直流分压器暂态温升及冷却特性研究

直流分压器在量值溯源、实验室等场合工作时间较短,其暂态温升会导致测量误差。文中分析了绝缘介质为流体的实验室用直流分压器的传热过程,利用电学、热学、流体力学的多场耦合构建了其暂态温升和冷却过程的数学模型,并以500 kV实验室用油绝缘直流分压器为例对其暂态温升及冷却特性进行计算分析。结果表明：变压器油的非等温流动将导致分压器上端温度高于下端,过小的绝缘套管内径使变压器油的非等温流动集中在相邻分压电阻间隔内,导致分压器最大温升、分压电阻上最大温差以及热时间常数均增大。在计算条件下,套管内径较小的直流分压器在额定工况下工作2 h后,分压器表面最高温度高达76.5℃,自然冷却11 h后温度才能降低至60℃。本研究对直流分压器结构设计及实验室应用具有指导意义。     

褐煤锅炉中速磨热平衡计算若干问题的探讨

国内褐煤锅炉中速磨煤机制粉系统热平衡计算以DL/T 5145—2012《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》为主要依据.文章通过对比和分析,探讨了在标准执行过程中煤粉水分和磨煤机出口温度选取、系统散热损失、原煤温度及计入解冻热存在的取值和计算等问题,并提出了合理性建议.     

1000kV直流电阻标准分压器的电场仿真计算和分析

进行高电压等级的直流电阻标准分压器设计时,不仅要减小最大场强以保证绝缘,还要减小测量电阻层附近的场强,以减小电晕电流和泄漏电流对分压器准确度的影响。针对研制的1 000kV直流电阻标准分压器,建立了有限元模型,用有限元软件计算了分压器的电场分布以及沿测量电阻层外表面纵向方向上的电场分布。计算结果表明:均压环对高压电极附近的电场具有明显的改善作用,最大场强从7 775V/mm下降到了1 457V/mm,位置从电极上部转移到了辅均压环附近;增大辅均压环的小环半径,或使辅均压环和主均压环的包络线更加平滑,都能减小辅均压环附近的场强,通过优化设计,分压器的最大场强减小到了1 175V/mm;由于屏蔽电阻层的屏蔽作用,沿测量电阻层外表面纵向方向上的场强减小到了141V/mm,而且分布均匀。     

计及阻容式撬棒的混合型风电场协同控制及故障特性分析

为解决混合型风电场低穿措施复杂难以协同及低穿后故障特性难以分析的问题,提出双馈风电机组应用阻容式撬棒以改善低电压穿越期间混合型风电场的频偏及无功特性。首先建立双馈风电机组群与永磁直驱风力发电机组群模型,通过分群聚合等效的方法建立混合型风电场简化等效模型。在此基础上,分析计及阻容撬棒的混合型风电场故障期间各类型风电机组的无功调节能力及调节特性。据此制定混合型风电场的无功协同控制策略以优化低电压穿越期间无功输出能力,分析采用协同控制策略后混合型风电场的短路特性,并对短路电流进行解析。最后基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立了混合型风电场仿真模型,对协同策略的有效性及故障电流表达式的正确性进行仿真验证。     

不同温度条件下永磁接触器动作特性仿真分析

针对单线圈单稳态永磁接触器,分析其工作原理,建立数学模型,对不同温度下其静态和动态特性进行仿真研究。首先,建立ANSYS有限元模型,进行不同温度下永磁吸力和线圈磁链的静态仿真;其次,建立Matlab动态仿真模型,仿真不同温度和不同合闸相角时合闸过程动态性能,并分析了仿真结果。该研究有助于提高永磁接触器的工作性能。     

载流条件下环氧胶浸纸套管温度分布及绝缘特性

为研究环氧胶浸纸套管内部温度分布及对应的绝缘性能,构建了套管温升与绝缘性能同步测试回路,获得了不同电流下套管芯体温度分布及热点温度对套管绝缘性能的影响规律。结果表明：载流条件下套管油端芯体最大直径处存在由于热量累积导致的局部热点;在与套管绝缘材料接触的热点温度<100℃时,绝缘介质中松弛极化损耗现象明显,tanδ随频率变化曲线存在损耗“峰”和“谷”,曲线随着温度增加向高频方向平移,当热点温度>120℃时,绝缘介质中电导损耗作用突出,tanδ随频率变化曲线在对数坐标系中呈直线下降趋势;热点温度>140℃将损坏套管内部绝缘,恢复常温后tanδ和电容量急剧增加,绝缘电阻大幅下降;当热点温度>200℃时,套管内部将产生大量气体,芯体开裂,tanδ突增而电容量突降。该研究可为套管优化设计、试验及运行状态评估提供参考。     

高压直流换流阀模块散热及温度分布研究

通过分析高压直流换流阀模块的冷却水路结构,根据传热学理论,采用数值分析法,建立冷却水路的压力计算模型和紊流散热模型,提出简化模型的条件,对串联水路阀模块的热源和散热系统热量传输进行仿真计算,得出换流阀模块稳态运行时热应力特性及温度分布。在换流阀运行试验系统开展热运行试验,测量冷却水路进出口温度和晶闸管管壳温度分布,试验结果与仿真结论一致。     

非正弦激励下高频变压器的温度分布计算与分析北大核心CSCD

高频变压器是DC/DC变换器的重要电气元件,其内部温度过高会加速绝缘老化,准确预测高频变压器的温度分布有助于其散热设计。文中考虑温度对高频变压器材料电磁特性和空气热物理特性的影响,利用Infolytica有限元软件建立高频变压器的瞬态磁场—温度场双向耦合模型,通过仿真分析,得到高频变压器的磁密分布、损耗分布和温度分布。在此基础上,根据高频变压器的散热路径建立其等效热路模型,计算出稳态温度分布。通过比较分析可知分别使用有限元法和等效热路法得到的计算结果相吻合,验证了使用等效热路模型法计算高频变压器温度分布的可行性和精度。得出如下结论:热路模型的计算代价低,计算速度快,可应用于高频变压器结构的优化设计。磁场温度场耦合计算模型的计算精度高,但计算代价大,适合对设计结果的校核。     

应用瞬态热路法计算直流电磁铁的温升

建立了直流电磁铁的温度场模型，通过对温度场的分析，建立直流电磁铁的热路数学模型，研究了电磁铁中热的流动，与温度场的计算结果进行对比，并用实验加以验证。     

基于等效导热系数的直流电缆稳态载流量简化有限元算法

文中提出一种直流电缆的两层简化结构,以减少应用有限元方法计算直流电缆稳态载流量的计算量,增强其计算效率。将直流电缆结构等效为两层:将除线芯外的各层等效为一层,与线芯构成两层简化结构。等效层的等效导热系数由除线芯外其余各层的导热系数的调和平均数算得。在算例验证中,针对DC 200 k V YJQ41 1×1000+2×12型号直流电缆,分别用有限元方法计算了该电缆原始结构和两层简化结构不同敷设条件下的给定电流时的线芯温度,并与厂商给出的该型号电缆的技术数据参照对比,证明了应用等效导热系数简化电缆结构以进行有限元求解的结果是准确的。之后文中比较了上述计算过程中两种结构下有限元方法的计算量,比较结果表明,两层简化结构的计算量较原始结构的计算量有显著的减少。     

汽轮机转子热疲劳的计算方法

本文介绍了转子热疲劳计算方法,从理论上推导了计算额定弹性应力和应力集中系数的公式,阐明了利用通用周期应变特性和短时蠕变特性计算转子热疲劳寿命的步骤。该方法对苏制200、300和500MW机组的寿命计算和寿命管理提供了比较适当的公式。     

汽轮机转子热应力计算方法研究

<正>转子热应力计算普遍采用解析法和数值法两种方法。在数值方法中,有限元法可得到较精确的转子热应力分布,但其一个很大不足是计算难备时间长、计算时间长且不适用于在线监测系统。目前国内转子热应力在线计算大致采用3种简化计算公式;一维解析法、一维差分法和控制模型法。     

直流电动机过渡过程的一种分析方法

用分析法计算复励直流电动机、串励直流电动机及并励直流电动机的过渡过程,在电动机运行及控制方面有实用价值。     

计算Scott牵引变压器内部温升的热路模型法

牵引变压器的绝缘寿命很大程度上取决于绕组热点温度,研究其内部温升具有重要意义。为此,针对Scott牵引变压器特殊的绕组连接、铁心结构和电气特性,利用热传输原理分析了其内部热量的产生和传输过程;参考电路原理建立了Scott牵引变压器内部热路模型;参照基尔霍夫定理推导了温升的计算式,从而建立了Scott牵引变压器的热路温升计算模型和简化的热路温升计算模型;采用两种热路温升计算模型和IEC温升计算法仿真了同一负荷下的Scott牵引变压器,仿真结果说明了模型的有效性。     

根据电缆表面温度推算导体温度的热路简化模型暂态误差分析

电力电缆运行中导体的温度是确定电缆是否达到载流量的依据,为分析热路简化模型计算电缆导体温度的精度,根据110 kV交联聚乙烯电缆各层温度的热路模型及其简化模型,借助Matlab软件推导出了基于电缆表面温度推算电缆导体温度的计算式,理论上演算了电缆热路完整模型与简化模型之间的误差,并给出该误差与所施加电流的函数关系。同时,设计了直埋电缆的暂态温升试验,根据实测表面温度数据利用简化模型计算了导体温度、绝缘层温度,对比分析了简化模型所计算的导体温度、绝缘层温度与实测导体温度、绝缘层温度之间的误差。结果表明,简化模型计算电缆导体温度与实测导体温度之间的误差在允许范围之内,可用于工程上基于电缆表面温度推算电缆导体温度。     

模块化多电平换流器损耗与结温的解析计算方法

正常运行时模块化多电平换流器(MMC)子模块的电容不断被充电/放电。为保持电容电压平衡,各子模块投入/切出状态随机,导致MMC损耗计算的复杂度很高。文中引入了桥臂子模块投入占空比的概念,在整个功率运行区间内分析推导了子模块中4个开关器件通态电流平均值与有效值的解析表达式。在此基础上,综合考虑电容电压与门极电阻等参数的影响,推导了通态损耗与开关损耗的解析表达式。针对平均结温并不能真实反映开关器件实际工作状态的问题,详细分析了每个工频周期内开关器件结温波动特性,提出了一种最大运行结温的估算方法。算例分析表明,损耗与结温计算结果与MMC运行特性完全一致,该解析计算方法简便有效。     

采用再燃技术的电站锅炉炉膛热力计算方法研究

在燃煤粉电站锅炉各种低NOx燃烧技术中,燃料分级燃烧(再燃)技术是降低NOx排放的有效方法之一。根据采用再燃技术的炉膛燃烧与放热特点,对已有的炉膛分区段热力计算方法进行了改进,将主燃烧区和再燃区作为两个主要放热区段,推导了采用再燃方式的炉膛热力计算方程式,并给出了某200 MW燃煤粉锅炉炉膛的校核热力计算示例。     

密封金属外壳外热阻的一种计算方法

通过对固体继电器密封金属外壳外热阻与散热面积的回归分析,提出了外热阻的一种新的计算公式,可以直观、快捷地用于工程设计。