换流站交流滤波电容器振动与噪声研究综述

在高电压、大容量的直流输电系统中,交流侧谐波电流大,滤波电容器数量多,使得交流滤波电容器装置成为换流站可听噪声的主要来源之一。对近年来电容器振动与噪声研究进行了总结。通过分析排除了电容器内部的磁力作用和电容器心子与外壳间的电磁力影响,得出内部静电力是电容器振动与噪声的激励源。从功能转换的角度推导得出电容器极板受力与电压平方成正比。根据电容器振动与噪声特性及产生机理,分析了影响电容器振动噪声的主要因素,包括谐波频率与相位、浸渍剂、压紧系数和安装方式等。最后,论述了目前的噪声预估方法,并介绍了几种主要的降噪措施。综上所述,电容器内部的振动与传递过程是目前其减振降噪研究的重要内容,对电容器装置噪声的预估和降噪措施的研制均具有指导意义。     

电力电容器噪声的产生机理及其特性分析

本文论述了电力电容器噪声的产生机理，推导了基本计算公式，进一步分析了噪声与电压，电流，电容值，电位梯度，谐波电压等的关系。     

高压直流输电系统中交流滤波电容器的振动产生与传递机理

滤波电容器是高压直流输电换流站的主要噪声来源,其设备数量多、装置高度高,对换流站周边区域产生显著的可听噪声干扰。为解决滤波电容器可听噪声问题,首先要明确滤波电容器振动的产生机理。文中根据滤波电容器单元的实际结构,分析了电容器在高谐波运行状态下所承受的交变电场力,研究发现其电场力与电容器极板间电压的平方呈正比关系。为了研究滤波电容器单元的振动产生及传递过程,文中先对电容器心子振动进行了测量,发现电容器心子具有多个共振点,当电场力接近这些共振频率时,心子出现显著振动。另外,文中也对电容器外壳振动形态进行了测量,研究发现电容器的内部振动为先传递到电容器底面,再经过底面与侧面间的棱边传递到电容器的侧面。     

金属化薄膜电容器噪声产生的机理分析

金属化薄膜电容器的噪声是薄膜在交流电场下振动引起,如何消除至今在电容器行业中仍是一个技术难题。通过对有噪声产品解剖观测和对噪声现象特点的分析研究,提出了揭示噪声产生原因和噪声与温度关系的"气泡噪声"机理,认为热定型工序的高温生成薄膜层间的气泡是产生噪声的根本原因。材料筛选、工艺改进能改善噪声强度和发生概率,但只要热定型工序存在要杜绝噪声的产生就是十分困难的。     

交流滤波电容器振动噪声特性及声场控制研究

在高电压、大容量的直流输电系统中,交流滤波电容器装置为换流站可听噪声的主要来源之一。本文搭建了一套基于激光测振仪的电容器外壳振动测量试验系统,分别测量了单一频率和多频率合成激励下的电容器外壳振动形态。然后研究了电容器振动噪声特性,得到了不同频率的声辐射效率和各面声贡献量。最后提出了整个电容器装置可听噪声的控制措施。根据电容器声源的相干性及相控阵技术,按照声场聚焦距离和电容器间距要求,提出了改变电容器纵向布置的计算公式。基于试验数据,使用边界元方法(BEM),建立了不同布置方式电容器装置的噪声计算仿真模型,研究表明:电容器底面振动能量远大于侧面,宽侧面振动略大于窄侧面。相控阵布置方式能够在特定区域内降低整个装置的可听噪声水平。     

变压器绕组多倍频振动机理及特性

变压器绕组振动信号与其机械状态密切相关,但现有的绕组振动机理研究尚不能很好地支持变压器绕组机械状态检测方法研究.为此,考虑变压器绕组机械振动与其所处漏磁场的相互耦合作用,建立了绕组两体振动模型,采用哈密顿原理推导出了模型的振动数学方程,解释了由机电耦合作用所引起的绕组非线性振动现象,完善了绕组振动机理,并通过理论分析及...     

滤波电容器心子温度对可听噪声特性的影响机理研究

高压直流输电系统换流站中滤波电容器可听噪声问题受到日益关注。滤波电容器的可听噪声与其电场力激励和自身机械性能有关。在实际运行过程中,滤波电容器流过大量谐波电流,使得电容器内部心子温度升高,温度的变化会对电容器振动过程中的激励及机械性能产生影响。对此,文中开展了滤波电容器心子温度对可听噪声特性的影响研究,旨在全面认识影响电容器运行噪声的特性的因素。文中通过测量不同运行温度下电容器的噪声声功率级,发现电容器运行温度变化会影响电容器噪声的辐射。随着电容器运行温度的升高,声功率级有增大的趋势,尤其在10～40℃的温度范围内,上升趋势较明显;当心子温度继续上升时,电容器的噪声声功率级的离散性增大。温度对高频噪声的影响作用大于对低频噪声。并分析了温度变化过程中电容器噪声测试数据的离散性原因。     

直流滤波电容器噪声特性试验研究

直流滤波电容器在运行中会受到谐波电压和电流作用,也存在着噪声问题。目前国内对交流滤波电容器噪声进行了相关研究,而在直流滤波电容器的噪声研究并不充分。交流滤波电容器的噪声频率是由各个频率交流电压的差频、和频与倍频项组成的。而直流滤波电容器中,除上述3项外,还存在谐波电压本身频率的振动与噪声。本文通过直流滤波电容器噪声试验,分析了不同加载条件对电容器噪声的影响。试验结果表明,直流电压主要影响噪声的大小,而交流谐波电压则决定了噪声的频率,并且直流电容器噪声的声功率级与所加载直流电压的对数呈正比关系。     

换流站电容器装置振动与噪声特性分析

滤波电容器装置是换流站中噪声的主要来源之一。随着直流输电电压等级的提高、输送功率的增大,电容器装置产生的噪声逐渐受到人们的关注。本文以南网某换流站220kV滤波场中的电容器装置为研究对象,分析电容器装置上单台电容器和塔架的振动特性,并测量了滤波场周边的噪声水平,研究其与装置振动之间的关系。结果表明,电容器装置的振动是由电流的基波与谐波分量共同激励产生的,它们在频率上存在一定联系;对于单台电容器,各个面上的振动强度相差较大,其中以底面振动最强;分析噪声频谱,可知其频率分量与电容器振动频率分量相同;通过滤波场的噪声辐射方向图,可以确定电容器装置和电抗器周围的噪声辐射量最大。最后,通过以上研究结果,从减振、隔声和滤波元件布局等方面,提出一系列可行的降噪措施。     

换流站交流滤波电容器外壳振动研究

为了合理估算电容器噪声辐射水平,需要研究电容器外壳振动形式。通过对带电电容器外壳面采用密集网格测点的振动测试实验,得到以下电容器外壳振动的特性:电容器外壳各面的振动形式为缩涨振动;侧面振动相位一致,侧面振动相位与底面振动相位相差半个周期,也即侧面缩时底面涨;底面振动幅值远大于侧面振动幅值,侧面振动幅值基本一致。电容器噪声估算可以采用外壳面的平均振动幅值,电容器外壳面的噪声辐射比为1。     

池沸腾噪声产生机理研究及其控制技术

对池沸腾噪声产生机理进行了分析,通过研究气泡演变过程与噪声的关系,确定了气泡破裂噪声是池沸腾噪声的主要声源.从气泡动力学角度对气泡进行了受力分析,确定底壁接触角与气泡半径的关系,即随着接触角的增加,气泡半径呈增大趋势.采用VOF方法对气泡脱离行为进行数值模拟,研究了底壁接触角对气泡尺度及脱离时间的影响.通过接触角与噪声...     

交流滤波电容器装置电晕的噪声评估

交流滤波电容器装置的噪声是换流站中噪声来源的主要因素之一,其噪声主要来自电容器外壳的振动和均压环等结构的电晕放电,因此电晕噪声水平的计算对研究和合理评估整个电容器装置的噪声水平有着重要的意义。文章从美国BPA推荐的交流输电线路可听噪声预估公式出发,推导出有限长线声源与点声源的电晕噪声预测公式,并结合500 kV交流滤波电容器装置的结构尺寸,利用ANSYS仿真软件计算其电场分布,得到表面电场强度较大的均压环和电容器引线端在测量点处的噪声水平,以此作为电容器装置电晕噪声的评估依据。结果表明:当满足计算条件时,预测公式可以得到比较理想的计算结果,并且随着结构表面电场强度的减小或测量距离的增大,电晕噪声呈指数规律降低。     

换流站用交流滤波电容器的噪声试验与仿真

交流滤波电容器装置噪声是换流站噪声来源的主要因素之一,开展其噪声特性的试验及仿真分析,对于电容器噪声水平的抑制具有重要意义。在理论分析电容器噪声产生机理的基础上,建立了位于半消声室内的电容器振动与噪声测量系统,并对单台电容器表面振动及辐射噪声进行了测量,理论分析并试验验证了电容器底面是其噪声的主要来源。采用边界元理论建...     

换流站滤波电容器可听噪声的测试与特性研究

滤波电容器是直流换流站中主要噪声源之一,从复杂的换流站相干声场中分离识别出滤波电容器正常工作时噪声的量值及其频率成分,对于电容器单元噪声测试的模拟加载和换流站滤波场噪声预测与控制具有十分重要的意义。研究表明,采用声—振相干分离法可以排除其他噪声源对电容器噪声成分的干扰,从而分离出电容器的现场工作噪声;测试和分离的结果显示,某换流站现电容器的噪声具有明显的指向性,距电容器单元套管侧面1 m处的噪声声压级约为55.6 dB(A);电容器的工作噪声主要分布在100 Hz到2 400 Hz频率范围内,且都是以100 Hz为基频的高次谐波成分,在600 Hz左右的高次谐波噪声成份较大。研究还发现,当多个频率的电流同时注入电容器时,电容器辐射噪声会突然增大,即呈现出"多频噪声跳变"现象。     

高压直流换流站电容器的振动与噪声特性

电容器装置是换流站中噪声来源的主要设备之一,开展其振动与噪声特性的研究对电容器装置噪声的治理和抑制具有指导意义。本文从电容器内部结构分析了其静电力的产生,介绍了电容器振动及噪声产生的机理。基于半消声室内建立的试验系统测量了不同频率和电流下的表面振动加速度信号和噪声水平。试验结果表明,底面的振动加速度信号为其侧面的4～6倍,噪声声压级高出约10dB(A);振动加速度信号与电流幅值的平方成正比,噪声声压级水平与电流幅值取对数成系数为40的正比关系;由于电容器表面固有特性的影响,电源频率的变化会引起振动模态和声辐射模态的差异,使得其振动与噪声规律较复杂;电流为多次谐波叠加时,噪声频谱中会出现频率分量增加的现象,且辐射效率较高。     

振动电容器及其应用

在介绍振动电容器用途的基础上,结合DFC—1型振动电容器,介绍了该类振动电容器的结构、工作原理、主要技术参数,测试线路和方法以及应用。     

高压直流输电滤波电容器振动与噪声控制研究综述

滤波电容器是换流站辐射噪声中重要噪声污染源之一。本文对近年来关于电容器振动与噪声控制的相关研究内容进行分析总结。主要从电容器振动与噪声机理、电容器外壳振动预估方法、电容器辐射噪声水平计算方法、电容器降噪措施4个方面进行梳理,针对现有研究存在的不足之处,提出了自己的几点看法。对今后电容器振动与噪声控制的相关研究具有一定的指导意义。     

电机产生振动与噪声的一个实例

本文介绍三相电流不平衡造成电机振动和噪声。众所周知，三相电动机的三相电流中任何一相与三相电流平均值偏差不得大于三相电流平均值的10％，即：     

高压直流输电滤波电容器可听噪声研究综述与展望

本文总结了近年来高压直流输电滤波电容器可听噪声研究。从电容器振动噪声特性、电容器噪声评价技术和噪声治理措施等方面对最新研究成果进行了梳理,并分析了现有研究和工程技术中存在的不足,对将来相关研究的重点进行了展望。     

谐波电流相位对滤波电容器噪声的影响

电力电容器在交流谐波电压作用下会产生显著的噪声。目前国内外已经研究总结了电容器噪声频率与谐波电压间的关系以及谐波电压幅值对噪声的影响,但并没有对谐波电压的相位对噪声的作用进行研究。本文从电容器振动噪声激励出发,分析了谐波电压相位对电容器极板间电场力关系,进而得到相位对噪声的影响规律。并通过电容器单元的噪声试验,验证了电容器单元加载相位对噪声的影响。试验结果与理论分析相一致,并且发现,对于全奇次谐波的作用,当谐波初相位为0°时,电容器单元声功率最大;当频率相差100Hz谐波的初相位相差180°时,电容器单元声功率最小。