的运行状况直接影响着电网输电质量。以干式空心串联电抗器为研究对象,利用有限元分析软件建立了场-路耦合分析模型。通过稳态求解对电抗器匝间的磁场、电场以及内部所受电动力的分布进行分析研究,给出了干式空心电抗器内部磁场、电场以及所受电动力的分布规律。所做工作为电抗器的优化设计以及绝缘材料的合理选择提供了良好的参考依据。     

基于磁场探测法的电抗器匝间短路故障检测法的研究与应用

干式空芯电抗器匝间短路故障发生概率大,若不及时排除,会造成严重的后果,而常用的传统检测方法存在准确度和灵敏度不足的问题。针对此问题,文中提出了一种基于磁场探测法的电抗器匝间短路故障检测方法,首先通过滑动均值平滑采样数据,再根据误差限阈控制模型判断是否发生匝间故障,实现电抗器匝间短路故障在初期和发展期的在线监控和及时准确的故障预警。工程实例验证表明:文中所提出的方法相较于传统方法,信号强度增强了50~100倍;同时,所提出方法对于是否发生匝间故障具有良好的可靠性和稳定性。综上所述,文中方法可应用于工程实际,具有广泛的推广应用价值。     

高压电抗器匝间短路三维模型计算与分析

为了研究干式空心电抗器匝间短路电流、磁场和电动力随匝间短路故障位置变化的分布规律,基于磁场-电路耦合电磁学理论,建立了外电路约束条件下干式空心电抗器匝间短路故障的三维磁场-电路计算模型。采用有限元法计算正常状态下该模型的电感与各层电流,将计算结果与解析法所得结果、实测数据进行对比,验证了该模型的准确性。建立匝间短路故障模型,精确计算匝间短路电流。研究结果表明:当电抗器发生匝间短路故障时,短路电流较正常电流急剧增加,不同位置的匝间短路故障的短路电流呈现出端部向中心位置、内层向外层增大的趋势;匝间短路故障处的磁场与电动力迅速增大,短路层的磁场与电动力方向发生改变。     

干式空心电抗器设计软件开发与应用

基于等电阻电压的设计方法，开发了干式空心电抗器设计软件，提供解析法和有限无法两种计算方法，通过优化设计得到空心电抗器的结构参数，并给出电抗器的磁场和温度场分布，对不同安装方式和不同订货参数的空心电抗器都可以进行设计。以一种型号的空心电抗器为例，分别给出了三相平放和三相叠放时电抗器的参数。     

干式空心电抗器磁场对空间闭合环路影响的研究

介绍了计算干式空心电抗器磁场的解析方法,并对空间闭合环路受电抗器磁场影响所产生的充进行了计算分析,并用试验方法对计算结果进行了验证,结果表明,在空心电抗器的设计安装中,必须考虑诸如围栏、接地网等可能构成闭合环路结构的充问题,尽可能避免电抗器周转出现能构成闭合环路的结构．     

电容器组串联用干式半铁心电抗器磁场分布特性的研究

采用场路相结合的方法分析和计算干式半心电抗器的磁场分布规律。首先,利用有限元磁场计算结果求解出干式半心电抗器各并联支路线圈自感及支路线圈间的互感;然后,采用相量法求解出正弦电压激励下各并联支路的电流;最后,采用有限元法建立了干式半心电抗器在电流激励下的轴对称磁场计算模型;分析和计算了铁心对电抗器磁场分布规律的影响,为干式半心电抗器的设计和研制提供了理论依据。