特高压干式平波电抗器损耗与热点温升计算及试验研究

为综合分析特高压直流输电用干式平波电抗器的损耗与温升,获得其热点位置与热点温升,文中推导了平波电抗器各个包封中直流电流损耗与谐波电流损耗分布的计算方法。针对一台±800 kV/4 000 A特高压干式平波电抗器,分析了加载等效直流电流的温升试验工况下电抗器的损耗分布与实际运行中包含谐波损耗的损耗分布的差异。对温升试验工况下特高压干式平波电抗器的温度场进行了计算,获得其温升分布,通过相应的温升试验,验证了仿真计算结果的可靠性;最后,比较了运行工况与温升试验工况下特高压干式平波电抗器的温升分布的差异。结果表明:简单地应用等效直流温升试验来研究平波电抗器热点温升的方法是不合理的;应该大力研究混频电流的加载,提高温升试验的精确度。     

±800 kV高压直流输电用干式平波电抗器的研发

介绍了±800 kV直流输电工程用干式平波电抗器的设计开发情况,其中包括平波电抗器的基本设计、直流磁场和谐波磁场分析计算、冲击分布特性和电场计算分析、避雷器保护和温升计算等内容.通过对±800 kV干式平波电抗器的分析计算研究,目前保定天威保变电气股份有限公司已经完成了平波电抗器的初步设计,已经具备了生产±800 kV干式平波电抗器的技术条件.     

SVC及其TCR电抗器的设计

介绍了SVC的基本要求和工作原理,分析了TCR电抗器的作用及工作特性,着重分析了TCR电抗器谐波电流下的损耗计算及温升校验方法,对干式空心TCR电抗器的设计计算、制造及试验有一定的指导意义.     

基于多物理场耦合的高压电抗器温度场仿真与分析

为研究干式空心电抗器整体及包封内部各层绕组温度分布特性,根据电磁热流多物理场耦合方法,建立了干式空心电抗器电磁-流体-温度三维温升计算模型。首先,基于场-路耦合的电磁学理论,采用有限元法求取电抗器各层电流,计算各层绕组损耗。然后,基于流体-温度耦合的传热理论,以各层绕组损耗为热源,采用有限体积法求解电抗器温度分布。最后,采用稳态热学分析法验证了结果的准确性。研究结果表明:电抗器温度分布呈现上区域大于下区域、中间包封大于两侧包封的变化趋势,各层绕组温升热点位于电抗器轴向高度约85%到90%。研究结果为电抗器结构优化、温度的在线监测提供了理论依据。     

干式空心电抗器损耗计算方法探讨

基于干式空心电抗器结构,介绍了电抗器损耗的计算方法.首先,从单匝导线的涡流计算出发,介绍了圆导线情形下电抗器涡流损耗的计算方法.其次,分析了电抗器线圈的总涡流损耗值、单匝导线的电阻损耗、电抗器线圈的总电阻损耗值的计算过程.最后,在理论分析的基础上,以实际测量模型电抗器的方式求得了最终的计算结果,即干式空心电抗器的总损耗值,验证了该计算方法的正确性。     

干式空心电抗器温度场计算与试验分析

基于电磁学和传热学理论,建立干式空心电抗器三维温升计算模型,首次考虑了星形支架损耗对包封热点温度的影响。应用损耗分离方式计算包封和星形支架的热源,采用有限容积法直接求解电抗器流体场与温度场,获得电抗器温度场分布特性,分析并总结包封轴向及径向温度分布规律。计算结果表明:星形支架损耗为包封损耗的3.7%,对包封热点温度的影响约为3 K。最后,通过电抗器温升试验验证了温度场计算的准确性,为干式空心电抗器温升计算以及温升监测提供了理论基础和参考依据。     

干式空心并联电抗器电磁–流体–温度场耦合计算与分析

为提高干式空心电抗器温度场计算精度,基于多场耦合有限元理论,考虑包封撑条和防雨帽的影响,建立了外电路约束下的干式空心并联电抗器电磁–流体–温度多场耦合数值计算模型。通过电磁场计算得到包封的损耗,并将其作为三维流体–温度场的热源计算电抗器的温度场和流场分布。由于导体电导率与温度相关,在电磁–流体–温度场中迭代计算了包封损耗。将考虑包封撑条和防雨帽的温升计算值和未考虑包封撑条和防雨帽的温升计算值分别与红外测温对比分析,结果表明:考虑包封和防雨帽的模型计算更加精确,温升最大误差3%,而未考虑包封和防雨帽影响的误差高达9%。通过分析电抗器包封轴向及顶部径向温度分布规律,为干式空心并联电抗器的设计、运维和温升在线监测提供理论依据。     

±800kV直流干式平波电抗器的技术规范

干式平波电抗器相比油浸式平波电抗器具有对地绝缘简单、绝缘子承担对地电压、无油设计、无铁心和对地电容小等优点,特高压直流输电工程推荐选用干式平波电抗器。但干式平波电抗器运行经验较少,开发制造难度较大,所以研究其技术规范具有重要的作用。为此,详细分析了干式平波电抗器的特点,提出了其额定电感、额定电流值、绝缘水平、爬电比距、温升、型式试验、例行试验和需要特殊考虑的问题,对特高压干式平波电抗器的研制、生产、试验和运行具有重要的指导作用。     

基于流体—热力学耦合的大容量干式电抗器温度场研究

针对加装防雨降噪装置的±800 kV/6 250 A大容量干式平波电抗器温度场分布问题,依托于输送容量为10 GW特高压直流输电工程,采用流体—热力学耦合的仿真方法与试验相结合的方式,文中研究了±800 kV/6 250 A干式平波电抗器温度场分布特性。试验结果表明:一是平波电抗器温升试验与仿真结果吻合,验证了仿真模型的合理性和准确性;二是防雨降噪装置改变了电抗器上方空气的流动方向,增加了空气流动阻力,影响了电抗器的散热效果;三是800 kV/6 250 A干式平波电抗器实测热点温升为68.1 K(第14包封层),满足设计要求。上述研究成果可为干式平波电抗器温度场分布研究以及优化设计提供参考。     

±350kV柔性直流输电用桥臂电抗器温升试验

针对柔性直流桥臂电抗器和常规直流平波电抗器间交直流谐波电流的特征差异,依托云南异步联网工程,研究了桥臂电抗器额外开展交流温升试验的必要性,推荐了交流温升试验方法,并开展了对比性温升试验研究。结果表明:首先,桥臂电抗器不能简单沿用常规直流平波电抗器基于直流电流分配特性的温升设计和试验方法;其次,云南异步联网工程桥臂电抗器全面满足了工程要求的交直流复合电流下的温升限值要求。研究成果可为今后工程可能遇到的交直流复合大电流下各类电抗器的设计选型提供参考。     

±400kV青藏联网工程干式平波电抗器研制与试验

介绍了±400kV青藏联网工程用的干式平波电抗器的研制过程,其中包括电抗器的电感、损耗、温升、电场屏蔽结构及支撑体系设计,并给出了设计参数和试验结果。     

特高压干式平波电抗器谐波损耗分离计算

对特高压干式平波电抗器的绕组和支架的谐波损耗进行了分析。     

特高压直流干式平波电抗器多谐波特征参量测试技术及应用

特高压直流(UHVDC)干式平波电抗器的谐波特征参量直接影响着它的安全稳定运行。为准确测量平波电抗器各次谐波特征参量,从而评估它的性能,通过理论及仿真分析,验证了小电流下的等效测量原理并获得了平波电抗器在双12脉动换流工况下的谐波电流频谱;提出了多谐波特征参量测量系统,并开展了±800 k V特高压平波电抗器特征参量的实测研究。结果表明:电压和电流准确度为0.03%、功率因数角准确度为0.05%时,在95%置信水平下谐波电抗测量不确定度为0.11%,提出的系统能够准备测量平波电抗器特征参量。研究结果可为特高压直流平波电抗器产品设计、性能考核和评估提供方法和指导依据。     

±1100kV特高压干式平波电抗器绝缘设计与试验分析

±1 100 kV干式平波电抗器作为±1 100 kV特高压直流输电工程关键主设备之一,肩负着抑制谐波、限制故障电流等作用。在±800 kV干式平波电抗器研制的基础上,根据±1 100 kV干式平波电抗器相关技术规范要求,对±1 100 kV干式平波电抗器的绝缘试验水平选取、绝缘设计、绝缘试验设置、试验方法、判断准则以及试验结果分析等方面进行研究。为验证平波电抗器的绝缘设计,对±1 100 kV干式平波电抗器进行了多次负极性全电压及截波雷电冲击绝缘试验和多次全电压中频振荡试验,±1 100kV干式平波电抗器在1 360 kV雷电冲击电压和1 050 kV中频振荡试验过程中,试品内部无烟雾、无异常声响,匝间无放电,试品表面无沿面闪络现象,未出现畸变现象,试验波形稳定,满足绝缘设计和技术规范的要求。试验结果表明:±1 100 kV特高压干式平波电抗器雷电冲击水平(1 360 kV)和中频振荡水平(1 050 kV)电压取值合理,绝缘设计可靠,满足雷电冲击和中频振荡设计要求,可为特高压干式平波电抗器的研发及设计提供参考依据。     

干式变压器电磁特性参数的数值计算与统计分析

利用有限元方法,对同一系列的多台干式变压器短路阻抗、绕组涡流损耗等电磁特性参数进行了数值计算与分布规律的统计分析,为同类干式变压器附加损耗的准确计算提供了设计参考.     

文摘

特高压干式空心平波电抗器的耐热性能与温升限值,一种无滤波器的谐波电流检测新方法,混合优化方法及其在电力系统无功优化中的应用,一种改进型单级功率因数校正电路的设计     

±800kV斜撑式干式平波电抗器电场分布及均压结构研究

依据±800 kV斜撑式干式平波电抗器的基本结构特点,应用二次开发的有限元软件,建立了三维仿真计算模型,进行了电场、电位分布仿真计算,研究了±800 kV斜撑式干式平波电抗器的均压特性,并优化其均压环装置。经优化的结构可以满足±800 kV斜撑式干式平波电抗器的外绝缘要求。     

基于等温等压法设计的大容量干式空心电抗器交、直流温升特性

针对干式空心电抗器在直流电流和交流电流下温升分布特征差异,依托于南方电网公司滇西北送电广东±800k V特高压直流输电工程,采用理论、仿真与试验相结合的方式,基于等温等压法大容量干式空心电抗器分别在全损耗等效直流电流和全损耗等效交流电流下开展了温升设计与试验。结果表明:首先,通过合理导线选型以及线圈本体结构设计,干式空心电抗器可同时满足全损耗等效直流温升试验和全损耗等效交流温升试验要求。其次,在全损耗等效直流温升试验下线圈本体温升明显高于全损耗等效交流温升试验。最后,金属辅件采用特殊设计结构,可保证交流温升试验下发热温度可控。研究成果可为后期交、直流复合干式空心电抗器的设计提供依据。     

文摘

特高压干式空心平波电抗器的耐热性能与温升限值，一种无滤波器的谐波电流检测新方法，混合优化方法及其在电力系统无功优化中的应用，一种改进型单级功率因数校正电路的设计     

±1100kV干式平波电抗器电场分布和操作冲击放电特性

±1100 kV干式平波电抗器是特高压直流输电工程中关键主设备之一,为确定平波电抗器的外绝缘特性,开展了±1100 kV干式平波电抗器电场和操作冲击放电特性研究。首先,对±1100 kV平波电抗器的电场分布进行了仿真计算,在直流电压下,平波电抗器电位分布较为均匀,关键位置电场强度值均低于一般要求的1500 V/mm的经验值;然后,开展了干燥及模拟人工降雨下±1100 kV平波电抗器操作冲击放电试验,得到了其在安装不同管径均压环时的50%操作冲击放电电压U50%:随着均压环管径的增大U50%略微升高3.06%;随着雨量的增大,U50%呈降低趋势,大暴雨条件下的U50%较干燥情况下U50%相比降低4.7%;不同试验条件下±1100 kV平波电抗器的U50%均大于工程所需的2400 kV。由仿真与试验结果可得,±1100 kV平波电抗器设计能够满足工程的需要,同时研究结果为±1100 kV平波电抗器外绝缘参数的确定提供了参考。