干式空心并联电抗器绕组匝间绝缘故障特征分析

本文通过有限元软件建立仿真分析模型,研究干式空心并联电抗器绕组匝间绝缘故障的物理特征,探寻便于故障监测的敏感状态量。首先在有限元仿真软件中建立基于实际电抗器的“场-路”耦合模型并验证正确性,之后在其绕组不同层、不同高度位置设置匝间绝缘故障,研究回路总电流、等效阻抗、有功功率损耗等电气特征量随故障位置的变化规律,并分析空间磁感应强度和绕组受力的变化情况。结果表明:所研究的电气特征量变化率随绕组单匝匝间短路位置的变化而变化,在径向上呈现从内层到外层增大的趋势,在最外层有所减小,在轴向上由绕组中部向端部逐渐减小。绕组单匝匝间短路状态下的空间磁感应强度和故障绕组受力明显增大,等效电阻、功率因数和有功功率损耗的变化率均在500%以上,变化显著且方便获取,可作为干式空心并联电抗器匝间绝缘故障的在线监测量。

基于多物理场耦合的大容量干式空心并联电抗器温度场仿真研究

干式空心电抗器的温度场研究对电抗器的设计和制造至关重要。文中对大容量干式空心并联电抗器,采用电磁—流热多物理场耦合方法,考虑了温度对铝导线电导率的影响,建立了包含星型架、撑条和包封绝缘的三维电抗器有限元仿真模型。对于110 kV输电系统中BKGKL-40000/110电抗器进行了仿真分析,分析结果表明电抗器温度分布总体呈现上高下低的趋势,在电抗器上部中心的空气流速最高,将结果与试验测温结果相比较,两者较为接近,说明了仿真方法的准确性。此外,对加设防雨罩后的电抗器仿真结果进行了分析比较。通过分析电抗器的温度分布特点,为干式空心并联电抗器的设计与制造提供参考。

干式空心并联电抗器绕组绝缘状态在线监测方法

干式空心并联电抗器用于无功补偿与抑制工频过电压,在电网中的数量和容量日益增加,事故率却高居不下,其中,绕组匝间绝缘故障占比高居首位,亟需有效的绕组绝缘状态在线监测手段。利用有限元软件对干式空心并联电抗器进行“场-路”耦合仿真,通过分析其绕组异匝和同匝股间短路的电、磁、力变化特征,研究绕组匝间短路故障的发展过程、形成机理,探求便于故障监测的敏感状态量,提出了基于有功功率损耗变化率的绕组绝缘状态在线监测方法。研究结果表明:绕组异匝股间短路对电抗器电、磁、力等物理参量的影响大于相同位置同匝股间短路工况,且异匝股间短路发生在电抗器绕组端部的影响最大。有功功率损耗对电抗器绕组绝缘故障发展的过程反应敏感、易于监测,可通过选择合适的绝缘故障预警值和绝缘失效值,基于有功功率损耗变化率进行状态判断,能够实时发现电抗器绕组绝缘故障,便于及时采取措施,阻止故障蔓延。

干式空心并联电抗器投入瞬态电动力研究

为探究干式空心并联电抗器投入瞬态电动力对绝缘的破坏性,以一台BKDK-20000/35大型电抗器为例,利用ANSYS场-路耦合有限元分析方法,对该电抗器的投入瞬态电动力进行了数值解析,对瞬态电动力破坏绝缘的可能性进行了讨论.研究结果表明,投入瞬态过电流会产生强瞬态电动力,瞬态电动力的分布极不均匀.轴向电动力关于中心高度对称,距中心高度处越远,轴向电动力越大;辐向电动力指向磁力线圆心所在线圈,距该线圈越远,辐向电动力越大.轴向瞬态电动力对绝缘破坏性小,幅向瞬态电动力对绝缘有一定的破坏性.线圈与包封绝缘间脱层是瞬态电动力造成绝缘开裂的原因.

工艺偏差对干式空心电抗器局部温升的影响分析研究

由于干式空心并联电抗器支路数非常多,工艺偏差会造成干式空心电抗器局部温升差异。局部温升过高会导致干式空心并联电抗器局部绝缘过早老化,降低干式空心电抗器的运行年限。因此文中针对BKDK-20000/35型干式并联空心电抗器进行模型建立,通过有限元数值计算分析,得到了不同整体半径、包封间距和匝数偏差情况下温升的变化进行研究,结果表明对于不同的工艺偏差类型,整体半径偏差引起各包封温升产生较小的变化,包封间距偏差引起各包封温升产生较大变化,匝数偏差引起各包封温升产生明显变化。为进一步控制干式空心并联电抗器生产过程工艺偏差量提供依据。

城网用10000kvar干式铁心并联电抗器的设计

介绍了城网用10 000kvar干式铁心并联电抗器的各部分结构设计,对电磁和结构设计的要点及噪声控制措施进行了详细解读。

电场分布以及匝数偏差暂态电动力对干式空心并联电抗器影响的研究

为了研究干式空心并联电抗器绝缘开裂、树枝状放电导致的干式空心电抗器匝间短路事故,文中采用Ansys场—路耦合有限元分析方法,对一台BKDK-20000/35大型电抗器建立仿真模型,通过对干式空心并联电抗器进行电场分布仿真并对电动力数值解析,讨论了因匝数偏差对该电抗器绝缘被破坏的可能性。研究结果表明:内部绝缘匝间电场最大场强比包封端部高;根据计算匝间场强最大值,气隙场强达到2.04 kV/mm,足以发生沿面放电;发现投入电抗器时的暂态电动力增大,并且接近稳态电动力的4倍;匝数偏差造成有偏差层线圈投入暂态电动力的相位发生横向改变,电动力最大值也明显增加。因沿面放电和暂态电动力对匝间绝缘材料起老化和破坏作用,因此会造成干式空心电抗器匝间短路事故,这为干式空心电抗器的事故分析提供依据。

基于探测线圈法的干式并联电抗器故障监测研究

简要介绍了电网存在的无功过剩问题以及并联电抗器在电网中的作用和发展应用情况。归纳总结近些年部分变电站的干式空心并联电抗器的故障类型,分析了产生故障的原因。针对故障原因探索性地提出了一种将感应线圈置于电抗器底部,通过感知感应电压变化来检测故障是否发生的监测方法。

一起35kV干式并联空心电抗器故障分析

干式空心并联电抗器因干式无油、安装简单、维护量小、运行成本低等优点受到广泛使用,然而在运行中也存在着不少问题。宝安换流站曾发生一起干式空心并联电抗器因匝间短路着火故障,在此对电抗器接线方式、保护报文和故障录波等情况进行分析,推断故障发展的过程。同时介绍了故障电抗器解剖情况,并对提高干式空心并联电抗器的安全运行可靠性提出了一些建议。

35kV干式空芯并联电抗器运行情况及故障电抗器的解剖分析

干式空芯并联电抗器20世纪80年代进入系统运行,当时以干式无油、免维护获得电力用户的欢迎。然而.经运行考验证明,干式空芯并联电抗器的事故率过高,并发生多起烧损事故。文章全面介绍了房山变电站35kV干式并联电抗器运行中的各次故障及事故,并介绍了发生烧损的35kV干式并联电抗器的解剖分析情况.希望这些宝贵的现场经验能对提高干式空芯并联电抗器的安全运行有所帮助。

基于低磁致伸缩磁材的低噪声电抗器研究

10 kV干式铁心并联电抗器振动噪声问题突出。文中从干式铁心并联电抗器结构着手分析其振动噪声,确定开气隙硅钢材质铁心的磁致伸缩和开气隙所带来的磁路不均匀为振动噪声的主要源头;文中研制了低磁致伸缩系数且具有低损耗的铁硅软磁粉心,并制作了同容量硅钢铁心、混合铁心和全粉铁心3个对比电抗器样品,测试结果显示混合铁心和全粉铁心电抗器噪声均不超过50 dB(A),远低于硅钢铁心电抗器的65 dB(A)。

干式空心并联电抗器切断过电压组合式保护

切断过电压是造成干式空心并联电抗器烧毁的主要原因之一,为了实现对过电压的有效保护,提出一种由避雷器与阻容吸收装置构成的组合式保护方法.对过电压产生及保护电路原理进行数学分析,利用ATP-EMTP软件对保护效果进行了仿真验证.结果表明,受频率特性影响,避雷器对复燃过电压保护效果差.阻容吸收装置对切断过电压保护效果良好,但在大截流值条件下需要的电容值及电阻功率大.组合式保护装置利用阻容吸收装置适当抑制过电压幅值的同时降低过电压振荡频率,减小对避雷器频率响应的要求;利用避雷器有效抑制大截流值过电压,减小对吸收电容值要求.组合式保护装置更能胜任对电抗器切断过电压的保护,具有良好的应用前景.

干式空心并联电抗器电磁–流体–温度场耦合计算与分析

为提高干式空心电抗器温度场计算精度,基于多场耦合有限元理论,考虑包封撑条和防雨帽的影响,建立了外电路约束下的干式空心并联电抗器电磁–流体–温度多场耦合数值计算模型。通过电磁场计算得到包封的损耗,并将其作为三维流体–温度场的热源计算电抗器的温度场和流场分布。由于导体电导率与温度相关,在电磁–流体–温度场中迭代计算了包封损耗。将考虑包封撑条和防雨帽的温升计算值和未考虑包封撑条和防雨帽的温升计算值分别与红外测温对比分析,结果表明:考虑包封和防雨帽的模型计算更加精确,温升最大误差<3%,而未考虑包封和防雨帽影响的误差高达9%。通过分析电抗器包封轴向及顶部径向温度分布规律,为干式空心并联电抗器的设计、运维和温升在线监测提供理论依据。

匝间短路干式空心并联电抗器电气参数变化

以一台BKK-20000/63干式空心并联电抗器为例,对不同类型和不同位置匝间短路故障下电流和功率因数变化量进行了数学解析。

匝间短路干式空心并联电抗器故障电流分析

本文中作者建立了匝间短路干式空心并联电抗器的等值电路,以一台BKK-20000/63型电抗器为例,解析了其故障电流特性。

一起干式空心并联电抗器故障原因分析

干式空心并联电抗器是电力系统中无功补偿的重要设备,其安全运行对输电线路的可靠性至关重要。本文介绍了1起干式空心并联电抗器的故障现象,分析了故障特点,查找出了故障原因,给出了运行及维护建议,希望给从业者以参考。

基于ANN的大型干式电抗器的超高频局放检测技术

本文中作者介绍了电抗器的特点、ANN网络的原理及应用及电抗器故障识别参数的设定,给出了试验结果,并对其进行了分析,通过试验验证了ANN在电抗器故障检测中的效果。

基于有限元方法的35kV干式空心并联电抗器匝间短路保护特征量的研究

基于有限元方法并结合现场试验开展了35kV干式空心并联电抗器匝间短路保护特征量的研究,研究结果表明,35kV干式空心并联电抗器匝间短路时电抗器的电压幅值变化不大。

一起66kV串联电抗器起火事故分析及预防措施

本文针对一起66 kV串联电抗器起火事故进行了调查分析,通过事故现场检查、故障录波情况、油色谱试验、电气试验以及设备返厂解体情况,结合保护动作情况及设备结构,对事故发生过程及原因进行了分析并得出结论。干式空心串联电抗器故障起火后对地放电,持续的短路故障点最终造成了并联电容器组故障。指出了本次事故暴露的问题,并提出针对性预防措施,避免类似事故的再次发生。故障分析结果和预防措施对变电站无功补偿设备的运维管理有普遍借鉴意义。

干式铁心并联电抗器产品设计要点

介绍了干式铁心并联电抗器产品的设计难点。