有限元法分析隔声装置对特高压并联电抗器散热性能的影响

特高压并联电抗器噪声问题日益突出,加装隔声装置能有效降低特高压并联电抗器噪声;但隔声装置可能造成特高压并联电抗器散热不足,使内部绝缘系统性能劣化,影响特高压并联电抗器运行可靠性与经济性,因此需对加装隔声装置后的特高压并联电抗器散热性能进行分析。通过有限元方法建立特高压并联电抗器模型,模拟其产热与散热过程,研究加装隔声装置前后的特高压并联电抗器散热性能,分析了油箱内温度分布情况以及温升值。研究表明,安装该隔声装置会导致特高压并联电抗器内部温升值增大2~3 K,但不会影响其安全稳定运行;仿真结果与试验结果有很好的一致性。电抗器内部热量散出主要依赖绝缘油的循环流动;在电抗器散热性能良好的前提下,安装隔声装置不会对其温升有较大影响。     

超高压电抗器隔声装置降噪散热性能分析

变电站高压并联电抗器噪声问题日渐突出,现有变电站通过对高压并联电抗器加装隔声装置达到控制噪声的目的,但隔声装置可能造成高压并联电抗器散热不足,使内部绝缘系统性能劣化,影响特高压并联电抗器运行可靠性与经济性。本文结合华东某超高压变电站实际应用案例,对加装隔声装置后的高压并联电抗器噪声影响和散热性能进行分析。     

并联电抗器隔声罩隔声性能测试及分析

为评估和分析特高压并联电抗器隔声罩降噪效果,对特高压并联电抗器周围声场进行测试,明确100 Hz是电抗器噪声能量的主要成份,在比较分析隔声性能的3个指标后,依据相关标准,对并联电抗器隔声罩进行插入损失和噪声衰减测试。结果分析表明,随着距离的增加,200 Hz及以上频率的损失值明显大于100 Hz的损失值,同时加装隔声罩后的噪声源强衰减量在14～18 dB(A)之间,且隔声罩与电抗器本体的振动频率特性一致,这说明对并联电抗器加装隔声罩只是降低了周围声场的声压值,并没有消除隔声罩外因100 Hz噪声产生的干涉现象,建议在工程中采用针对100 Hz频率的吸声材料布置在隔声罩内,以在源强处削弱声场分布中100 Hz频率的能量,由此减小因干涉而造成的"达标扰民"现象。     

基于电力变压器噪声特性的声学超材料降噪方法

变压器噪声控制作为高压输变电工程中亟待解决的问题成为研究热点。文中对特高压变压器的噪声进行测量分析,得到变压器噪声的主频点。以设计具有通风、占用面积小、不导电不导磁、隔声性能好的声屏障为目标,借鉴希尔伯特射频天线结构,提出一种适用于变压器降噪的声学超材料结构。通过有限元数值模拟,研究了声学超材料单胞的隔声特性。在此基础上,选择声学超材料单胞的参数,使其共振频率点避开变压器噪声的主频点,获得了较高的传声损失。采用阻抗管实验测量了声学超材料在变压器噪声主频点的传声损失,结果表明,设计的超材料传声损失最高可达20 dB左右,具备良好的隔声性能,并且实验与仿真结果相吻合。     

超/特高压高漏抗变压器式分级可控并联电抗器的动态模拟

为提升对新型电力设备的仿真能力,国家电网仿真中心动态模拟仿真试验室开展了超/特高压高漏抗变压器式分级可控并联电抗器模拟技术的研究工作。分析了应用于超高压输电线路中的高漏抗变压器式分级可控并联电抗器的原理和技术特点;结合试验室电力系统动态模拟仿真系统的特点,提出了超/特高压变压器式分级可控并联电抗器模拟装置的参数选取和结构设计方法;介绍了该模拟装置的控制功能,并将模拟装置接入动态模拟仿真系统,对其控制功能进行仿真试验。试验结果表明所研制的超/特高压变压器式分级可控并联电抗器模拟装置的性能满足设计要求,可用于动态模拟仿真试验及研究工作。     

特高压并联电抗器运行振动与噪声特性研究

针对特高压并联电抗器振动与噪声问题,对某特高压变电站三台并联电抗器振动与噪声进行了测量,分析了振动与噪声的频谱特性,提出了优化现场运行电抗器噪声的方法。     

基于多物理场耦合的特高压并联电抗器振动噪声仿真分析与实验研究

为全面研究特高压并联电抗器振动噪声特性及预测大小,考虑电抗器振动噪声产生机理,建立了基于多物理场耦合的电磁-结构-噪声全过程仿真电抗器模型。基于场-路耦合的电磁学理论,采用虚位移原理计算了电抗器电磁力;基于电磁-结构耦合的动力学理论,以电磁力为载荷,求取电抗器振动特性与振动速度;基于结构-噪声耦合的声学理论,以电抗器振动速度为载荷,分析了电抗器噪声分布;通过实验验证了模型的准确性。研究结果表明:油箱表面振动信号可反映电抗器内部运行状态,送电瞬间电抗器从暂态过渡到稳态需1.5个电流周期,电抗器振动以100 Hz为主振频率,噪声集中于100 Hz为中心频率的1/3倍频带,最大噪声为83.2 dB。分析研究结果为电抗器的减振降噪提供了理论支持。     

Cadna/A软件在1000kV变电站隔声屏障设计中的应用

介绍隔声屏障声学原理及Cadna/A软件,以天津南1 000kV交流特高压变电站设计项目为例,采用Cadna/A软件对该变电站不同高度的隔声屏障降噪效果进行预测,将Cadna/A软件的预测结果与绕射损失理论公式计算结果进行比对,认为Cadna/A软件计算的插入损失比理论公式计算的插入损失稍高,在实际应用中,需要结合变电站实际检测数据,对Cadna/A仿真预测软件计算的插入损失进行修正。     

国产首台1000kV出线装置在常州研制成功

近日,在常州研制的国产首台1000kV特高压交流出线装置连同BKDF-240000／1000并联电抗器在保定天威一次性通过绝缘试验考核项目,试验结果符合设计要求和国家特高压技术标准并一举扭转了我国1000kV出线装置单纯依靠进口的局面。     

我国首台200百万乏高压并联电抗器研制成功

5月17日,我国首台200百万乏特高压交流并联电抗器在特变电工衡阳变压器有限公司成功通过型式试验。产品各项技术指标均满足工程要求,温升、振动和噪声等关键指标达到国际同类产品先进水平。该产品是继西电公司240百万乏、320百万乏特高压电抗器成功研制之后,我国电工设备制造领     

重点产品技术

输配电设备 特高压设备 电抗器 2008年2月13日,中国1 000 kV特高压试验示范工程第一台主设备1000 kV/240 Mvar特高压单相并联电抗器在西安西电变压器有限责任公司研制成功;3月,该公司自主设计制造的世界上电压等级最高、容量最大的1000 kv/320 Mvar高压并联电抗器一次通过全部型式试验.5月,特变电工衡阳变压器有限公司自主研制的1100 kV/200 Mvar特高压交流并联电抗器成功通过型式试验.至此,特高压交流试验示范工程所需3种高压并联电抗器全部完成试验,进入供货阶段.     

750kV并联电抗器研制

750 kV并联电抗器是我国正在建设的西北地区750 kV骨干输电网络中不可缺少的关键设备,研制性能优良、安全可靠的750 kV电抗器产品意义重大。为此,国内变压器制造厂结合西北750 kV输变电工程要求,开展了750 kV并联电抗器绝缘结构、降低振动和噪声、防止局部过热等关键技术的研究。通过计算分析和试验研究,掌握了750 kV并联电抗器设计制造的关键技术,研制的750 kV并联电抗器局部放电量小于100 pC,振动小于60μm,噪声水平低于75 dB(A),无局部过热,主要性能指标达到国际同类产品先进水平。目前,该类型750 kV并联电抗器已挂网运行,且运行情况良好。     

基于气隙结构的特高压并联电抗器铁芯减振技术

为解决多气隙的特高压并联电抗器振动极易超标的问题,该文基于气隙结构的差异性设计研究,提出了含多气隙的特高压并联电抗器减振优化设计方案.首先分析了特高压并联电抗器铁芯的振动机制,指出麦克斯韦力和磁致伸缩力的矢量和是影响铁芯振动强度的主要原因.然后通过调节铁芯气隙长度的排布方式,搭建了一系列具有不同气隙结构的特高压并联电抗器铁芯真型仿真模型,并采用多物理场有限元仿真计算的方法,系统性地研究了气隙结构对特高压并联电抗器铁芯振动的影响规律.研究结果表明:铁芯气隙结构的变化会影响麦克斯韦力和磁致伸缩力的大小和作用位置,并改变铁芯的表面应力分布,进而影响铁芯的振动强度.最后,为现有特高压并联电抗器的铁芯设计提供了基于气隙长度差异性排布的减振方案.该文提出的基于气隙结构的特高压并联电抗器铁芯减振技术能够使铁芯振动位移均方根值减小5.881％.在不提高特高压并联电抗器生产成本的前提下,可以有效缓解其振动超标问题.     

1000kV特高压并联电抗器周围声波干涉特性分析

为对特高压变电站的噪声进行综合治理,对变电站内主设备噪声进行了测量。采用相干和非相干声波理论,建立了并联电抗器周围声场分布模型,并计算了电抗器周围的声场。结果表明,并联电抗器噪声频谱中100 Hz的声功率级占整个1/3倍频带A计权声功率级的91.2%,该频率声波发生干涉,进而导致并联电抗器周围的声场分布存在极大值和极小值交替出现的现象;由于干涉声场的影响范围较大,因此在预测和评估特高压变电站的噪声时,不能将并联电抗器视为简单的非相干噪声源,而应采用相干声波理论来计算声场。     

±800kV直流输电工程干式空心滤波电抗器降噪措施研究

近年来,随着国家特高压直流输电线路的快速建设,换流站滤波电抗器产品的噪声问题越来越受到重视。文中对干式空心电抗器产品的噪声产生机理、声级测试方法和降噪措施进行研究,重点讨论电抗器产品本体降噪和噪声传播途径降噪两方面内容。通过试验对比验证了多种降噪措施的降噪效果,并提出了一种能够有效降低电抗器产品噪声水平的降噪装置,实现降低产品噪声10 dB以上效果。新型降噪装置在特高压直流输电工程换流站噪声改造项目中得到应用,并取得了良好效果。     

特变电工衡变公司成功研制国内最大容量双器身结构1000kV并联电抗器

正近日,特变电工衡阳变压器有限公司自主研制的280Mvar/1100k V特高压并联电抗器一次性通过出厂试验,各项技术指标均优于技术协议要求。该产品将服役于蒙西-天津南1000k V特高压交流输电工程北京西站,是目前国内最大容量的双器身结构1000k V并联电抗器。据了解,280Mvar/1100k V特高压并联电抗器是衡变公司自主设计,采用双器身串联结构,有效降低段间梯度,保     

高压高频振荡波检测电抗器匝间故障技术探讨

针对传统方法难以检测出干式空心电抗器的匝间绝缘缺陷的问题,在国标基础上设计了高压高频振荡波检测装置.在现场采用该装置测试了10kV 并联电抗器,发现 B相电抗器两个高频波的衰减速度和频率不一致,确定 B相电抗器存在匝间绝缘故障,验证了其可靠性。     

新技术

我国首台240 Mvar特高压并联电抗器一次成功通过型式试验2008年2月13日,由我国自主设计、自主制造的首台1 000 kV、240 Mvar高压并联电抗器在西安一次通过型式试验,这标志着我国特高压交流工程建设取得重要进展、装备制造业自主创新取得重大突破。该产品由西变公司为特高压交流试验示范工程研制,代表了国际高压变压器类产品制造的最高水平。     

±800kV特高压换流站噪声控制探讨

我国是首个建设±800kV特高压直流输电工程的国家。特高压换流站的噪声问题比高压换流站更为严重,基于以往高压直流工程的噪声治理经验,对特高压换流站各区域的噪声控制方案进行分析和研究,提出了特高压直流换流站噪声控制措施：换流变压器采用可移动的全封闭隔声罩;交、直流滤波电容器采用双塔布置;直流滤波电抗器采用低噪声电抗器和在直流场周围围墙上设置轻型隔声吸声屏障;交流滤波电抗器采用低噪声电抗器和在交流滤波器周围围墙上设置轻型隔声吸声屏障。     

高压并联电抗器噪声特性及控制

为全面掌握高压并联电抗器噪声的特性、计算及控制方法,通过理论分析、建模计算及现场实测,讨论了电抗器噪声的产生机理、声功率级和声压级特性、衰减和干涉计算方法以及控制措施。结果表明,电抗器噪声主要由铁芯饼间的电磁力产生,其声功率级随额定容量的增大而增加,声波能量主要集中在100 Hz为中心频率的1/3倍频带;电抗器声压级分布复杂,衰减较慢,存在明显声波干涉现象,其大小随运行电压增加而增大,但与运行负荷无关;电抗器噪声计算应考虑声波干涉,计算准确性有待提高,其噪声控制主要采用隔声罩,最高降噪量可达20 d B。该研究可为超、特高压变电站的规划设计及噪声控制、治理提供重要支撑。