基于底面间距调整的电容器装置噪声优化措施研究

高压直流输电系统中,随输送电压的升高,换流站噪声问题越来越严重。而交流滤波场中的滤波电容器装置是主要的噪声源之一,其降噪需求也越来越高。本文通过对电容器表面振动进行实测,建立单台的电容器噪声仿真模型并进行简化,进而建立多台电容器的噪声仿真模型。利用该仿真模型对不同底面间距的4台电容器进行仿真分析,得出当底面间距约为某一频率空气中声波的半波长奇数倍时,该频率下电容器装置的噪声声功率最低。     

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。     

交流滤波电容器噪声的现场实测及特性分析

换流站交流滤波电容器装置数量多、尺寸大,并且流经大量谐波电流,是交流滤波场的主要噪声源。本文在详细研究换流站交流滤波场现场情况的基础上,采用声级计和PULSE音频分析仪对换流站的滤波电容器组进行声压测试和特征频率窄带谱测试。测试结果表明:电容器塔架的套管侧声压级大于侧面侧,噪声主要沿着电容器单元纵向辐射;电容器装置套管侧与侧面侧的噪声频谱特性相似,电容器辐射噪声最大的频率与所滤谐波次数有关。研究结果为电容器的降噪设计和改进提供基础数据支持。     

换流站中电容器装置噪声水平计算方法的研究

滤波、并联电容器装置的噪声是换流站中噪音来源的主要因素之一，有必要对其计算方法进行研究。文中介绍了电容器振动及噪声产生的机理，即：电极间的电场力将使电容器的外壳振动并最终变为噪声辐射出去；根据电容器在机械力激励作用下其表面的振动响应，计算得到了电容器外壳振动的频响函数以及在电容器流过特定电流时其外壳的振动响应；提出了电容器表面振动速度与其产生的噪声之间的关系，并由此计算了单台电容器在流过含有高次谐波分量的电流时的噪声水平；对一滤波电容器装置的噪声水平进行了计算，结果表明利用文中提出的方法可以有效、方便地计算电容器及电容器装置的噪声水平，为换流站的建设提供参考；文中最后对灵宝换流站中滤波电容器装置的噪声水平进行了测量，并与计算值进行了比较，分析了二者产生差异的原因，验证了文中所提出方法的正确性。     

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...     

交流滤波电容器装置电晕的噪声评估

交流滤波电容器装置的噪声是换流站中噪声来源的主要因素之一,其噪声主要来自电容器外壳的振动和均压环等结构的电晕放电,因此电晕噪声水平的计算对研究和合理评估整个电容器装置的噪声水平有着重要的意义。文章从美国BPA推荐的交流输电线路可听噪声预估公式出发,推导出有限长线声源与点声源的电晕噪声预测公式,并结合500 kV交流滤波电容器装置的结构尺寸,利用ANSYS仿真软件计算其电场分布,得到表面电场强度较大的均压环和电容器引线端在测量点处的噪声水平,以此作为电容器装置电晕噪声的评估依据。结果表明:当满足计算条件时,预测公式可以得到比较理想的计算结果,并且随着结构表面电场强度的减小或测量距离的增大,电晕噪声呈指数规律降低。     

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。     

换流站电容器装置振动与噪声特性分析

滤波电容器装置是换流站中噪声的主要来源之一。随着直流输电电压等级的提高、输送功率的增大,电容器装置产生的噪声逐渐受到人们的关注。本文以南网某换流站220kV滤波场中的电容器装置为研究对象,分析电容器装置上单台电容器和塔架的振动特性,并测量了滤波场周边的噪声水平,研究其与装置振动之间的关系。结果表明,电容器装置的振动是由电流的基波与谐波分量共同激励产生的,它们在频率上存在一定联系;对于单台电容器,各个面上的振动强度相差较大,其中以底面振动最强;分析噪声频谱,可知其频率分量与电容器振动频率分量相同;通过滤波场的噪声辐射方向图,可以确定电容器装置和电抗器周围的噪声辐射量最大。最后,通过以上研究结果,从减振、隔声和滤波元件布局等方面,提出一系列可行的降噪措施。     

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。     

基于振动测量的电容器装置噪声贡献分析

高压直流输电工程中,滤波电容器装置是主要的噪声源之一。对装置中各部分噪声贡献量的分析对装置的整体降噪有重要意义。基于电容器外壳振动数据计算噪声预测公式推导了电容器装置噪声贡献系数的计算公式,并利用某换流站的实测数据对电容器装置中电容器外壳及钢架的噪声贡献进行了分析。结果表明电容器外壳振动是电容器装置噪声的主要来源,装置整体的降噪应从降低单台噪声入手;另一方面电容器固定钢架的噪声贡献也不可忽视,可以从减少振动传递的角度提出降噪措施。     

换流站滤波电容器可听噪声的测试与特性研究

滤波电容器是直流换流站中主要噪声源之一,从复杂的换流站相干声场中分离识别出滤波电容器正常工作时噪声的量值及其频率成分,对于电容器单元噪声测试的模拟加载和换流站滤波场噪声预测与控制具有十分重要的意义。研究表明,采用声—振相干分离法可以排除其他噪声源对电容器噪声成分的干扰,从而分离出电容器的现场工作噪声;测试和分离的结果显示,某换流站现电容器的噪声具有明显的指向性,距电容器单元套管侧面1 m处的噪声声压级约为55.6 dB(A);电容器的工作噪声主要分布在100 Hz到2 400 Hz频率范围内,且都是以100 Hz为基频的高次谐波成分,在600 Hz左右的高次谐波噪声成份较大。研究还发现,当多个频率的电流同时注入电容器时,电容器辐射噪声会突然增大,即呈现出"多频噪声跳变"现象。     

特高压直流换流站滤波电容器噪声特性试验研究

在特高压直流换流站中,滤波电容器装置和无功补偿电容器装置是占地面积最大的设备,所以其发出的噪声对换流站总体噪声水平影响很大。电容器装置尺寸高、电容器数量巨大、电容塔处于高电位的这些特点决定了在外部进行噪声治理十分困难,而内部降噪需要对电容器的噪声特性进行研究。为解决此问题,对特高压直流换流站中电容器在不同电源波形作用下的噪声及其特点进行了试验研究,得到了电容器噪声特性规律和影响噪声水平的主要因素,为电容器内部降噪打下了基础。     

电容器噪声测量方法分析及试验研究

随着人们对环境保护的关注,近年来电力系统对换流站滤波电容器噪声问题日益重视。当前,国内关于电力电容器的噪声试验的标准有2个,分别是GB/T 28543—2012《电力电容器噪声测量方法》和GB/T 32524—2016《声学声压法测定电力电容器的单元的声功率及和指向特性》,2个标准在噪声测点位置布置、测量面的选择等方面存在一定的差异。本文采用理论分析和试验验证的方法对此展开研究,希望给出一个较合理的电力电容器噪声试验方法,供科研单位及厂家参考。     

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。     

特高压串联电容器补偿装置噪声的Sysnoise仿真

文章提出了使用Sysnoise对电容器装置噪声仿真计算的思路和实施方法,对特高压串联补偿电容器装置进行了仿真计算和声场分析。首先论述了使用Sysnoise计算电容器装置噪声的理论依据,给出了仿真计算的步骤。然后介绍了测量外壳振动速度的实验系统,用于确定振动速度的边界条件。将该方法应用于特高压串联补偿电容器装置计算中,获得了装置噪声声场分布的结果。分析得出特高压串补电容器声场有随距离衰减和干涉的特征,声场噪声水平较低。     

谐波电流相位对滤波电容器噪声的影响

电力电容器在交流谐波电压作用下会产生显著的噪声。目前国内外已经研究总结了电容器噪声频率与谐波电压间的关系以及谐波电压幅值对噪声的影响,但并没有对谐波电压的相位对噪声的作用进行研究。本文从电容器振动噪声激励出发,分析了谐波电压相位对电容器极板间电场力关系,进而得到相位对噪声的影响规律。并通过电容器单元的噪声试验,验证了电容器单元加载相位对噪声的影响。试验结果与理论分析相一致,并且发现,对于全奇次谐波的作用,当谐波初相位为0°时,电容器单元声功率最大;当频率相差100Hz谐波的初相位相差180°时,电容器单元声功率最小。     

±800kV特高压直流工程电力电容器噪声现状与降噪措施

本文通过建立基于传声器的噪声测量系统,对我国目前在建或即将投运的±800 kV特高压直流工程的交流滤波器电容器单元的噪声进行了测量,研究谐波电流与电容器单元噪声之间的关系,提出并采用针对电容器单元的降噪措施,验证降噪措施的效果。研究结果表明,由于11次、13次谐波电流过大,BP11/13滤波电容器单元的噪声水平达65dB以上。采取加装吸音罩等外部降噪措施后,总体噪声水平可降低5dB以上。     

电力电容器单元噪声试验及降噪方法探讨

叙述了对电力电容器单元噪声问题的测量方法、噪声的影响因素以及抑制噪声所采取的措施,重点介绍了电容器噪声产生、测量方法、影响因素以及应对措施方面研究的成果和存在的一些问题。利用文章中提出的方法可以有效、方便地降低电容器及电容器装置的噪声等级,为电容器单元降噪及换流站的建设提供参考。     

电力电容器单元噪声试验及降噪方法探讨

叙述了对电力电容器单元噪声问题的测量方法、噪声的影响因素以及抑制噪声所采取的措施,重点介绍了电容器噪声产生、测量方法、影响因素以及应对措施方面研究的成果和存在的一些问题。利用文章中提出的方法可以有效、方便地降低电容器及电容器装置的噪声等级,为电容器单元降噪及换流站的建设提供参考。     

换流站电力电容器单元噪声试验电路研究

针对常规高压直流输电工程中电力电容器装置噪声突出,需要从源头进行控制的情况,给出了可按照电容器单元实际运行工况进行噪声测试的试验电路,包括可同时加载工频和多个谐波电流的桥式电路以及同时加载直流电压和多个谐波电流的试验电路,并提出了试验电路中关键设备——谐频电源的技术方案,结合仿真波形证明了试验电路可行性。基于所提出的试验电路,建立了电力电容器噪声试验平台,开展了换流站多台电容器单元的噪声试验。试验结果与理论值的对比分析验证了试验电路可满足直流工程中电力电容器单元的噪声测试要求。