收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大电感导线空心电抗器的研究

赵圣全  
【摘要】:随着电力系统的迅猛发展,电力系统对电力电抗器的需求数量比以前大大增加。其中,干式空心电抗器因结构简单、维护方便、可长期户外运行、不存在磁饱和问题、较强的抗短路能力等优点而被广泛应用。但是常规空心电抗器为了满足电感设计值和散热的要求,其体积较大、功率损耗较大、对周围环境的电磁辐射污染和振动噪音污染比较严重;另外,空心电抗器电感的解析计算方法比较繁琐。 为解决上述问题,首先对常规空心电抗器的绕组导线进行改进:借鉴大电感电力电缆专利技术,在常规铝线芯外围增加磁粉层,使导线自身电感值大大增加,成为大电感导线;用大电感导线替代常规导线进行绕组的绕制,并合理增加电抗器包封之间撑条数目,使之成为大电感导线空心电抗器。其次在空心电抗器电感计算方法上进行创新:用有限元能量法进行空心电抗器电感的计算,并以实际常规空心电抗器为例,验证了该方法的可行性。最后运用有限元方法设计出与实际常规空心电抗器相同电感值的大电感导线空心电抗器,并对两种空心电抗器进行了对比分析。 本文研究内容主要包括以下几个方面: 首先,介绍了电抗器的分类和空心电抗器的结构特点、发展趋势及研究现状;详细介绍了空心电抗器的电感计算方法,总结并对比了不同计算方法的优缺点。 其次,推导了空心电抗器磁场、感应电势及电感的解析计算公式;简要介绍了空心电抗器的传统设计方法,并总结了不同设计方法的适用领域。 再次,简要介绍了数值计算、有限元分析技术以及ANSYS有限元软件的概况;详细分析了有限元能量法求解空心电抗器电感的理论;并以实际常规空心电抗器为例,用有限元能量法求解其电感值,通过与实际电感值对比,验证了有限元能量法求解空心电抗器电感的可行性。 然后,给出了大电感导线空心电抗器的总体有限元设计步骤;详细阐述了大电感导线的创新结构、尺寸选择以及大电感导线空心电抗器的整体结构;并分别给出了电抗器初定匝数和温升的计算方法。对大电感导线空心电抗器进行了优化设计,得到最优有限元模型。 最后,利用ANSYS软件,建立大电感导线空心电抗器和实际常规空心电抗器的有限元三维模型,详细分析了它们的电磁场分布,并对它们的体积、电感值、功率损耗和绕组电磁力分布等进行了对比分析。结果表明:大电感导线空心电抗器具有电感大、电磁辐射污染小、功率损耗小和绕组端部电磁力小等优点;相同电感值条件下,大电感导线空心电抗器的体积比常规空心电抗器减小了24.4%,交流功率损耗减少了20.83%。 介绍了模态分析的基本原理;利用ANSYS软件建立大电感导线空心电抗器与实际常规空心电抗器的包封和撑条的有限元模态模型,并对这两种模型进行对比模态分析。分析表明:包封绕组的振动变形与电抗器绕组受力分布情况基本吻合;大电感导线空心电抗器包封绕组的模态频率大于常规空心电抗器,发生共振的可能性小于常规空心电抗器;大电感导线空心电抗器的5种振型的振动幅度全部小于常规空心电抗器,由振动引起的噪音明显低于常规空心电抗器。 综上所述,大电感导线空心电抗器基本解决了常规空心电抗器的电感小、体积大、电磁辐射污染严重、功率损耗大以及振动噪音大等问题。因此,采用磁粉导线缠绕的大电感导线空心电抗器研究,具有重要的现实工程意义。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 周书琴,杨力军;干式空心电抗器电流分布与损耗[J];变压器;1997年12期
2 刘志刚,王建华,耿英三,史仓会;干式空心电抗器磁场和电感的计算分析[J];高压电器;2003年03期
3 陈乔夫,马晓久;多层并联空心电抗器的支路电流计算[J];变压器;1994年04期
4 李锦彪,王健,任玉民,刘永胜;干式空心电抗器阻抗参数计算的能量法[J];变压器;1998年06期
5 刘志刚,王建华,耿英三,王维平;干式空心电抗器设计软件开发与应用[J];电机与控制学报;2003年02期
6 郑莉平;多层并联的干式空心电抗器感应电势的计算方法[J];变压器;1998年02期
7 郭香福,赵海翔,李德良,由俊坤;空心与半芯电抗器周围磁场的分布规律[J];电力建设;2004年12期
8 朱明林,朱子述;干式空心电抗器匝数的优化[J];上海交通大学学报;1999年12期
9 郑莉平,孙强,刘小河,于平义;干式空心电抗器设计和计算方法[J];电工技术学报;2003年04期
10 于良中,方伟,易兆林;树脂绝缘干式铁心与空心电抗器的性能比较[J];高电压技术;2004年08期
11 朱旭东;毫亨级空心电抗器的冲击电压试验[J];高电压技术;1995年04期
12 黄缉熙;肖志华;陈光凯;;空心电抗器计算和设计[J];电气传动;1991年05期
13 陈乔夫,候波,彭兵舫;箔式空心电抗器的固有频率计算[J];湖北工学院学报;1994年S1期
14 叶占刚;干式空心电抗器的结构特点及其使用寿命的分析[J];变压器;1995年08期
15 赵海翔;空心电抗器温升试验调压异常及涌流现象的分析[J];变压器;1998年07期
16 王振兴;干式空心电抗器在安装与运行中应注意的几个问题[J];电力电容器;2000年03期
17 刘志刚,耿英三,王建华,武安波,王维平;干式空心电抗器的优化设计[J];高电压技术;2003年02期
18 叶占刚;干式空心电抗器的温升对其质量的影响[J];变压器;1998年03期
19 牛艳艳,刘志刚,耿英三,王建华;空心电抗器在瞬变中的电动力计算[J];电气开关;2004年05期
20 陈庆国,邱毓昌,魏新劳;用脉冲电压谐振法检测空心电抗器匝间绝缘缺陷[J];电工技术学报;1999年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 牛艳艳;刘志刚;耿英三;;基于ANSYS二次开发的干式空心电抗器优化设计软件[A];中国电工技术学会低压电器专业委员会第十二届学术年会论文集[C];2005年
2 刘志刚;刘勇;蒋元华;;干式空心电抗器的研究进展及设计软件开发[A];电力电容器、无功补偿技术论文集[C];2006年
3 季爱晖;;宝钢热轧厂35kV右母线SVC改造[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年
4 刘险峰;;城市旧住宅供电改造的措施与方法[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
5 李进玺;程引会;李宝忠;吴伟;周辉;;导线X射线瞬态响应的电路模型计算[A];电波科学学报[C];2011年
6 孙胜涛;陈津;;电弧炉谐波治理分析[A];2010输变电年会论文集[C];2010年
7 毛仲民;;配电网络及其配套管理[A];湖北省农村水电发展行业研讨会论文集[C];2005年
8 唐华轩;;农网改造技术降损中的四个问题[A];广西电机工程学会第九届青年学术论坛论文集[C];2006年
9 杨书敏;;配电网络建设及管理[A];2007中国电机工程学会电力系统自动化专委会供用电管理自动化学科组(分专委会)二届三次会议论文集[C];2007年
10 林秀娥;;街面水电站交通洞智能照明分析与设计[A];福建省科学技术协会第七届学术年会分会场——提高水力发电技术 促进海西经济建设研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 王晓燕;特高压交流输电线路电磁环境研究[D];山东大学;2011年
2 王洪;大跨越架空输电线路分裂导线的微风振动及防振研究[D];华北电力大学(北京);2010年
3 范松海;输电线路短路电流融冰过程与模型研究[D];重庆大学;2010年
4 王瑞宝;汽车线束寄生参数和串扰预测研究[D];吉林大学;2011年
5 陈元坤;分裂导线的微风振动与次档距振荡研究[D];华中科技大学;2011年
6 赵铁英;基于SSCB的煤矿下井电缆快速故障限流器研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
7 陈宝君;集成电路互连线电阻电感参数提取方法研究[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵圣全;大电感导线空心电抗器的研究[D];湖南大学;2012年
2 赵延山;空心电抗器电场及电动力问题分析[D];山东大学;2012年
3 青晔;大型空心电抗器电磁与损耗计算[D];哈尔滨理工大学;2012年
4 宫攀;基于缩比实验法的空心电抗器空间磁场研究[D];山东大学;2013年
5 于健;空心电抗器电场及其瞬态问题研究[D];沈阳工业大学;2010年
6 李万艳;框架式结构空心电抗器磁场的有限元分析及其优化设计[D];天津大学;2006年
7 赵琳娜;空心电抗器内表面检测仪传动和控制系统设计研究[D];长春理工大学;2009年
8 季娟;空心电抗器工频磁场计算及改善磁场分布的研究[D];重庆大学;2009年
9 蔡云松;空心电抗器内表面检测仪图像采集和处理系统研究[D];长春理工大学;2009年
10 张艳;干式空心电抗器周围工频磁场分布研究[D];重庆大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 汤兆宏;技术求精 管理出效 创新不止[N];中国电力报;2008年
2 汉中市科学技术局局长 李向东;全力实施55315科技创新工程 为汉中率先突破发展提供有力的科技支撑[N];汉中日报;2007年
3 王娟;竭诚服务用户治理谐波公害[N];中国冶金报;2000年
4 本报记者 钟静 赵飞;以科技创新推动汉中率先突破发展[N];陕西科技报;2007年
5 本报记者 赵宇;浑霸线淋漓展现紧凑型[N];华北电力报;2003年
6 山东省沂水县正元农机公司车辆分公司 马祥存;农用车导线选择与安装不可太随意[N];河北科技报;2007年
7 记者 连洁通讯员 段玉书;吉林油田供电公司三管齐下抓节能[N];中国石油报;2008年
8 林文钦;农电企业降低线损的措施[N];中国电力报;2005年
9 王君;全力打造高科技工业园[N];丹东日报;2005年
10 山西 张树弼;浴室用电要注意安全[N];电子报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978