隨著我國電網(wǎng)的不斷發(fā)展,如何確保電力設(shè)備良好運(yùn)行并及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障、避免故障的擴(kuò)大成為我國電力發(fā)展的重要課題之一。緊耦合電抗器起到自動均流/限流的重要作用,然而,長時間投運(yùn)的緊耦合電抗器存在發(fā)生線圈錯位的可能性,會導(dǎo)致引起耦合系數(shù)和空間磁場發(fā)生改變,從而對其性能產(chǎn)生影響。即使對緊耦合電抗器的導(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,在最大電動力下設(shè)備的機(jī)械性能會逐漸下降,最終會引發(fā)設(shè)備故障。因此,研究緊耦合電抗器的線圈錯位并提出檢測方法,對保證緊耦合電抗器安全可靠運(yùn)行具有重要意義。本文分別針對緊耦合電抗器的軸向線圈錯位和徑向線圈錯位展開研究,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位對耦合系數(shù)的影響分析,以及基于空間磁場分布的緊耦合電抗器線圈錯位檢測方法研究。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位、徑向線圈錯位的定義,計算其自感和互感,得到耦合系數(shù)的計算公式。建立緊耦合電抗器有限元模型,分別考慮無線圈錯位、軸向線圈錯位和徑向線圈錯位三種不同情況,分析緊耦合電抗器在中軸面和中平面的磁場分布,得到電抗器遠(yuǎn)端及近端的磁場變... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：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??Ｖ?｜?４１１２??鋁?４丨ｐ??圖２．２緊耦合電抗器簡化圖??本文將按照圖２．２建模，并通過改變１、２層與３、４層的間隔大小和相對位??移分別實(shí)現(xiàn)對緊耦合電抗器的徑向線圈錯位和軸向線圈錯位的模擬和仿真，在設(shè)??置變量時僅設(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)行時間及狀況的影??響，各繞組的相對位置可能存在或發(fā)生一定偏差，本文稱之為線圈錯位。而當(dāng)結(jié)??構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化即發(fā)生線圈錯位時，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)生不同程度錯位時耦合系數(shù)的變化，本文將線圈??錯位分為徑向線圈錯位與軸向線圈錯位并對此展開研究【《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）徑向錯位?（ｂ）軸向錯位??圖２．３緊耦合電抗器的線圈錯位??２．２有限元模型及磁場分析??２．２．１有限元建模??建立同軸并繞的有限元模型時，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�。停洌�。??制造電抗器時，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)會對散熱造??成阻礙［？＿６３］。因此考慮解決散熱問題，在建模中將電流反向流動的兩層線圈之間??增加散熱的氣隙？＃］。即使在制造過程中對電抗器的絕緣材料和導(dǎo)體線圈進(jìn)行固??定，其在使用過程中依舊可能出現(xiàn)不同程度的形變，在最大電動力下的機(jī)械性能??可能發(fā)生損壞，在徑向和軸向發(fā)生不同程度線圈錯位。??為研宄緊耦合電抗器電流流向相反的線圈層發(fā)生錯位時對耦合系數(shù)的影??響，建立如表２．１的具有兩層線圈的簡單模型，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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[2]基于縮比簡化的干式空心電抗器空間磁場分析與預(yù)測[D]. 徐干.山東大學(xué) 2016
[3]可控電抗器的設(shè)計及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 趙磊.山東大學(xué) 2012
[4]磁控飽和電抗器磁場與損耗計算[D]. 張?jiān)?哈爾濱理工大學(xué) 2012
[5]高耦合度分裂干式空心電抗器溫度場計算研究[D]. 鄧秋.華中科技大學(xué) 2011
[6]應(yīng)用于并聯(lián)型高壓斷路器的高耦合度分裂電抗器高頻暫態(tài)過電壓研究[D]. 吳昊.華中科技大學(xué) 2011
[7]框架式結(jié)構(gòu)空心電抗器磁場的有限元分析及其優(yōu)化設(shè)計[D]. 李萬艷.天津大學(xué) 2006



本文編號：3069694