滤波电容器心子温度对可听噪声特性的影响机理研究

高压直流输电系统换流站中滤波电容器可听噪声问题受到日益关注。滤波电容器的可听噪声与其电场力激励和自身机械性能有关。在实际运行过程中,滤波电容器流过大量谐波电流,使得电容器内部心子温度升高,温度的变化会对电容器振动过程中的激励及机械性能产生影响。对此,文中开展了滤波电容器心子温度对可听噪声特性的影响研究,旨在全面认识影响电容器运行噪声的特性的因素。文中通过测量不同运行温度下电容器的噪声声功率级,发现电容器运行温度变化会影响电容器噪声的辐射。随着电容器运行温度的升高,声功率级有增大的趋势,尤其在10～40℃的温度范围内,上升趋势较明显;当心子温度继续上升时,电容器的噪声声功率级的离散性增大。温度对高频噪声的影响作用大于对低频噪声。并分析了温度变化过程中电容器噪声测试数据的离散性原因。     

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。     

交流滤波电容器振动噪声特性及声场控制研究

在高电压、大容量的直流输电系统中,交流滤波电容器装置为换流站可听噪声的主要来源之一。本文搭建了一套基于激光测振仪的电容器外壳振动测量试验系统,分别测量了单一频率和多频率合成激励下的电容器外壳振动形态。然后研究了电容器振动噪声特性,得到了不同频率的声辐射效率和各面声贡献量。最后提出了整个电容器装置可听噪声的控制措施。根据电容器声源的相干性及相控阵技术,按照声场聚焦距离和电容器间距要求,提出了改变电容器纵向布置的计算公式。基于试验数据,使用边界元方法(BEM),建立了不同布置方式电容器装置的噪声计算仿真模型,研究表明:电容器底面振动能量远大于侧面,宽侧面振动略大于窄侧面。相控阵布置方式能够在特定区域内降低整个装置的可听噪声水平。     

换流站交流滤波电容器振动与噪声研究综述

在高电压、大容量的直流输电系统中,交流侧谐波电流大,滤波电容器数量多,使得交流滤波电容器装置成为换流站可听噪声的主要来源之一。对近年来电容器振动与噪声研究进行了总结。通过分析排除了电容器内部的磁力作用和电容器心子与外壳间的电磁力影响,得出内部静电力是电容器振动与噪声的激励源。从功能转换的角度推导得出电容器极板受力与电压平方成正比。根据电容器振动与噪声特性及产生机理,分析了影响电容器振动噪声的主要因素,包括谐波频率与相位、浸渍剂、压紧系数和安装方式等。最后,论述了目前的噪声预估方法,并介绍了几种主要的降噪措施。综上所述,电容器内部的振动与传递过程是目前其减振降噪研究的重要内容,对电容器装置噪声的预估和降噪措施的研制均具有指导意义。     

高压直流输电系统中交流滤波电容器的振动产生与传递机理

滤波电容器是高压直流输电换流站的主要噪声来源,其设备数量多、装置高度高,对换流站周边区域产生显著的可听噪声干扰。为解决滤波电容器可听噪声问题,首先要明确滤波电容器振动的产生机理。文中根据滤波电容器单元的实际结构,分析了电容器在高谐波运行状态下所承受的交变电场力,研究发现其电场力与电容器极板间电压的平方呈正比关系。为了研究滤波电容器单元的振动产生及传递过程,文中先对电容器心子振动进行了测量,发现电容器心子具有多个共振点,当电场力接近这些共振频率时,心子出现显著振动。另外,文中也对电容器外壳振动形态进行了测量,研究发现电容器的内部振动为先传递到电容器底面,再经过底面与侧面间的棱边传递到电容器的侧面。     

特高压输电工程的可听噪声及其降低措施

正控制可听噪声是特高压输变电工程一项重要技术。变电站和换流站运行时,变压器、电抗器、滤波器、电容器等主设备会产生噪声,且频率相对较低,噪声传播距离较远,对周边噪声敏感点可能存在一定影响。特高压输电线路的可听噪声特指导线周围的电晕放电噪声,是电晕和火花放电所产生的一种能直接听到的噪声。1可听噪声特性分析对于交流输电线路,按不同频率分量所表现出的特征,     

直流单点电晕放电可听噪声时域特性实验研究

为了研究直流电晕放电产生的可听噪声时域特性,基于实验室搭建的电晕放电测试平台,获得了正负极性直流单点电晕放电产生的可听噪声的时域波形,并对放电产生的可听噪声的时域特性进行了分析。同时,基于该实验平台,也获得了可听噪声脉冲与电晕电流脉冲在时间上的关联特性。实验结果表明:直流电晕放电产生的可听噪声时域波形具有双极性脉冲性质,正极性电晕放电产生的噪声脉冲幅值和脉冲上升时间比负极性电晕放电产生的噪声的相应值大;在时域上可听噪声脉冲与电晕电流脉冲具有一一对应关系。结合实验结果与正负极性电晕放电通道的发展过程,定性地解释了正负极性电晕放电噪声特性的差异及电晕放电噪声与电晕电流在时间上存在一一对应的原因。     

基于可听噪声时域测量的正极性单点电晕放电声压级分析

为了使可听噪声的时域结果直接应用于噪声评价中,根据声级计的基本原理和直流电晕放电产生可听噪声的随机性特点,叙述了将可听噪声时域测量结果转化为声压级的方法,即采用功率谱分析方法来计算可听噪声声压的有效值,同时实现对噪声信号进行时间计权、A计权及倍频分析等,从而实现了由时域数据获得频域声压级的目的。基于实验室内搭建的单点电晕放电可听噪声测试平台,获得了单点电晕放电产生的可听噪声的时域波形,将该方法与Labview噪声分析工具箱的分析结果进行对比,验证了本文方法的正确性。最后对单点电晕放电产生可听噪声的频域特性及声压级特性进行了分析。研究结果表明,单点直流电晕放电产生的可听噪声的声压级在可听的频率范围内(20 Hz~20 k Hz),随着电压增加而有所增加;电晕噪声在高频段(1 k Hz以上)内的A计权声压级相对较大。研究方法和所得结论可为对电晕放电产生可听噪声特性的深入研究奠定基础。     

±500kV葛南线和宜华线可听噪声频谱特性及影响因素

与交流输电线路的可听噪声不同,直流线路产生的可听噪声的频谱范围很宽,且没有突出的分量。研究直流输电线路的可听噪声特性,对于预测后续建设的输电线路的可听噪声,有着非常重要的意义,为此,对相同电压等级、不同导线型式的直流线路附近的可听噪声进行了测量并给出了直流输电线路可听噪声的频谱特性;分析了各种常见自然天气条件对输电线路附近可听噪声频谱的影响。研究结果表明:不同导线型式的输电线路产生的可听噪声有较大区别,目前运行的±500 kV线路的可听噪声均低于0类区域的限值;风噪声主要影响噪声测量结果的低频部分;夏日白天昆虫的叫声主要影响高频部分。     

高海拔特高压直流线路可听噪声频域特性研究

为研究高海拔环境下特高压直流线路电晕放电产生的可听噪声的特性,基于国家电网有限公司西藏羊八井特高压直流实验基地的试验线段,对直流线路的可听噪声进行了测量,开展了可听噪声频域特性的研究,得到了正、负极侧可听噪声1/3倍频程谱,比较并分析了双极性导线正、负极侧的频谱差异和A声级的差异;比较了高海拔环境的直流线路可听噪声与按传统BPA经验公式计算的理论值的差异,分析了造成差异的原因,得出考虑高海拔因素的可听噪声修正值,改良了BPA经验公式。研究结果为高海拔特高压直流线路可听噪声的进一步预测和分析提供了有力支撑。