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新型无环流空心电抗器电磁结构设计方法及工程应用

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高电压技术 2024年

作者：张明泽王炳杰张健刘骥李爽朱东柏哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司

空心电抗器作为电网中抑制过电压、滤波、无功补偿的重要电力设备，苛刻的运行环境对电抗器长期运行稳定性有更高的要求。由于传统的电抗器设计方法方式及制造工艺差异，使得部分设计的电抗器包封间出现环流现象，需外部调匝线圈，增加... 详细信息

空心电抗器作为电网中抑制过电压、滤波、无功补偿的重要电力设备，苛刻的运行环境对电抗器长期运行稳定性有更高的要求。由于传统的电抗器设计方法方式及制造工艺差异，使得部分设计的电抗器包封间出现环流现象，需外部调匝线圈，增加了电抗器的薄弱点；同时由于传统设计方式中为了降低高寒地区大温差工作环境下包封绝缘出现开裂的风险。为了从根本上解决包封间环流及绝缘开裂这一技术难题，本文从电抗器电磁结构优化的角度出发，将小圆线并绕结构的常规视角转变至单组合导线串绕的结构方式上，构建了全新的电抗器电感值计算非线性方程组，并采用等温升约束条件及多端起头方式，实现了空间结构对称的无环流电抗器电磁结构的设计。最终通过等长绕线、强化匝间绝缘、减小包封绝缘厚度的设计思想，实现了首套无环流电抗器的电磁结构设计。设计完成的首套10kV串联空心电抗器通过了型式及特殊试验，并在我国东北地区冬季成功挂网运行，相比与传统电抗器，新型无环流电抗器体积减小了40%、温升降低了32%，本文提出的新型无环流电抗器的设计方法及设计思想将为我国空心电抗器高端制造提供新的设计形式，这对于保障高寒地区空心电抗器的长期运行可靠性具有重要意义。

关键词：空心电抗器环流现象电磁结构设计局部过热包封绝缘开裂

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干式空心电抗器故障分析及预防措施

冶金动力 2024年第2期 1-4页

作者：苏基潭宝钢湛江钢铁有限公司广东湛江524000

通过总结现场干式空心电抗器发生的短路放电、电树枝爬电、断股等故障情况,分析故障原因,并结合现场实际情况提出预防措施及日常运维工作的注意事项。

关键词：空心电抗器匝间短路电树枝

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空心电抗器的复合被动屏蔽结构的电磁性能分析

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电工技术学报 2016年第A01期31卷 68-75页

作者：鲍晓华张程胡云鹏合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

针对空心电抗器的漏磁场问题,通过加装多层复合式磁屏蔽装置,对空心电抗器进行磁场屏蔽,以减少目标区域内的磁场强度,达到保护目标区域内操作人员健康和设备安全的目的。在一定频率范围的正弦电流激励下,利用坡印亭定律和麦克斯韦方程... 详细信息

针对空心电抗器的漏磁场问题,通过加装多层复合式磁屏蔽装置,对空心电抗器进行磁场屏蔽,以减少目标区域内的磁场强度,达到保护目标区域内操作人员健康和设备安全的目的。在一定频率范围的正弦电流激励下,利用坡印亭定律和麦克斯韦方程推算出空心电抗器屏蔽体涡流损耗和目标观测点的屏蔽效能解析计算公式,并在涡流场中求解不同结构磁屏蔽体各层的涡流损耗和目标区域内观测点的屏蔽效能,并利用有限元仿真,对不同结构磁屏蔽的电磁性能进行评估,从而为复合式被动磁场屏蔽设计提供相应的建议和参考。

关键词：空心电抗器复合被动磁场屏蔽涡流损耗屏蔽效能

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干式空心电抗器设计和计算方法

电工技术学报 2003年第4期18卷 81-84,93页

作者：郑莉平孙强刘小河于平义西安理工大学自动化学院 710048

通过在绕组上方作无限长辅助圆柱面的方法 ,可以准确地计算出多层并联电抗器的自感和互感电势。介绍了选择导线、初定匝数和计算温升的方法 ,给出了空心电抗器设计的总体程序框图和计算实例。该方法准确性高。

关键词：空心电抗器感应电势设计温升计算

基于流场-温度场耦合计算的新型空心电抗器设计与分析

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电工技术学报 2003年第6期18卷 59-63页

作者：刘志刚耿英三王建华陈德桂武安波西安交通大学电气工程学院西安710049

按照H级绝缘要求设计的新型空心电抗器 ,采用NOMEX纸作为绝缘材料 ,提高了空心电抗器耐热等级。通过空心电抗器磁场 -电路耦合首先计算磁场、电感和电流等参数 ,然后将计算得到的焦耳热作为流场 -温度场耦合计算的热源。得到空心电控器... 详细信息

按照H级绝缘要求设计的新型空心电抗器 ,采用NOMEX纸作为绝缘材料 ,提高了空心电抗器耐热等级。通过空心电抗器磁场 -电路耦合首先计算磁场、电感和电流等参数 ,然后将计算得到的焦耳热作为流场 -温度场耦合计算的热源。得到空心电控器的温度场分布。这样在设计阶段就可以对空心电抗器进行热性能分析 ,从而保证设计的电抗器满足绝缘要求。对采用玻璃纤维和NOMEX纸作绝缘材料的空心电抗器进行比较 ,结果表明 ,采用新型绝缘材料后 ,电抗器结构变小。

关键词：空心电抗器 NOMEX绝缘纸气流场温度场

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35kV三相空心电抗器组的磁场分布

高电压技术 2012年第11期38卷 2858-2862页

作者：杜华珠文习山鲁海亮姜志鹏武汉大学电气工程学院武汉430072

干式空心电抗器产生的强磁场是变电站内电磁污染的主要来源。为此,总结分析了现有的空心电抗器磁场计算方法,并基于场-路耦合计算模型对三相干式空心电抗器组建立了仿真模型。对35kV品字形排列电抗器组进行仿真计算,计算结果与该电抗器... 详细信息

干式空心电抗器产生的强磁场是变电站内电磁污染的主要来源。为此,总结分析了现有的空心电抗器磁场计算方法,并基于场-路耦合计算模型对三相干式空心电抗器组建立了仿真模型。对35kV品字形排列电抗器组进行仿真计算,计算结果与该电抗器组测量值相符。研究得出了三相空心电抗器组的安装高度和相间距离对周围工频电磁场分布的影响:电抗器周围的磁感应强度随着支柱高度的增加而降低,但仅限于距离电抗器较近的范围内;增大相间距离,对电抗器周围工频磁场的分布改善较小,反而增加了电抗器所需要的安装面积和泄漏磁场的分布范围,对于改善泄漏磁场分布并没有较大的实用价值。

关键词：空心电抗器品字形排列场-路耦合模型电磁环境工频磁场变电站

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干式空心电抗器空间磁场缩比试验与模型简化

高电压技术 2014年第6期40卷 1675-1682页

作者：邹亮宫攀张黎赵彤李庆民山东大学电气工程学院济南250061 国网国际发展有限公司北京100031 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

干式空心电抗器的空间磁场已成为变电站内电磁污染的主要来源,为此,基于缩比试验法对其分布特性给出准确预测。首先,总结了空心电抗器各参数的理论缩比准则,并在保持空间磁场磁感应强度不变的前提下,针对3种典型情况提出相应的修正策略... 详细信息

干式空心电抗器的空间磁场已成为变电站内电磁污染的主要来源,为此,基于缩比试验法对其分布特性给出准确预测。首先,总结了空心电抗器各参数的理论缩比准则,并在保持空间磁场磁感应强度不变的前提下,针对3种典型情况提出相应的修正策略;据此,测量1/2尺寸和1/6尺寸2种缩比系数空心电抗器模型的轴向和径向磁场分布,所得结果与原尺寸模型对应位置的数值基本相符,验证了缩比准则的有效性和缩比试验的等价性;为进一步简化预测过程,提出了由单环、双环和3环载流导体构成的共6种简化缩比模型。试验证明双环简化模型结构1的精确度最高,此时圆环形载流导体与空心电抗器底面的轴向距离为电抗器高度的1/3和2/3。

关键词：空心电抗器空间磁场缩比系数缩比准则缩比试验法简化模型

EAST快控电源中空心电抗器的电磁屏蔽计算

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电工技术学报 2017年第A02期32卷 64-70页

作者：鲍晓华胡云鹏张程高格合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009 中科院等离子体物理研究所合肥230031

针对EAST快控电源系统中空心电抗器运行时产生的磁场对周围电子设备干扰的问题,提出利用金属网屏蔽磁场的理论,通过解析计算得到单层和双层金属网屏蔽时屏蔽系数的表达式。参照现场实物建立多个三维模型,选择不同材料(DT4A,GO,1008steel... 详细信息

针对EAST快控电源系统中空心电抗器运行时产生的磁场对周围电子设备干扰的问题,提出利用金属网屏蔽磁场的理论,通过解析计算得到单层和双层金属网屏蔽时屏蔽系数的表达式。参照现场实物建立多个三维模型,选择不同材料(DT4A,GO,1008steel)的金属网,采用三维有限元和Matlab仿真的方法,获得电抗器周围柜体屏蔽前后磁通密度的分布情况,进而分析了屏蔽系数与网孔数目、激励频率、距离的关系。结果表明,单层金属网屏蔽时,DT4A的屏蔽效果最好;双层金属网屏蔽时,DT4A/GO的屏蔽效果最好。总体而言,双层比单层屏蔽更加有效。对进一步研究空心电抗器的安全运行具有重要意义。

关键词： EAST快控电源空心电抗器金属网屏蔽系数

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空心电抗器磁场分布和防护体架设研究

高压电器 2009年第6期45卷 61-64,68页

作者：季娟俞集辉袁一飞杨光何健重庆大学电气工程学院输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030 重庆电力公司长寿供电局重庆401220

变电站投运的空心电抗器产生的强磁场是变电站磁场污染的主要来源之一。建立了计及涡流影响的空心电抗器磁场有限元模型,仿真计算了其磁场分布,并与实测数据进行比较。从职业暴露安全的角度考虑,提出了对电抗器架设防护体以改善职业暴... 详细信息

变电站投运的空心电抗器产生的强磁场是变电站磁场污染的主要来源之一。建立了计及涡流影响的空心电抗器磁场有限元模型,仿真计算了其磁场分布,并与实测数据进行比较。从职业暴露安全的角度考虑,提出了对电抗器架设防护体以改善职业暴露区磁场分布的措施。通过比较不同材料、尺寸、位置等多种情形下防护体对电抗器磁感应强度分布的影响,最终提出防护体的最优架设方案。

关键词：空心电抗器有限元磁场职业暴露改善措施