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  • 頭條特高壓并聯電抗器振動噪聲危害大,西北工大學者提出降噪優化措施
    2022-09-03 作者:王革鵬、金文德 等  |  來源:《電工技術學報》  |  點擊率:
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    導語西北工業大學航海學院、西安西電變壓器有限責任公司、國網浙江省電力有限公司的研究人員王革鵬、金文德、曾向陽、郭家元、孟麗坤,在2022年第9期《電工技術學報》上撰文,以1臺型號為BKDF—240000/1000的特高壓并聯電抗器為研究對象,從振動產生的機理入手進行分析,通過磁-機械多場耦合,利用有限元法對電抗器的鐵心電磁力進行計算,并通過光纖測振傳感器對鐵心各部位的振動加速度進行了測試。結合仿真分析與試驗測試,對影響電抗器振動的主要因素進行了研究,相關成果可為特高壓并聯電抗器的振源控制及優化設計提供參考。

    特高壓并聯電抗器在電網中主要起無功補償、抑制工頻電壓升高的作用,作為特高壓變電站的主設備之一,對特高壓交流輸電網絡的安全穩定運行至關重要。但是由于其工作原理及結構特點,并聯電抗器的振動噪聲較變電站內其他設備更為明顯,對變電站周邊的環境影響很大,同時長期振動也會給設備的安全可靠運行帶來風險。

    工程上目前常用隔聲罩對電抗器的噪聲進行治理,會實現20dB以上的降噪效果,有效地改善了廠界噪聲,但是其對電抗器本體振動的改善無效果,且由此帶來的占地面積大、成本增加、檢修維護困難、消防隱患等問題不可忽視。因此對特高壓并聯電抗器的振動進行分析并從振源進行控制十分必要。

    目前對特高壓并聯電抗器振動的研究主要集中于電抗器設備外部的試驗測試分析及有限元數值仿真。由于內部復雜的電磁場環境并浸沒于絕緣油中,難以直接對鐵心振動進行測試,因此對于電抗器鐵心振動的分析和測試研究較少。

    圖1 鐵心模型

    西北工業大學航海學院、西安西電變壓器有限責任公司、國網浙江省電力有限公司的研究人員王革鵬、金文德、曾向陽、郭家元、孟麗坤,在2022年第9期《電工技術學報》上撰文,以1臺型號為BKDF—240000/1000的特高壓并聯電抗器為研究對象,從振動產生的機理入手進行分析,通過磁-機械多場耦合,利用有限元法對電抗器的鐵心電磁力進行計算,并通過光纖測振傳感器對鐵心各部位的振動加速度進行了測試。結合仿真分析與試驗測試,對影響電抗器振動的主要因素進行了研究,相關成果可為特高壓并聯電抗器的振源控制及優化設計提供參考。

    圖2 鐵心振動測點

    圖3 氣隙墊塊

    研究人員表示,通過仿真和試驗研究不同電壓及不同氣隙墊塊對電抗器鐵心振動的影響,得到了測試電壓與鐵心振動加速度的關系,結果表明剛度更高的氣隙墊塊材料可以提高鐵心的自振頻率并減小振動。

    圖4 鐵心隔振裝置

    另外,他們還從振動源及傳遞路徑分別討論分析了電抗器鐵心的振動控制方法,結果表明減小電磁力、采用剛度更高的氣隙墊塊材料、優化鐵軛截面及鐵心隔振均會實現振動的控制,但是通過設計降低磁通密度,減小鐵心電磁力會大幅增加電抗器的總成本,而其他措施則不會對成本有明顯的影響。

    本文編自2022年第9期《電工技術學報》,論文標題為“特高壓并聯電抗器鐵心振動的分析與控制研究”。本課題得到了國家電網公司科技項目資助的支持。

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