滤波电容器振动与噪声多倍频现象及其产生机理模型

一般认为,在高压直流输电系统中滤波电容器的振动与噪声频谱为谐波电流各频率之间的差频、和频及每个谐波的二倍频。但某些电力电容器在测试中噪声频谱与目前电容器振动噪声机理所预测的并不一致。为此对该现象进行了研究,旨在完善滤波电容器振动与噪声的产生机理。试验结果表明,在加载单频谐波电流时,电容器噪声呈现出2种频率特性:1)噪声频谱为谐波电流频的整数倍;2)噪声频谱为谐波电流的偶数倍。这种电容器噪声特性称为多倍频现象。基于Lagrange力学原理,构建双极板电容器振动的动力学方程。将电容器极板间的电势能作为一种非定常外势能作用,并近似到极板间距的二阶项来反映电场与振动间的耦合作用。通过求解动力学方程,得到与试验结果一致的振动频谱。研究发现,引起电容器出现多倍频现象的原因是电场力与极板振动间存在耦合作用。当加载电流频率或其2倍频与电容器本身固有频率很接近时,多倍频现象更加显著。     

金属化膜电容器交流和直流电压劣化特性分析

金属化膜电容器是模块化多电平换流器（MMC）的关键设备,在长期工作电热应力作用下其状态不断劣化,给换流器和柔性直流输电系统的安全运行带来隐患。本文分别搭建了交、直流加速劣化试验平台,得到了不同电压作用形式和不同状态劣化程度的样品。进而利用共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对解剖样品进行表面观测,结合能谱扫描的元素分析结果,掌握了金属化膜电容器在不同电压形式下的状态劣化特性。结果表明,电容器由于在不同电压下的劣化机理不同,电容值下降规律和劣化点形貌有明显不同;通过加速老化试验,得到了电容器在交、直流电压下劣化点的典型形貌特征,从而可以进一步分析金属化膜电容器劣化机理,具有实用价值。 关键词：金属化膜电容器; 劣化机理; 自愈; 电化学腐蚀 中图分类号：TM536     

直流电源系统中直流电弧特性及其检测方法研究

直流电源系统中因绝缘缺陷、接头松动引发的直流串联电弧,不易熄灭且难以检测,容易引发火灾、爆炸等安全事故,因此对直流电弧电气特性进行研究并提出有效的检测方法意义重大。笔者利用步进电机拖动电极分离模拟直流串联电弧,建立了模拟串联直流电弧试验平台。同时,提取了电弧电压和电流波形,在此基础上得到了串联直流电弧的伏安特性曲线。通过改变极间距离、电极形状、电极移动速度等因素研究了直流电弧产生和发展过程中电弧电流的变化规律。对电弧电流进行频域分析表明电弧电流的高频分量主要集中在10~200 k Hz的频率范围内。通过分析电源电压输出波形在相应时间窗内的脉冲特性,初步提出了一种基于电源电压输出突变的故障电弧的检测方案,为直流电弧特性及检测方法研究奠定了重要基础。     

复合绝缘子接地电流的测量及其特性研究

目前检测复合绝缘子污秽状况的主要方法是泄漏电流法。这种方法需要在绝缘子上加装电流传感器,加大了测量难度和危险性。文章提出了通过测量绝缘子接地电流来检测复合绝缘子表面污秽程度的方法.对复合绝缘子的接地电流特性进行了研究,分别建立了复合绝缘子接地电流、体泄漏电流和表面泄漏电流的测试回路,对洁净和污秽条件下复合绝缘子上述3种电流进行了测量和比较分析。试验结果表明：污秽条件下复合绝缘子接地电流及表面泄漏电流的幅值比洁净条件下的都有明显增大,而且增大的幅度基本相同,而波形上谐波成分大大减小,但体泄漏电流基本没有变化。因此,通过测量复合绝缘子接地线上的接地电流可以用于检测出复合绝缘子的污秽程度。     

高压直流换流站交流滤波电容器降噪措施

高压直流换流站交流滤波电容器的可听噪声严重超出了限制,需要对其可听噪声进行有效的控制.分别针对单台电容器和电容器塔提出了两种降噪措施:双底面型低噪声电容器和交错式电容器布置方式.首先,给出了双底面型低噪声电容器的设计理论和交错式布置方式的降噪理论及采用常规布置方式和交错布置方式的电容器塔的仿真计算.然后,分别对这两种降...     

用于过电压监测的变压器套管末屏电压传感器的研制

介绍了一种基于变压器套管电容采集电网过电压的方法,阐述了套管末屏电压传感器的设计原理。     

套管故障对变压器频响曲线影响的仿真研究

用频响法在线或离线进行变压器绕组变形检测时,套管状态对频响曲线的影响往往被忽略,不仅不利于绕组故障的判定,且容易造成事故隐患。为此,建立了一种新型变压器等效电路模型,利用软件仿真和数值计算相结合的方法得到了该模型的各项参数,并以频率响应分析法(FRA)为理论基础,通过在线和离线的方式,仿真研究了套管出现阻性、容性、阻/容性故障时变压器频响曲线的变化情况。结果表明:在频率为1 kHz~1 MHz时,变压器离线测试对套管阻性、容性、阻/容性故障并不敏感,基本不会造成频响曲线的改变和绕组的误判;而在线测试时,套管的容性和阻/容性故障皆会造成频响曲线的改变,且在整个频段中套管电容的大小与频响曲线的幅值高低呈正相关,该现象在频率为10~40 kHz时最为明显,根据相关系数会误判为变压器绕组变形;但套管阻性故障并不影响在线测试频响曲线的走势,从而确定了造成在线测试变压器频响曲线变化的主要原因为套管电容因素。     

三相共箱式GIS局部放电超高频信号特征的研究

GIS在制造和装配过程中难免会留下一些潜伏缺陷,导致在运行中引起GIS内部局部放电。研制了一种超高频宽带振子天线——套筒天线传感器,并对其性能进行了仿真计算,结果表明可以用作局部放电检测的超高频传感器。为研究三相共箱式GIS中存在缺陷引起的局部放电超高频信号的特征,建立了6种典型缺陷模型来模拟局部放电故障,采用自建的局放检测系统测量得到了各种缺陷下GIS局部放电的宽频带特征,为三相共箱式GIS局部放电缺陷的监测和诊断奠定了良好的基础。     

检测变压器绕组变形的扫频阻抗法原理及应用

为了有效减少变压器绕组变形诊断的误判率,提出了一种新型变压器绕组变形检测方法——扫频阻抗法,以该法为理论基础建立了一套变压器绕组变形测试系统,并对一台三相变压器进行了测试。结果表明:扫频阻抗曲线50 Hz处的阻抗值与短路阻抗法的测试值呈现较高的一致性;在频率为500 Hz～1 MHz时,扫频阻抗法具有频率响应分析法的测试特点,能够有效描述绕组等效电路模型极值点的变化;在整个频段中,扫频阻抗法都表现出很高的测试灵敏度和重复性,因此该方法是一种可行且有效的变压器绕组变形检测方法。     

基于FRA的发电机转子绕组匝间短路故障仿真研究

基于频率响应法(FRA)理论,对发电机转子绕组匝间短路故障进行仿真研究。采用有限元软件计算某1000MW汽轮发电机转子绕组正常工作及匝间短路故障下的分布电容、电感参数,从而搭建发电机转子绕组二端口网络模型。结果显示,绕组频响曲线谐振峰主要集中在150kHz附近,匝间短路使谐振峰往高频方向移动,且短路越严重,谐振峰位置变化越明显。同时,不同线槽绕组由于分布参数的差异,频响曲线在谐振峰位置和幅值上有明显不同。