超特高压并联电抗器静态疲劳分析与研究

建立了超特高压并联电抗器有限元模型,并进行了仿真和分析,研究了并联电抗器铁心在工频交流电下的电磁力,对并联电抗器的静态疲劳进行了研究。     

特高压并联电抗器铁心振动的分析与控制研究

特高压并联电抗器由于结构特点导致振动较大,会对变电站周围环境及设备的安全可靠运行造成严重影响.该文对一台特高压并联电抗器的铁心振动进行分析,采用有限元法对铁心的电磁力及电抗器铁心的振动进行仿真,计算并利用光纤振动传感器进行试验验证;研究铁心心柱不同位置电磁力的分布规律,获得激励电压与电抗器铁心振动加速度的关系;分析铁心...     

超/特高压高漏抗变压器式分级可控并联电抗器的动态模拟

为提升对新型电力设备的仿真能力,国家电网仿真中心动态模拟仿真试验室开展了超/特高压高漏抗变压器式分级可控并联电抗器模拟技术的研究工作。分析了应用于超高压输电线路中的高漏抗变压器式分级可控并联电抗器的原理和技术特点;结合试验室电力系统动态模拟仿真系统的特点,提出了超/特高压变压器式分级可控并联电抗器模拟装置的参数选取和结构设计方法;介绍了该模拟装置的控制功能,并将模拟装置接入动态模拟仿真系统,对其控制功能进行仿真试验。试验结果表明所研制的超/特高压变压器式分级可控并联电抗器模拟装置的性能满足设计要求,可用于动态模拟仿真试验及研究工作。     

基于气隙结构的特高压并联电抗器铁芯减振技术

为解决多气隙的特高压并联电抗器振动极易超标的问题,该文基于气隙结构的差异性设计研究,提出了含多气隙的特高压并联电抗器减振优化设计方案.首先分析了特高压并联电抗器铁芯的振动机制,指出麦克斯韦力和磁致伸缩力的矢量和是影响铁芯振动强度的主要原因.然后通过调节铁芯气隙长度的排布方式,搭建了一系列具有不同气隙结构的特高压并联电抗器铁芯真型仿真模型,并采用多物理场有限元仿真计算的方法,系统性地研究了气隙结构对特高压并联电抗器铁芯振动的影响规律.研究结果表明:铁芯气隙结构的变化会影响麦克斯韦力和磁致伸缩力的大小和作用位置,并改变铁芯的表面应力分布,进而影响铁芯的振动强度.最后,为现有特高压并联电抗器的铁芯设计提供了基于气隙长度差异性排布的减振方案.该文提出的基于气隙结构的特高压并联电抗器铁芯减振技术能够使铁芯振动位移均方根值减小5.881％.在不提高特高压并联电抗器生产成本的前提下,可以有效缓解其振动超标问题.     

基于PSCAD的分级式可控并联电抗器仿真研究

介绍了分级式可控并联电抗器的原理及仿真.从分级式可控并联电抗器的基本构成出发,详细说明了分级式可控并联电抗器的工作方式和原理,并给出了相应的无功容量计算公式.用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建模型进行仿真分析,验证了可控电抗器的功能及该仿真模型的正确性、有效性,最后总结了分级式可控并联电抗器的特点,指出分级式可控并联电抗器将是超、特高压输电线路对可控并联电抗器的主要选择.     

超/特高压可控并联电抗器关键技术综述

可控高压并联电抗器是超/特高压输电系统中重要的无功调节设备。相比于其他可控并联电抗器,超/特高压可控并联电抗器电压高、容量大,对响应速度、谐波含量以及可靠性等性能指标及相关技术有着更高的要求。文中综述了超/特高压可控并联电抗器在本体结构设计、电磁暂态仿真模型构建、本体保护配置及原理研究、控制系统设计等4个方面关键技术的国内外研究现状,评述了各技术方案的优缺点,指出了各关键技术的重、难点,并对相关技术的发展趋势作出了展望。     

特高压磁阀式可控电抗器自抗扰DSP控制系统

特高压磁阀式可控并联电抗器采用自抗扰控制离散算法可产生良好调节特性,提高特高压交流输电系统的无功平衡能力、提高电网的稳定性和供电质量。采用Matlab2008A和TMS320F28335高速浮点DSP为核心器件半实物仿真装置,对特高压输电系统进行了建模仿真和实时控制。试验结果表明,该控制算法可以适应磁阀式可控并联电抗器复杂非线性的控制特点,满足特高压线路中的无功功率高速响应要求。理论分析得到了在不同负载特性和全补偿条件下,特高压磁阀式可控电抗器的控制规律,为该装置工程设计提供了理论基础。     

特高压磁阀式可控电抗器自抗扰DSP控制系统

特高压磁阀式可控并联电抗器采用自抗扰控制离散算法可产生良好调节特性,提高特高压交流输电系统的无功平衡能力、提高电网的稳定性和供电质量.采用Matlab2008A和TMS320F28335高速浮点DSP为核心器件半实物仿真装置,对特高压输电系统进行了建模仿真和实时控制.试验结果表明,该控制算法可以适应磁阀式可控并联电抗器复杂非线性的控制特点,满足特高压线路中的无功功率高速响应要求.理论分析得到了在不同负载特性和全补偿条件下,特高压磁阀式可控电抗器的控制规律,为该装置工程设计提供了理论基础.     

并联电抗器在超(特)高压电网中应用及发展

研究了超（特）高压输电线路在长线电容效应、不对称接地和突然甩负荷等各种工况下工频过电压的产生．提出了采用并联电抗器进行无功补偿限制工频电压升高的措施。分析了并联电抗器在超（特）高压输电线路单端供电与双端电源供电情况下抑制过电压的作用。分析比较了裂心式、磁饱和式及变压器式3种超（特）高压可控并联电抗器的基本工作原理、主要功能和特性．指出裂心式可控电抗器具有非线性伏安特性，兼具大幅度限制操作过电压功能：磁饱和式电抗器的伏安特性与普通电抗器相近，结构简单、控制方便，具有优良的技术经济综合指标：变压器式可控电抗器与磁饱和式可控电抗器相比。谐波电流更小、响应速度更快、功率损耗更小。同时指出了特高压并联电抗器与超高压并联电抗器相比的特殊性。     

气隙结构对特高压并联电抗器铁芯振动的影响

以气隙个数和气隙位置对特高压并联电抗器铁芯振动的影响为主要研究对象,在分析特高压并联电抗器铁芯振动机制的基础上,指出了麦克斯韦力和磁致伸缩力的矢量和是影响铁芯振动强度的主要原因;系统分析了铁芯气隙可能存在的结构型式,搭建了具有不同气隙个数和气隙位置的特高压并联电抗器铁芯的真型仿真模型,并采用多物理场有限元仿真计算的方法,得到了气隙结构对特高压并联电抗器铁芯振动的影响规律。研究结果表明,在研究范围内(气隙个数为15~25),特高压并联电抗器铁芯气隙个数越少则振动强度越弱;气隙位置越靠近底轭则振动越强,越靠近铁芯柱3/4高度中心则振动越弱。在此基础上提出一种特高压并联电抗器铁芯减振设计方案,与现有铁芯设计方案相比该方案能够使铁芯振动位移均方根减小18.925%。     

超高压磁控式并联电抗器仿真建模方法

从系统角度分析了可控电抗器在超高压和特高压电网中的多种作用和应用前景;结合江陵换流站500 kV磁控式并联电抗器示范工程,分析了其磁路结构和工作原理,通过理论推导得出了磁控式可控电抗器的数学模型;在此基础上,提出了复杂磁路建模新方法--磁路分解法,并建立了磁控式并联电抗器(magnetically controlled shunt reactor,MCSR)仿真模型。文章给出了10 kV MCSR原理样机的试验结果,并与软件仿真结果进行对比分析,验证了仿真模型的正确性。文中提出的磁路分解仿真建模法具有原理清晰、建模简便、模型精确、工程适用的特点,适用于电力系统电磁暂态计算,为超/特高压MCSR的分析提供了必要的仿真手段。     

特高压并联电抗器的磁场分析

对特高压并联电抗器二维磁场、三维磁场仿真进行了综述,采用磁路方法对特高压并联电抗器单相四柱式铁心的磁通分布进行了分析,对铁轭中的磁通密度进行了推导和探讨。     

高压并联电抗器非线性模型的分析

建立精确的高压并联电抗器非线性模型是对超(特)交流输电系统进行各种仿真分析的基础.基于单相并联电抗器的电磁关系,充分考虑铁心非线性的影响,提出了一种适用于谐波分析、易于仿真实现的单相并联电抗器的非线性模型,它由反映其磁化特性的非线性电感与反映其铁心损耗的非线性电阻并联再与漏阻抗串联组成,并且分别引入i<,r>-u和i<...     

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。     

雷击特高压变电站时电磁骚扰特性的预测

研究特高压变电站保护与控制设备的电磁兼容问题对于确保特高压电网的可靠稳定运行具有重要意义。为此,将矩量法与Fourier变换技术相结合,研究了雷击特高压变电站时保护小室区域的瞬态电、磁场分布,以及在双端接地二次电缆上产生的屏蔽层电流和芯线共模干扰电压。预测计算表明:保护小室区域的最大瞬态磁场强度约为2285A/m,建议在保护小室墙体铺设金属屏蔽网以满足特高压变电站保护与控制设备的脉冲磁场抗扰度5级的要求;由于雷电流作用时间极短,再加上电缆沟内多根电缆和并联铜排的分流作用,不会导致二次电缆的烧毁;二次电缆的芯线共模干扰电压<1kV,低于特高压变电站保护与控制设备的浪涌抗扰度4级的要求。     

空心电抗器在瞬变中的电动力计算

空心电抗器在瞬变过程中会流过较大的电流,导致电动力剧增,甚至使电抗器发生故障.因此,有必要计算空心电抗器在瞬变过程中承受的电动力.考虑了空心电抗器空载合闸.首先对空心电抗器空载合闸后流过空心电抗器的瞬态电流进行了分析,瞬态电流由稳态分量和按指数规律衰减的暂态分量组成,稳态电流是电抗器的额定运行分量,而暂态电流的衰减则由回路时间常数决定.文中给出了一个干式空心电抗器的计算模型,对其进行瞬态磁场-电路耦合计算,得到空心电抗器中的瞬态电流和各个部位的瞬态电动力分布.     

重接式电磁发射的线圈与发射体仿真计算

重接式电磁发射是一种利用磁力线重接来推动发射体的电磁发射形式,具有发射体与线圈无接触、无烧蚀等优点.利用ANSOFT电磁场有限元分析软件建立了重接式电磁发射的三维仿真模型,对线圈磁场、发射体涡流和发射体受力进行仿真计算,并分析讨论线圈和发射体形状变化对发射效果的影响.仿真表明,发射体受力最大值主要取决于发射体在运动方向的受力作用面积,面积越大,受力越大;直线后沿的发射体受力要优于弧线后沿.