特高压工程用并联电容器单元热稳定性

温度对电容器单元的运行可靠性有重要影响。电容器单元需要通过热稳定性试验来检验其在最严酷运行条件下的最热点温度是否超过允许值。由于最热点温度测量方法缺少研究基础,目前电容器单元热稳定性试验结果的准确度较低。为此以特高压工程用BAM6.56–556–1W型电容器单元为研究对象,利用有限元分析软件,进行了热稳定性计算;同时在电容器单元内部埋设多个光纤光栅温度传感器,测量电容器单元热平衡时的温度分布。研究得到了电容器单元内部最热点的温度和位置,并分析得出内部最热点温度与外壳温度的关系。最后仿真分析了放置方式、结构参数及环境温度对电容器内部温度分布的影响。研究成果可为特高压工程用并联电容器单元提供一种热稳定性最热点温度相对精确而简便的测量方法,同时为电容器的散热设计提供参考。     

变配电设备运行禁忌

四、电力电容器运行禁忌 1.电容器运行温度不应过高或过低 运行温度是保证电容器安全运行和使用寿命的重要条件之一。运行温度过高,可能导致绝缘介质击穿强度的降低或介质损耗的迅速增加,最终将破坏热平衡,即发热快,散热慢,造成热击穿。运行温度过低,对电容器也不利。有些介质在温度过低的情况下,可能趋于凝固,此时电容器元件中心温度升高很快,体积骤然膨胀,介质可能发生开裂。电容器外壳     

高压电力电容器内部最热点温度的计算模型

为了估计电力电容器内部运行最高温度,主要考虑了电力电容器的内部介质损耗造成电容器发热、运行环境温度和电容器外壳的散热性能,提出了以电力电容器在动态热平衡时的外壳最热温度作为中间变量,建立了电力电容器内部最热点温度的计算模型,通过一类大量用于电力系统无功功率补偿的电力电容器参数为计算依据,计算了电力电容器在不同运行容量、不同环境温度下的内部最热点温度.利用红外热像仪测量了并联电力电容器组长时间运行的环境温度和电容器外壳最热温度,测量结果验证了温度估计模型的有效性.最后,对加强电容器的安全运行提出了运行环境温度的建议.     

新型自冷热管散热励磁整流器的研制应用

针对传统励磁整流器近30年的应用实践,总结出强迫风冷散热方式和结构配置在长期运行中出现的诸多问题,对基于完全自然冷却散热的新型自冷热管散热方式进行了研究,提出了励磁整流器的热平衡设计和整体配置方案,并对其散热能力和实际应用效果进行评价。新型自冷热管散热方式和结构配置完全可以取代强迫风冷散热。     

全膜电容器热稳定试验研究

全膜电容器由于绝缘性能优良,比特性远优于其它介质电容器。但正因为如此,其散热面积也远小于其它介质电容器。因此,其热的稳定特性并不一定就优于其它电容器。本文通过对电容器比例单元热稳定性能的试验研究,确定了内部最热点与外壳最热点的关系,为更好地做好电容器热稳定性能试验提供了参考依据。     

直流支撑电容器的纹波电流影响其温升的研究

直流支撑电容器是变流器不可缺少的重要部分,直流支撑电容器的运行温度会影响使用寿命。为此,需要研究纹波电流对其温升的影响。首先,以直流支撑电容器为研究对象,研究了直流支撑电容器的发热功率、纹波电流对温升的影响。进而,通过对试品基于单一频率电流的温升试验和发热功率计算,以验证纹波电流对温升的影响。结果表明:纹波电流的数值和频率影响直流支撑电容器的温升;直流支撑电容器的温升与其纹波电流方均根值的平方成正比关系,与纹波电流的频率成反比关系;直流支撑电容器的温升还与损耗角正切成正比关系,与其散热面积、外壳散热系数成反比关系。     

环境温度对直流支撑电容器温升影响的研究

直流支撑电容器是变流器的重要器件。介绍了直流支撑电容器的结构、技术指标,研究了直流支撑电容器的发热功率和温升计算方法,分析环境温度对直流支撑电容器温升的影响,并通过温升试验进行验证。试验结果证明环境温度上升,辐射散热系数α_u增大,散热系数α_m增大,温升下降;反之则温升上升。     

全膜电容器热稳定试验研究

全膜电容器由于绝缘性能优良，比特性远优于其它介质电容器。但正因为如此，其散热面积也远小于其它介质电容器。因此，其热的稳定特性并不一定就优于其它电容器。本文通过对电容器比例单元热稳定性能的试验研究，确定了内部最热点与外壳最热点的关系，为更好地做好电容器热稳定性能试验提供了参考依据。     

碳化硅控制器用膜电容器设计与测试

针对一款碳化硅控制器用膜电容器,采用有限元热仿真分析和台架测试相结合的方法研究其内部温度分布情况。设计了膜电容器内部结构,介绍了该膜电容器在碳化硅控制器内部的结构布置情况,建立了膜电容器的热仿真模型,重点研究了膜电容器在碳化硅控制器额定工况下的温度分布规律。制作膜电容器样品并在其内部埋设热电偶,对该膜电容器在额定工况下的实际温度进行了台架测试验证。通过仿真和测试结果的对比分析,证明了采用有限元热仿真研究碳化硅控制器用膜电容器的有效性。研究结果对于碳化硅控制器用膜电容器的高效散热设计具有一定的参考价值。     

石英砂介质在自愈式低压电容器散热改进中的应用研究

金属化膜电容器在电场作用下,由于本身的损耗而使电容器发热。其中一部分热量散发到周围环境中去。另一部分热量则使电容器内部的温度升高,从而导致电容器可能发生电学性能的变化,因此电容器填充介质对电容器的散热有非常重要的作用。本文主要对市场上元件独立保护的自愈式低压电容器填充不同目数的石英砂进行散热对比,探讨石英砂对电容器散热的影响。     

回收再用绝缘油中抗氧剂的缺失对电力电容器热稳定性的影响

对电力电容器使用回收再用绝缘油(回油)后造成损耗异常增大的问题进行了研究,利用红外光谱分析、色-质谱联用分析及介质损耗因数测量等方法对运行前后的电容器的绝缘膜和油进行了理化分析。结果表明影响电容器损耗的主要因素是液体介质油,而不是固体介质膜,并发现使用回油的损耗异常电容器内已不含作为抗氧剂的酚类。进一步通过油样的热老化实验和模型电容器的电老化实验证明了回油中抗氧剂的缺失是造成电容器损耗异常增大以及热不稳定的主要因素。     

有效散热面积对电力电容器外壳散热量的灵敏度分析

在介绍电容器传热过程数学模型的基础上,运用局部灵敏度分析方法,进行了有效散热面积对电容器外壳散热量的灵敏度分析,得到其灵敏度系数与电容器外壳温度、冷却空气温度之间的关系。实际算例分析表明,在额定电压及容量相同的情况下,相对于较小尺寸电容器,较大尺寸电容器的内部介质温度及外壳温度可降低2℃以内。     

Numerically established correlation in electrical responses ofpolymer film capacitors to ac and pulsed voltages

In this paper, an equivalent circuit model is used to simulate electrical responses of metalized polymer film capacitors to either ac voltage or pulsed voltage stresses, in particular electric field induced on the electrode coating surface and power dissipation within the film capacitor. Electrode segmentation patterns are taken into consideration by means of arrays of interconnected lumped surface resistors, and the film capacitance is modeled by a set of shunt capacitors distributed across the length of the capacitor film. Voltage magnitude and waveform characteristics are studied in great detail for their effects on surface electric field and power dissipation. Through numerical examples, surface electric field and dissipated power induced by one type of external stress (ac or pulsed) at one frequency are shown to correlate with those at a different frequency. Further correlation is also established to relate surface field and dissipated power induced by one type stress (e.g. ac) to those by the other (pulsed), provided the waveform. characteristics of the two different stresses are specifically related. These numerically established correlations can permit significant reduction in development time of metalized film capacitors     

配电网络电容器优化投切的作用范围法

从实时调度角度研究电容器优化投切问题.首先,根据配电网络电容器优化投切就是使无功就地补偿的思想及配电网辐射状运行的特点,提出节点最优条件并作为启发式规则,在不考虑电容器容量限值的条件下,获得电源及电容器的作用范围.然后根据提出的电容器补偿的两个基本规则,在电源及电容器作用范围的基础上,并计及电容器容量限值,计算电容器实际注入无功电流,最后得到电容器的投切组数.采用IEEE69节点系统标准算例验证了算法的准确性和实用性.     

三相四开关APF的SVPWM优化策略研究

针对三相四开关并联型有源电力滤波器(TFSAPF)的直流侧电容电压变化问题,通过分析不同开关模式的电路结构,总结了直流侧电容电压变化的原因,并给出了TFSAPF4个模值不全相等的有效空间电压矢量对直流侧电容电压的影响。提出了通过检测电容电压差值和电容电流方向来选择不同的等效零矢量以平衡直流侧电压的SVPWM优化策略。针对直流侧中点电位偏移问题,设计了一种基于检测电容中点电流平均值的直流侧电压偏置补偿器。相关的仿真与实验结果均证明了该SVPWM优化策略的可行性和有效性。     

热管换热器应用于大功率LED路灯冷却系统的实验研究

研发了一系列将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED路灯冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了实验研究.实验结果表明,该系列热管散热器具有良好的散热能力,能控制节点温度在70℃以下,满足了LED路灯对结点温度的控制要求;同时实验结果表明,改变翅片结构,换热器散热能力明显不同,所研发的具有菱形、开孔形及外翻形翅片的热管换热器散热能力比普通矩形翅片热管换热器的散热能力明显提高,其中以外翻形翅片的热管换热器散热能力最好;另外研究了改变环境温度、热管排布数量、翅片材质及结构对换热器散热性能、换热装置体积、成本及质量的影响,找到更具应用价值的热管换热器形式;最后研究了热管换热器工作倾角对LED路灯散热能力的影响,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析.     

基于静态补偿的负荷功率因数自动补偿方案设计

考虑网络无功平衡,从工程适用角度提出和分析了利用静电电容器等所构成的静态无功补偿方案。提出了一种以8031单片机为核心的无功自动补偿的静态补偿新方案,从而实现了电容器的自动投切并使无功缺额得到了最大限度的补偿。     

A design methodology for power‐efficient reconfigurable SC ΔΣ modulators

This paper presents a methodology to design reconfigurable switched‐capacitor delta‐sigma modulators (ΔΣMs) capable of keeping their corresponding power efficiency figures constant and optimal for a set of resolutions and signal bandwidths. This method is especially suitable for low‐bandwidth, medium‐to‐high‐resolution specifications, which are common in biomedical application range. The presented methodology is based on an analytic model of all different contributions to the power dissipation of the ΔΣM. In particular, a novel way to predict the static power dissipated by integrators based on class A and class AB operational transconductance amplifier is presented. The power‐optimal solution is found in terms of filter order, quantizer resolution, oversampling ratio, and capacitor dimensions for a targeted resolution and bandwidth. As the size of the sampling capacitors is crucial to determine power consumption, three approaches to achieve reconfigurability are compared: sizing the sampling capacitors to achieve the highest resolution and keep them constant, change only the first sampling capacitor according to the targeted resolution, or program all sampling capacitors to the required resolution. The second approach results in the best trade‐off between power efficiency and simplicity. A reconfigurable ΔΣM for biomedical applications is designed at transistor level in a 0.18‐µm complementary metal–oxide–semiconductor process following the methodology discussed. A comparison between the power estimated by the proposed analytic model and the transistor implementation shows a maximum difference of 17%, validating thus the proposed approach. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.