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。     

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。     

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     

脉冲作用下Tesla变压器绕组形变故障机理

Tesla变压器在高功率脉冲电源中占有重要地位,其次级绕组是机械故障损坏的主要部位.为了研究次级绕组充电过程中所受动态电磁力以及绕组机械故障机理,建立了有限元模型与集总电路相结合的绕组受力仿真模型.先使用COMSOL有限元分析软件提取Tesla变压器的分布参数,构建求解集总参数电路得到次级线圈的电位电流分布,然后将电流分布赋给有限元模型中的次级线圈作为磁场场源,计算磁场以及电磁力分布.仿真结果验证了平行于锥形线圈母线上的电磁力分量是引起绕组线圈错位的主要原因,且错位力的分布集中在两端,垂直于线圈母线上的压紧力有抵抗绕组变形的能力,在同样卷绕力下大径端的压紧力最小,是整个绕组受力的薄弱点,与实际统计结果大径端处故障频率高一致.在Tesla变压器的设计中应着重考虑加强次级绕组大径端处的机械强度.     

交直流复合电压中直流分量对油纸绝缘针板缺陷局部放电特性的影响

换流变压器阀侧绕组绝缘承受交直流复合电压的作用,其中直流电压分量对油纸绝缘的影响相比纯交流电压更为复杂。针对复合电压中直流分量对极不均匀电场下油纸绝缘局部放电特性的影响,采用基于脉冲电流法的局部放电测量系统,着重对比了不同直流分量交直流复合电压下油纸绝缘针板缺陷在起始放电和预击穿阶段的局部放电特性。实验结果表明:直流电场作用下的空间电荷积聚形成的反向电场使得起始放电电压和击穿电压随着直流分量的升高而逐渐增大;在整个局部放电发展过程中,直流分量增加时放电脉冲重复率与放电量会降低,而平均脉冲等效时间和等效频率与直流分量间没有表现出直接关系;随着直流分量的增加,局部放电分布相位开始向正半周期移动。实验结果可作为含不同直流分量交直流复合电压下局部放电模式识别的参考。     

干式空心电抗器振动的测试方法研究

针对高压直流输电中滤波电抗器在电磁力驱动下产生的振动,造成环境噪声污染的问题,文中从振动测试角度探究电抗器的整体振动情况。以激光多普勒测振技术为基础构建干式空心电抗器振动测试系统,实现在强电磁场环境下的振动测试。选取空心电抗器多层包封的不同位置,通过构建光路提出相应的测试方案,对不同测试点进行径向和轴向振动的测试,并且测量星形架的振动情况。最终测试结果表明提出的测试方案是可行的,为后续研究干式空心电抗器的振动噪声机理奠定基础。     

干式空心电抗器噪声等效电流测试方法研究

直流输电工程中用的干式空心电抗器,体积大,容量大,很难找到噪声测试用的谐波电源,为找到可行的等效测试方法,本文对相关标准中的干式空心电抗器的噪声测试法的等效电流法和等比例降电流法进行了实验验证。等效电流测试法是通过对同时施加多个不同频率电流时空心电抗器内部的电磁力进行分解,而分解出的任一频率电磁力分量可以等效为一个相应的单频率电流作用下的电磁力。在试验中,单独施加上述的各个等效单频电流,测得一组电抗器的平均声压级,再将这组平均声压级进行能量叠加,最终得到叠加后的电抗器单元平均声压级。通过试验对比发现,同时施加多谐波组合电流作用下电抗器的平均声压级与此组合电流的各个等效单频电流分别作用下的平均声压级叠加和近似相等,偏差小于1 d B(A)。等比例电流测试法是通过等比例减小多谐波组合电流的幅值进行试验,再用等比例声级计算公式计算出电抗器在原组合电流下的声功率,该测试法可降低对可编程多谐波电源容量的要求,当减小比例在70%以上时并具有良好的等效性。     

高压输电线路和变电站雷电防护的现状与发展

综述了国内外各种防雷研究成果:分析了架设避雷线、降低杆塔接地电阻、安装线路避雷器等常规输电线路防雷措施的特点及局限性,介绍了新型输电线路结构、防雷保护间隙、可控放电避雷针等输电线路防雷新技术;论述了变电站直击雷防护和进线段保护的具体措施,以及站内重要电气设备如变压器、断路器、电抗器等的防雷保护,探讨了变电站接地网的降阻技术。指出输电线路和变电站的防雷是一个综合性课题,在防雷工程实践中,根据技术经济比较设计最适宜的综合防雷保护方案,以及进一步研究和完善适合于特殊地理环境的防雷新技术是今后的两个主要研究方向。     

高压直流输电滤波电容器可听噪声研究综述与展望

本文总结了近年来高压直流输电滤波电容器可听噪声研究。从电容器振动噪声特性、电容器噪声评价技术和噪声治理措施等方面对最新研究成果进行了梳理,并分析了现有研究和工程技术中存在的不足,对将来相关研究的重点进行了展望。     

换流站用交流滤波电容器的噪声试验与仿真

交流滤波电容器装置噪声是换流站噪声来源的主要因素之一,开展其噪声特性的试验及仿真分析,对于电容器噪声水平的抑制具有重要意义。在理论分析电容器噪声产生机理的基础上,建立了位于半消声室内的电容器振动与噪声测量系统,并对单台电容器表面振动及辐射噪声进行了测量,理论分析并试验验证了电容器底面是其噪声的主要来源。采用边界元理论建...