隨著我國(guó)電網(wǎng)的不斷發(fā)展,如何確保電力設(shè)備良好運(yùn)行并及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障、避免故障的擴(kuò)大成為我國(guó)電力發(fā)展的重要課題之一。緊耦合電抗器起到自動(dòng)均流/限流的重要作用,然而,長(zhǎng)時(shí)間投運(yùn)的緊耦合電抗器存在發(fā)生線圈錯(cuò)位的可能性,會(huì)導(dǎo)致引起耦合系數(shù)和空間磁場(chǎng)發(fā)生改變,從而對(duì)其性能產(chǎn)生影響。即使對(duì)緊耦合電抗器的導(dǎo)體線圈和絕緣材料進(jìn)行固定,塑性形變依舊可能發(fā)生,在最大電動(dòng)力下設(shè)備的機(jī)械性能會(huì)逐漸下降,最終會(huì)引發(fā)設(shè)備故障。因此,研究緊耦合電抗器的線圈錯(cuò)位并提出檢測(cè)方法,對(duì)保證緊耦合電抗器安全可靠運(yùn)行具有重要意義。本文分別針對(duì)緊耦合電抗器的軸向線圈錯(cuò)位和徑向線圈錯(cuò)位展開研究,內(nèi)容包括三部分:緊耦合電抗器工作原理及其有限元模型,緊耦合電抗器線圈錯(cuò)位對(duì)耦合系數(shù)的影響分析,以及基于空間磁場(chǎng)分布的緊耦合電抗器線圈錯(cuò)位檢測(cè)方法研究。首先介紹了緊耦合電抗器的基本工作原理,并給出了緊耦合電抗器軸向線圈錯(cuò)位、徑向線圈錯(cuò)位的定義,計(jì)算其自感和互感,得到耦合系數(shù)的計(jì)算公式。建立緊耦合電抗器有限元模型,分別考慮無(wú)線圈錯(cuò)位、軸向線圈錯(cuò)位和徑向線圈錯(cuò)位三種不同情況,分析緊耦合電抗器在中軸面和中平面的磁場(chǎng)分布,得到電抗器遠(yuǎn)端及近端的磁場(chǎng)變... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１緊耦合電抗器??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???１?錯(cuò)??Ｖ?｜?４１１２??鋁?４丨ｐ??圖２．２緊耦合電抗器簡(jiǎn)化圖??本文將按照?qǐng)D２．２建模，并通過(guò)改變１、２層與３、４層的間隔大小和相對(duì)位??移分別實(shí)現(xiàn)對(duì)緊耦合電抗器的徑向線圈錯(cuò)位和軸向線圈錯(cuò)位的模擬和仿真，在設(shè)??置變量時(shí)僅設(shè)置一種變量，為接近實(shí)際情況，在耦合系數(shù)高于０．９且低于丨的范??圍內(nèi)進(jìn)行參數(shù)的選齲??由于緊耦合電抗器結(jié)構(gòu)的特殊性，受制造工藝及技術(shù)、運(yùn)行時(shí)間及狀況的影??響，各繞組的相對(duì)位置可能存在或發(fā)生一定偏差，本文稱之為線圈錯(cuò)位。而當(dāng)結(jié)??構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化即發(fā)生線圈錯(cuò)位時(shí)，各繞組的自感不變而互感發(fā)生變化，從而引??起耦合系數(shù)的改變，不同的錯(cuò)位程度所引起耦合系數(shù)的變化不同，為研究緊耦合??電抗器電流流向相反的線圈層發(fā)生不同程度錯(cuò)位時(shí)耦合系數(shù)的變化，本文將線圈??錯(cuò)位分為徑向線圈錯(cuò)位與軸向線圈錯(cuò)位并對(duì)此展開研究【《１。??設(shè)緊耦合電抗器模型內(nèi)線圈半徑為見，頂端距內(nèi)線圈高度為／／／；外線圈半??徑為心，頂端距內(nèi)線圈中心高度為歷。為探宄其變化的規(guī)律性，分別在軸向和??徑向兩個(gè)方向?qū)︸詈舷禂?shù)進(jìn)行研宄，兩層線圈之間的徑向數(shù)值差辦－凡和軸向數(shù)??值差歷－／／｜分別如圖２．３?（ａ）、（ｂ）所示。??９??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???』—．＿（＿?�。摺梗�?Ｎ＞???ｌ＼?ｚ’ｌ?丨、二＇＇一一ｉ??（ａ）徑向錯(cuò)位?（ｂ）軸向錯(cuò)位??圖２．３緊耦合電抗器的線圈錯(cuò)位??２．２有限元模型及磁場(chǎng)分析??２．２．１有限元建模??建立同軸并繞的有限元模型時(shí)，以此模擬層間電流反向的特性，實(shí)現(xiàn)電抗器??工況下的兩臂高度耦合【５７－５９］。緊耦合電抗器與普通的限流電抗器不同的是，工作??于限流狀態(tài)的緊耦合電抗器其層間壓降在極限狀態(tài)下將達(dá)到相電壓大小Ｍｄｌ。??制造電抗器時(shí)，環(huán)氧樹脂在高溫下固化，并與緊耦合電抗器線圈緊密結(jié)合在??一起，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體與絕緣材料熱膨脹收縮一致。這種緊密結(jié)合的結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)散熱造??成阻礙［？＿６３］。因此考慮解決散熱問(wèn)題，在建模中將電流反向流動(dòng)的兩層線圈之間??增加散熱的氣隙？＃］。即使在制造過(guò)程中對(duì)電抗器的絕緣材料和導(dǎo)體線圈進(jìn)行固??定，其在使用過(guò)程中依舊可能出現(xiàn)不同程度的形變，在最大電動(dòng)力下的機(jī)械性能??可能發(fā)生損壞，在徑向和軸向發(fā)生不同程度線圈錯(cuò)位。??為研宄緊耦合電抗器電流流向相反的線圈層發(fā)生錯(cuò)位時(shí)對(duì)耦合系數(shù)的影??響，建立如表２．１的具有兩層線圈的簡(jiǎn)單模型，其兩層線圈電流流向相反。??１０??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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