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文檔簡介
1、隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,干式空心電抗器以其起始電壓分布均勻、線性度高、運(yùn)行噪音小等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用,具有無功補(bǔ)償、限流、濾波和過電壓保護(hù)等重要作用。然而,空心電抗器在電力系統(tǒng)中的大量使用也帶來許多問題。由于缺乏閉合鐵磁回路,空心電抗器運(yùn)行時(shí)會(huì)在其周圍空間產(chǎn)生強(qiáng)工頻磁場,不但會(huì)干擾附近敏感電子設(shè)備正常工作,甚至可能影響暴露于該磁場下的工作人員的健康。匝間短路是空心電抗器最常發(fā)的故障之一,故障會(huì)改變電抗的數(shù)值,進(jìn)而引起電流增大、局部溫度
2、異常,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致電抗器燒毀,威脅電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
在空心電抗器安裝完成前準(zhǔn)確預(yù)測其空間磁場分布,是合理設(shè)計(jì)電抗器結(jié)構(gòu),并有效解決周邊環(huán)境電磁污染和匝間短路故障的一項(xiàng)重要手段。但是干式空心電抗器龐大的體積和復(fù)雜的結(jié)構(gòu),給磁場直接計(jì)算帶來許多困難。因此,本文對空心電抗器的模型縮比和簡化進(jìn)行了相關(guān)研究,研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:基于相似理論的縮比準(zhǔn)則推導(dǎo);多包封空心電抗器的簡化模型研究;環(huán)狀簡化模型的結(jié)構(gòu)尋優(yōu);基于縮比
3、實(shí)驗(yàn)法的匝間短路電感和磁場分布特性研究。
本文依據(jù)相似理論并結(jié)合空心電抗器結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在幾何相似的基礎(chǔ)上,拓展到了電參數(shù)與磁場分布相似,從而建立起空心電抗器的縮比模型。通過理論推導(dǎo)、數(shù)值計(jì)算以及在實(shí)驗(yàn)室建立真實(shí)的縮比模型進(jìn)行試驗(yàn),驗(yàn)證了縮比模型與原型在電參數(shù)和磁場分布水平上的相似性。建立的縮比模型能夠廣泛應(yīng)用于空心電抗器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)確定和磁場分布水平計(jì)算等領(lǐng)域,所得結(jié)論與空心電抗器原型結(jié)論具有一致性。
針對目前兩種
4、簡化模型存在的問題提出了改進(jìn)措施。首先,提出單包封簡化模型的等電流安匝數(shù)原則,使得簡化模型的預(yù)測精確度有所提高,并探究了氣道寬度對磁場分布的影響。對雙環(huán)及三環(huán)簡化模型在關(guān)鍵方向上的磁場分布進(jìn)行結(jié)構(gòu)尋優(yōu),得出環(huán)狀簡化模型的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。最后,通過仿真或者實(shí)驗(yàn)的手段探究了簡化模型的預(yù)測效果,驗(yàn)證了其預(yù)測空心電抗器周圍磁場分布的可行性。
為研究匝間短路故障發(fā)生時(shí),電抗和磁場分布的變化規(guī)律,建立縮比模型,根據(jù)相似理論,所得結(jié)論同樣適用于空
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