1000kV特高压并联电抗器周围声波干涉特性分析

为对特高压变电站的噪声进行综合治理,对变电站内主设备噪声进行了测量。采用相干和非相干声波理论,建立了并联电抗器周围声场分布模型,并计算了电抗器周围的声场。结果表明,并联电抗器噪声频谱中100 Hz的声功率级占整个1/3倍频带A计权声功率级的91.2%,该频率声波发生干涉,进而导致并联电抗器周围的声场分布存在极大值和极小值交替出现的现象;由于干涉声场的影响范围较大,因此在预测和评估特高压变电站的噪声时,不能将并联电抗器视为简单的非相干噪声源,而应采用相干声波理论来计算声场。     

高压并联电抗器噪声特性及控制

为全面掌握高压并联电抗器噪声的特性、计算及控制方法,通过理论分析、建模计算及现场实测,讨论了电抗器噪声的产生机理、声功率级和声压级特性、衰减和干涉计算方法以及控制措施。结果表明,电抗器噪声主要由铁芯饼间的电磁力产生,其声功率级随额定容量的增大而增加,声波能量主要集中在100 Hz为中心频率的1/3倍频带;电抗器声压级分布复杂,衰减较慢,存在明显声波干涉现象,其大小随运行电压增加而增大,但与运行负荷无关;电抗器噪声计算应考虑声波干涉,计算准确性有待提高,其噪声控制主要采用隔声罩,最高降噪量可达20 d B。该研究可为超、特高压变电站的规划设计及噪声控制、治理提供重要支撑。     

有限元法分析隔声装置对特高压并联电抗器散热性能的影响

特高压并联电抗器噪声问题日益突出,加装隔声装置能有效降低特高压并联电抗器噪声;但隔声装置可能造成特高压并联电抗器散热不足,使内部绝缘系统性能劣化,影响特高压并联电抗器运行可靠性与经济性,因此需对加装隔声装置后的特高压并联电抗器散热性能进行分析。通过有限元方法建立特高压并联电抗器模型,模拟其产热与散热过程,研究加装隔声装置前后的特高压并联电抗器散热性能,分析了油箱内温度分布情况以及温升值。研究表明,安装该隔声装置会导致特高压并联电抗器内部温升值增大2~3 K,但不会影响其安全稳定运行;仿真结果与试验结果有很好的一致性。电抗器内部热量散出主要依赖绝缘油的循环流动;在电抗器散热性能良好的前提下,安装隔声装置不会对其温升有较大影响。     

超高压电抗器隔声装置降噪散热性能分析

变电站高压并联电抗器噪声问题日渐突出,现有变电站通过对高压并联电抗器加装隔声装置达到控制噪声的目的,但隔声装置可能造成高压并联电抗器散热不足,使内部绝缘系统性能劣化,影响特高压并联电抗器运行可靠性与经济性。本文结合华东某超高压变电站实际应用案例,对加装隔声装置后的高压并联电抗器噪声影响和散热性能进行分析。     

特高压交流GIS变电站噪声特性测量与分析

为了掌握特高压交流GIS变电站的噪声特性,以1 000 kV特高压芜湖变电站为研究对象,对站内主变压器、高压并联电抗器以及站界噪声声压级进行了测量,分析了站内主要噪声源的频谱分布、噪声水平以及噪声传播与衰减特性。结果表明,主变压器噪声与高压并联电抗器噪声较为接近且以中低频为主,均在70 dB(A)左右。冷却风扇噪声对主变压器噪声影响较大。主变压器与高压并联电抗器噪声传播过程中均存在较为明显的干涉现象,其中以100、200 Hz噪声干涉最为显著。站界噪声受站内声源位置的影响较大,距离噪声源越近,站界噪声越明显。分析结果对于典型特高压交流变电站噪声预测及评价具有实际意义。     

特高压交流变电站噪声测量与分析

为掌握特高压交流变电站厂界噪声水平,测量了站内变压器与电抗器的噪声水平及其频谱特性、衰减特性以及与功率负荷之间的关系。测量试验在正常运行及大负荷调试期间的特高压试验示范工程变电站进行,并对测量结果进行了进一步分析。结果表明,变压器噪声以中低频噪声为主,受冷却风扇影响较大,且与功率负荷近似正相关。电抗器噪声能量集中在中心频率为100Hz的1/3倍频带上,与功率负荷关系较小。变压器和电抗器噪声随距离增加而较慢衰减,因此变压器和电抗器应远离声环境敏感区域。另外,通过该研究,确定了正常负荷下特高压变压器和电抗器的A计权声功率级分别约为103dB和97dB,并获得了声源的1/3倍频带声功率级参数,为变电站噪声预测评价提供了基础数据。     

隔声罩降噪在特高压变电站的应用

高压并联电抗器是特高压变电站内主要的设备噪声源之一,成为特高压变电站噪声控制的重点。在尽可能降低设备本体噪声的前提下,采用高抗隔声罩是较有效的降噪辅助措施。在深入分析1 000 kV高抗噪声水平及频谱特性的基础上,对高抗隔声罩的应用情况进行了详细介绍。高抗隔声罩已在晋东南变电站成功应用,并取得了预期的效果。     

基于多物理场耦合的特高压并联电抗器振动噪声仿真分析与实验研究

为全面研究特高压并联电抗器振动噪声特性及预测大小,考虑电抗器振动噪声产生机理,建立了基于多物理场耦合的电磁-结构-噪声全过程仿真电抗器模型。基于场-路耦合的电磁学理论,采用虚位移原理计算了电抗器电磁力;基于电磁-结构耦合的动力学理论,以电磁力为载荷,求取电抗器振动特性与振动速度;基于结构-噪声耦合的声学理论,以电抗器振动速度为载荷,分析了电抗器噪声分布;通过实验验证了模型的准确性。研究结果表明:油箱表面振动信号可反映电抗器内部运行状态,送电瞬间电抗器从暂态过渡到稳态需1.5个电流周期,电抗器振动以100 Hz为主振频率,噪声集中于100 Hz为中心频率的1/3倍频带,最大噪声为83.2 dB。分析研究结果为电抗器的减振降噪提供了理论支持。     

±800kV特高压换流站噪声控制探讨

我国是首个建设±800kV特高压直流输电工程的国家。特高压换流站的噪声问题比高压换流站更为严重,基于以往高压直流工程的噪声治理经验,对特高压换流站各区域的噪声控制方案进行分析和研究,提出了特高压直流换流站噪声控制措施：换流变压器采用可移动的全封闭隔声罩;交、直流滤波电容器采用双塔布置;直流滤波电抗器采用低噪声电抗器和在直流场周围围墙上设置轻型隔声吸声屏障;交流滤波电抗器采用低噪声电抗器和在交流滤波器周围围墙上设置轻型隔声吸声屏障。     

特高压并联电抗器运行振动与噪声特性研究

针对特高压并联电抗器振动与噪声问题,对某特高压变电站三台并联电抗器振动与噪声进行了测量,分析了振动与噪声的频谱特性,提出了优化现场运行电抗器噪声的方法。     

特高压变电站厂界环境对噪声衰减影响研究

准确分析厂界地形环境对噪声传播衰减的影响,不仅可以为变电站选址和站内优化布局提供指导,也可为投运变电站噪声治理提供依据。文中采用声级计对变电站主设备及厂界周围噪声进行现场测试,分析了主变压器、并联电抗器的噪声特性,及厂界周围噪声分布情况,明确了厂界噪声主要来源于站内主设备。以特高压浙北站站内布局情况为例,采用SoundPLAN软件模拟计算了厂界外7种地形条件下噪声衰减规律,最终提出低洼地势和突起山丘地势对噪声传播过程中的阻隔效果最为明显。文中结论可为新建变电站选址和在运变电站地形结构优化提供参考。     

交流变电站主要设备噪声特性分析

本文对交流变电站内不同电压等级变压器、电抗器、变电架构以及冷却风机噪声特性进行现场测量,分析各主要噪声源设备时域波形、声压级以及频谱分布特性。结果表明:不同电压等级变压器噪声基本位于600 Hz范围内,高压电抗器噪声以100 Hz频率成分为主,电晕噪声具有短时脉冲性的特点且6 kHz范围内噪声能量较高,风机噪声频带较宽,其频谱中转动频率分量幅值最高。所得出的结论对于变电站噪声预测与控制具有参考意义。     

特高压交流变电站可听噪声分离方法

特高压交流变电站内主要设备产生的噪声相互混叠,增加了变电站噪声测试难度。因而提出了一种特高压交流变电站可听噪声分离方法,将变电站噪声分为变压器与电抗器本体噪声、冷却装置噪声以及电晕噪声。并利用小波包分析方法结合谱减法语音增强技术滤除环境噪声,分别设计通带与阻带梳状滤波器提取本体噪声信号以及包含变压器冷却装置与电晕噪声的混合声信号,然后根据电晕噪声的短时脉冲特性以及变压器冷却装置噪声的平稳性,利用谱减法语音增强技术分离出电晕噪声及变压器冷却装置噪声。研究结果表明:本体噪声、冷却装置噪声以及电晕噪声存在混叠现象;所分离出的本体噪声主要集中在100 Hz、200 Hz以及300 Hz三个窄带频率上;分离后的冷却装置噪声较为平稳,主要位于2 k Hz频率范围内;分离后的电晕噪声为宽频带噪声,具有短时脉冲性,分离前后脉冲信号的发生时间及幅值一致。对所分离噪声信号的时频特性分析结果证明了该方法的有效性。     

特高压交流输电线路单相重合闸无故障识别电压电流组合判据

为实现特高压输电线路单相重合前无故障判别,分析了不同情况下带并联电抗器的特高压线路单相故障时断开相的电压和并联电抗器电流的幅值及频率特征,提出了利用Prony算法提取断开相电压和并联电抗器电流的主要低频分量频率及幅值信息作为组合判据。结果表明:故障未消失时,断开相电压和电抗器电流无自振低频分量,仅有工频周期分量;而故障消失后,断开相电压和并联电抗器电流存在工频和自振低频2种周期分量。电抗器补偿度对断开相电压及电抗器电流的幅值影响较大,但自振低频分量频率由线路固有参数决定,因此利用电压量和电流量作为综合判据避免了以单一电气量幅值判别可靠性低的不足。通过大量的ATP仿真验证了该判据能够实现重合前无故障的可靠识别,且判据基本不受系统运行状态及故障条件的影响,有利于提高带并联电抗器线路单相重合闸的重合成功率。     

特高压并联电抗器高性能隔声装置研制

特高压并联电抗器隔声装置的研制有助于特高压交流变电站的噪声治理。为此分析了特高压并联电抗器的噪声特性,通过结构设计、声学设计及密封设计研制了1台高性能隔声装置,该装置采用多层隔/吸声复合结构,显著提升了声学性能。通过试验验证了该隔声装置的声学性能,结果表明所得插入损失为31.8 d B,可有效地抑制中低频噪声;多物理场耦合仿真结果也表明该高性能隔声装置的插入损失可达32.1 d B,进一步验证了该隔声装置达到了预期设计目标。     

126kV三断口真空断路器容性选相关合仿真研究

以荆门特高压110 kV母线并联电容器组作为基础,对126 kV三断口真空断路器投入单组110 kV并联电容器组的合闸暂态过程进行仿真。研究串联电抗器电抗率、断口合闸分散性、合闸相位误差以及三相合闸不同期性对合闸涌流的幅值、频率和衰减时间的影响规律。在PSCAD暂态仿真软件中建立等效模型,对各暂态过程的涌流进行仿真计算,并对仿真结果进行了深化分析。     

基于振动测量的并联电抗器声场计算

为明确电抗器声场分布特性及计算方法,在振动和声压测量的基础上,采用Soundplan噪声软件和BEM数值法对电抗器声场进行了重构,并与实测值进行了对比分析,建立了相对准确的电抗器声场计算方法。结果表明,电抗器本体表面振动因结构差异具有不对称性,其声场分布复杂,干涉现象明显;Soundplan噪声预测软件无法考虑声波干涉,计算结果与实测声场差别较大,而BEM数值法能较好仿真电抗器随距离增加而波浪衰减的过程,且能重构声场中任意点的声压,并计算声功率级;防火墙对电抗器声波干涉影响较大,地面反射影响相对较小,对防火墙进行吸声处理,可在一定程度上控制电抗器声波干涉。     

特高压交流输电线路电磁场分布特性与纯声衰减规律研究

特高压交流输电线路低频噪声对走廊沿线居民生活影响不容忽视,尤其是交流纯声沿线路横向衰减慢且传播距离远,对临近居民生活影响往往更为严重。为了研究纯声的分布规律及影响程度,文中按照电磁环境参数测量方法分别测量了特高压交流同塔双回输电线路直线塔和耐张塔下方50、100、200 Hz的3种纯声频率噪声及直线塔电磁场分布值,获得了相应噪声的频谱直方图、瀑布图和电磁场随距离变化曲线,分析了各频率噪声随距离的变化规律,结果表明:不同频率低频噪声随远离线路中心的衰减规律不同,50 Hz频率噪声从线路中心至边相导线外20 m处的最大噪声分别为42.4 d B和49.3 d B,在工业企业厂界噪声排放标准昼间规定的限值内。通过对线路下方一定高度伞面处嗞嗞噪声现象分析和电场强度测量,证明电场易受畸变而产生可听噪声且4 kV/m是人或其他物体从线路下方经过时开始出现噪声的电场强度。     

换流变电站可听噪声频谱分析与控制技术

换流变电站可听噪声对作业人员职业健康具有一定的影响。为了将作业人员职业接触噪声控制在可接受的水平,对国内不同电压等级换流变电站内换流变压器、换流阀厅、平波电抗器、交流滤波器等作业人员职业接触噪声进行了现场测量与频谱分析。结果表明,换流变电站噪声能量主要集中在中低频,50 Hz偶数倍频上线谱声压级突出,频率集中在100～1 000 Hz频率范围内,除阀厅在高频部位能量仍然较高外,其他作业场所噪声在频率高于5 kHz后,声压级几乎下降至50 dB以下。基于此特点,从声源控制、隔声控制与人员防护3个方面提出了噪声控制措施。     

基于波束形成声成像技术的某±800kV换流站噪声源识别

文中以某±800 kV直流受端换流站为研究对象,采用基于波束形成的声成像测量技术,对该直流换流站整站关键位置可听噪声进行现场测试并获得主要噪声源的空间位置和频率特性。测试与分析结果表明,交流滤波场主要噪声源为电抗器组和电容器组,电抗器组区域噪声在562～708 Hz范围内存在较明显峰值,电抗器组与电容器组的噪声存在干涉现象。此外,交流场架构由于电晕放电产生的噪声同样不容忽视;直流滤波场最主要噪声来自于平波电抗器,存在明显高次谐波引起的噪声成分;换流变压器区域主要的噪声源为布置在换流变外部的冷却风扇阵列,以低频噪声为主;站用变区域最大噪声点为变压器本体,频谱主要分布在100 Hz及其倍频上,以291～375 Hz内频率分量较大;调相机外冷水系统和阀冷系统的最大噪声大部分来自于喷淋水拍打底部水盘产生的噪声。