变电站铁心电抗器振动与可听噪声研究综述

文中对近年来铁心电抗器振动与噪声的研究进行了总结。考虑电抗器铁心材料及结构特点,得出硅钢片磁致伸缩效应、铁心饼间电磁吸引力及绕组受安培力作用是引起电抗器振动的主要因素。分析电抗器铁心振动时位移和加速度情况,测量超/特高变电站内电抗器设备噪声的声级及频谱分布,得出影响电抗器振动与噪声的主要因素包括激励源大小、选材及制作水平和安装运行环境。通过开发高效隔振器及高性能隔声装置能够有效减弱电抗器振动传递与噪声传播,设备主要材料及结构改进也能在一定程度上降低设备运行时的可听噪声。     

一起干式铁心串联电抗器烧损原因浅析及处理

针对一起干式铁心串联电抗器烧损的事故,通过对烧损的串联电抗器进行解体检查,结合产品运行期间出现的温升及噪声过高的问题展开分析,认为引起电抗器烧损及噪声大的主要原因是由于铁心材质存在问题,并提出了检修实施方案,产品重新投入运行后,引起铁心串联电抗器温度过高及噪声大的主要原因已基本排除。     

干式铁心串联电抗器运行中异常噪声的分析

干式铁心串联电抗器噪声主要来源于铁心,其噪声水平一般高于同容量的变压器产品。在铁心串联电抗器产品质量得到保证的前提下,噪声都能控制在合理范围内,然而由于安装或运行不当却会产生异常噪声。文章分析了干式铁心串联电抗器几种典型安装运行不当产生的噪声异常情况,指出这种异常的噪声需要分析排除,否则可能危及设备的安全运行。同时也对干式铁心串联电抗器的安装和运行提出了一些具体建议。     

干式铁心串联电抗器运行中异常噪声的分析

干式铁心串联电抗器噪声主要来源于铁心,其噪声水平一般高于同容量的变压器产品。在铁心串联电抗器产品质量得到保证的前提下,噪声都能控制在合理范围内,然而由于安装或运行不当却会产生异常噪声。文章分析了干式铁心串联电抗器几种典型安装运行不当产生的噪声异常情况,指出这种异常的噪声需要分析排除,否则可能危及设备的安全运行。同时也对干式铁心串联电抗器的安装和运行提出了一些具体建议。     

基于低磁致伸缩磁材的低噪声电抗器研究

10 kV干式铁心并联电抗器振动噪声问题突出。文中从干式铁心并联电抗器结构着手分析其振动噪声,确定开气隙硅钢材质铁心的磁致伸缩和开气隙所带来的磁路不均匀为振动噪声的主要源头;文中研制了低磁致伸缩系数且具有低损耗的铁硅软磁粉心,并制作了同容量硅钢铁心、混合铁心和全粉铁心3个对比电抗器样品,测试结果显示混合铁心和全粉铁心电抗器噪声均不超过50 dB(A),远低于硅钢铁心电抗器的65 dB(A)。     

铁心电抗器辐射式铁心饼截面优化

大容量铁心电抗器常采用辐射式铁心饼,而国内对该种铁心饼截面优化的研究较少。根据铁心电抗器辐射式铁心饼结构特点,构建了铁心截面优化模型,利用动态规划方法,在Excel内进行VBA编程,实现了铁心电抗器辐射式铁心截面自动优化,并给出了优化算例。研究表明,编制的程序可快速实现不同规格辐射式铁心饼截面的自动优化,适合工程实际应用,对大容量铁心电抗器的设计和制造具有实际指导意义。     

一例500kV电抗器低温过热故障的分析和处理

为解决一台500kV电抗器内部局部低温过热并伴有固体绝缘物过热的问题,经解体检查和电气试验发现,铁心及夹件间、铁心矽钢片间存在明显发热变色现象,部分铁心矽钢片间存在明显短路现象,表明该电抗器的过热现象存在由夹件中的涡流过热向铁心过热发展的特征。分析结果表明,夹件过热处理不彻底是造成铁心过热的主要原因。通过采用反磁钢夹件、更换受损铁心片、在夹件和铁心间加装纸绝缘油道有效降低了铁心发热,改善了铁心散热效果。最后总结了电抗器铁心检查时应注意的问题。     

变压器类产品专利(080053～080056)

080053一种电抗器铁心饼浇注模200420068615.X*特变电工衡阳变压器有限公司(张晓萌、冷晨)本实用新型公开了一种电抗器铁心饼浇注模。该电抗器铁心饼浇注模,包括模座和模座上部的模盖,模座内置有模套,模套内设有模芯,模座上制有与模芯同心的定位台阶,模套上与模座的定位台阶对应处制有台阶,其中模套采用铸钢件。模座上的定位台阶使浇注出的铁心饼内外圆同心,有效地保证了电抗器铁心饼的浇注质量。     

串联电抗器运行常见故障的原因分析

叙述了干式铁心串联电抗器产品的应用,介绍了串联电抗器在运行中常出现的几点问题,其中包括串联电抗器引线接头烧毁、有分接电抗器烧毁分析、电抗器选择不当而烧毁、绕组匝间短路而烧毁、电抗器温升设计不合理而损坏、电抗器噪声过大而影响运行和电抗器绝缘距离小而击穿等问题。     

动静态力共同作用对电抗器铁心振动影响

带气隙结构的并联电抗器铁心在实际运行中,除受到螺杆与夹件施加的静态压紧力外,也会受到磁致伸缩力与铁心饼间麦克斯韦力的动态力作用,动静态力都对铁心的磁性能产生影响,进而影响电抗器铁心振动特性。目前的研究主要集中于静态压紧力对硅钢片磁特性以及电抗器铁心振动特性的影响,动态力对其影响的研究未见报道,更没有考虑共同作用的影响。该文首先测量动静态力共同作用下硅钢片的磁特性曲线;其次建立考虑动静态力共同作用的电抗器电磁场-机械场双向耦合模型,对并联电抗器进行电磁振动计算;最后搭建振动测量实验平台,实验结果验证了所建模型的正确性与精准性,为进一步分析电抗器振动问题提供理论支持和分析方法。     

计及铁心叠片规则与流-固耦合的特高压并联电抗器铁心振动计算方法

针对现有计算方法无法准确表征油浸式特高压并联电抗器铁心叠片规则且未考虑流-固耦合影响的问题。根据特高压并联电抗器铁心叠片规则定义了一组叠片坐标系,并构建了与空间直角坐标系的映射,实现了2种坐标系下参数的自由转换。结合电磁-机械多场耦合模型,重点分析了铁心与变压器油间的流-固耦合,提出了计及铁心叠片规则与流-固耦合的特高压并联电抗器铁心振动计算方法,填补了具有辐射结构铁心饼的油浸式双柱特高压并联电抗器铁心振动计算方法的空白。分别分析了铁心饼辐射结构和流-固耦合对电抗器铁心电磁与振动参数的影响,证明了文中所述方法能够提高电抗器铁心振动参数的计算准确性。在此基础上,应用该方法对比分析了典型结构单、双柱特高压并联电抗器铁心的电磁与振动参数,研究结果表明:单柱式铁心结构的电磁、振动参数分布较双柱式更为均匀,振动性能更为优异。     

误差补偿电抗器补偿原理分析及设计验证

误差补偿用电抗器主要用于对供电型电磁式电压互感器负载误差的调节,由于误差补偿用电抗器的阻抗值需要与供电型电磁式电压互感器的一、二次漏阻抗值匹配,要求其具有较高的品质因数(Q值).本文介绍了供电型电压互感器误差补偿原理,分析了不同气隙下铁心电抗器交流电阻值的产生机理,并建立测试系统,对不同气隙长度下的铁心磁滞回线以及其对应的电感值及交流电阻值进行测试,掌握了铁心电抗器技术参数与气隙关系,并采用带气隙铁心电抗器对一台110 kV 60 kVA供电型电压互感器进行补偿.试验结果表明:铁心电抗器的磁路气隙越长,其磁导率越小,相应的交流电阻值和电感值越小,但由于铁心越不容易饱和,具有稳定阻抗值的工作电流动态范围越大.本文采用带气隙铁心电抗器对供电型电压互感器进行误差补偿,补偿结果表明,其误差能够满足0.2级误差限值要求.     

考虑磁致伸缩效应的可控饱和电抗器电磁振动分析

可控饱和电抗器由于其优良的工作特性,在电力系统和有色冶金等多种行业得到了广泛的应用。作为补偿用电设备,可控饱和电抗器能连续不断地调整其电抗值,改变其容量。由于可控饱和电抗器铁心结构的特殊性及交直流共同作用的工作特点,铁心的振动噪声较大,其振动噪声问题成为可控饱和电抗器应用发展的制约因素之一。本文基于开源型有限元分析软件建立了磁路-机械耦合模型,考虑电磁力与磁致伸缩效应作用,完成了不同工作状态下铁心磁场和振动的数值分析,得到了其磁场、振动的分布情况,为在设计上减少电抗器振动噪声提供理论依据和计算方法。     

干式铁心串联电抗器损坏的原因分析

干式铁心串联电抗器是无功补偿装置中的重要元件,起到保护电容器组及消除电网谐波的作用。其使用不当或配置不当容易造成非常严重的后果,可能造成谐波放大或电抗器损毁。文中介绍一起干式铁心串联电抗器在电力系统中运行损坏的事故,对电抗器非正常振动作了简单的分析,找出串联电抗器的噪音异常增大的原因,提出了解决方案,可供运行维护人员参考。     

特高压油浸式铁心并联电抗器内部温度场数值计算与实验研究

超特高压并联电抗器内部电磁损耗和温度热点分布的研究对电抗器结构设计具有重要意义。由于电抗器铁心饼之间存在空气间隙的不连续结构,导致主磁通减少、漏磁通增加。大量漏磁通经过钢性结构件产生的铁损和绕组运行过程中产生的铜损造成电抗器局部过热现象。文中建立了电抗器本体及散热装置的三维模型,对电抗器内部结构件的磁场分布和电磁损耗进行研究计算。同时将损耗值作为热源,采用流固耦合方法分析了电抗器内部温度场、流体场分布,对局部热点进行定位。将实验测试结果与理论值、仿真计算值进行了对比,证明了该方法的正确性与有效性。     

500 kV南昌变电站高压电抗器烃气超标原因浅析及处理

介绍了华中电网500 kV南昌变500 kV永南线线路高压电抗器B相高温过热故障,分析出铁心夹件和底脚之间的多点接触是造成故障的主要原因,提出了处理措施。处理后的高压电抗器运行状况良好。     

低损耗低噪声有载调压变压器

本文着重介绍大型变压器降低噪声的方法、原理及其效果。 (1)本体噪声的产生可以概括为铁心的振动经变压器油和铁心与外壳的连接处向外壳传递,并由此转变为外壳的振动而辐射噪声。铁心的振动有两个来源:一是在交变磁通作用下铁心缝隙部位及硅钢片片间的磁性周期变化力所产生的;另一是由于铁心材料在工频电压作用下的磁致伸缩引起的。 ①在设计时,合理地选择铁心的主要尺寸,使铁心的自振频率避开下列频率区:75～125Hz,165～235Hz,275～325Hz。     

浅谈D形轭在铁心电抗器上的应用

传统的叠片式铁心电抗器的铁心结构,一般是轭、柱截面积比为1.05～1.1的圆形柱(外接圆)和矩形轭,轭、柱均以穿心螺杆夹紧的结构.随着冷轧硅钢片的广泛应用和用于绑扎铁心的高强度、高绝缘材料的诞生及其材质的提高,以及铁心裁剪设备的高度自动化和叠装工艺的不断成熟,与变压器一样,电抗器铁心的轭、柱间的接缝也已实现了45°的全斜接缝.柱和柱饼均可以树脂玻璃粘带或其它高强度、高绝缘、耐热性能好的材料替代穿心螺杆对其绑扎与紧固.这在很大程度上提高了铁心的可靠性,简化了铁心的制造工艺. 由于铁心电抗器的心柱中的气隙把心柱分成了若干段,所以器身总体需要经上下轭向柱施加压力,以防铁心松动.为便于施加压力,将轭的上下顶部设计成平面.这在客观上使得平轭和斜接缝构成D字形铁轭.依此,以无穿心螺杆的轭、柱截面积比为1的D形轭替代传统的矩形轭,将明显地改善铁心性能和节省硅钢片.     

带气隙铁心电抗器铁心尺寸计算的代数求根法

介绍了气隙铁心电抗器设计的一种新方法，它是先设定电抗器的各主要尺寸与铁心柱直径（或宽度）之间的比例关系，然后用这些比例关系以及根据所用材料和电压等级选定的电磁参数和绝缘尺寸等，分别导出电抗器的心柱，铁轭，气隙和漏磁等各个部分的磁化功率与心柱直矩之间的函数表示式，并与所要求的总磁化功率相成三次代数方程式，来求得所要设计电抗器的心柱高度，软轭宽度，各气隙长度和气隙数等。     

用脉冲振荡电压技术筛选运行中已出现缺陷的电抗器

<正>1空心电抗器的运行情况广东电网10 k V~35 k V干式空心电抗器总计6 951台,其中,并联电抗器485台,串联电抗器6 466台。2009—2011年,10 k V~35 k V干式空心电抗器缺陷达411台次,缺陷率为5.9%。主要缺陷类型为匝间绝缘短路、异常振动噪声过大和局部过热,其中,匝间短路缺陷174台次,异常振动噪声过大缺陷102台次,电抗器发热缺陷77台次,