并联电抗器铁心振动的模型实验与仿真研究

并联电抗器作为无功补偿设备,补偿电力系统的无功容量。为了保持并联电抗器的电抗值具有良好的线性度,其铁心通常采用多气隙结构,这使得并联电抗器在正常工况下振动幅度较大。为了研究并联电抗器铁心振动的影响因素,本文设计制作了一台并联电抗器试验模型,建立了并联电抗器铁心振动分析的电磁-机械耦合模型。计算得到了不同工况下并联电抗器铁心磁场、麦克斯韦力、振动位移和加速度的空间分布,并将计算结果与实验数据进行了对比。分析了麦克斯韦力和铁心磁致伸缩效应对并联电抗器铁心振动的影响。     

考虑铁心磁致伸缩与绕组受力的高压并联电抗器振动研究

铁心磁致伸缩效应与绕组受力是高压并联电抗器振动的主要原因。基于晶粒取向型硅钢片的磁致伸缩产生机理,将铁心磁致伸缩本质模型及Jiles磁致伸缩模型与实验数据进行对比分析,结果表明本质计算模型能准确地模拟硅钢片的磁致伸缩应变。在确定磁致伸缩本质计算模型有效性的基础上,用多物理场仿真软件COMSOL建立了一台额定电压为10.5 kV、容量为30 000 kvar高压并联电抗器本体结构的振动计算模型。从磁-机械场耦合的角度分析高压并联电抗器铁心振动与绕组受力特性,结果表明绕组受力很大,引起的振动不容忽略。同时研究了具有不同杨氏模量的气隙垫块对并联电抗器铁心振动的影响,杨氏模量越大的气隙垫块对高压并联电抗器的振动抑制效果越好。     

电力变压器铁心、油箱振动特性及与近场噪声的关联性研究

变压器的噪声主要是由油箱的振动产生,油箱的振动主要是由铁心的振动产生,而铁心的振动主要是由电磁力产生,为了研究铁心电磁力、铁心振动、油箱振动与近场噪声的关联关系,采用虚功法对不同电压下不同方向变压器铁心的电磁力进行了仿真计算,采用有限元分析法对不同电压下变压器铁心的振动特性进行了仿真计算,并利用加速度传感器测试了不同电压作用下不同方向铁心、油箱的振动特性,以及变压器的近场噪声特性,探讨了铁心振动的传递过程,发现铁心电磁力的大小、方向、频率与铁心振动、油箱振动、变压器近场噪声具有明显的相关性。