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高阻抗电抗器三维涡流场分析与损耗计算

作　者: 刘忠君
导　师: 白保东
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 高阻抗电抗器漏磁场磁屏蔽电屏蔽三维涡流场
分类号: TM47
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 42次
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内容摘要

电力是国民经济快速健康发展的重要保证,虽然世界经济已经完成了从电气化向信息化的发展与转变,但是电力供应仍然是保证众多机械以及信息化设备的能源动力基础,因此电力资源的生产、传输和使用的质量就成为衡量一个国家工业信息化能力的重要指标。我国由于资源分布上的分散性,必须要完成电力资源的大范围长距离的输送,传输过程中的电能损耗往往占据很大的份额,为此国家通过建立高压输电网等措施实现节能降耗的目的,但更重要的是通过降低电力传输过程中各个用电设备的损耗,从而提高用电效率。高阻抗可控电抗器作为电力系统中的重要设备,研究其损耗计算和效率提高具有重要的理论和现实意义。随着电力系统容量的逐渐提高,其对应的高阻抗电抗器容量也逐渐增大。而容量的增加,必然带来设备体积增加、电流负荷提高、设备漏磁更加严重、附加损耗加大,损耗增加一方面会导致设备效率降低,同时损耗也会以发热的形式体现在设备部件上,这样会带来设备安全隐患,降低设备使用寿命。本文主要对高阻抗可控电抗器的涡流损耗计算进行研究。由于高阻抗可控电抗器结构复杂不对称,如果通过二维场进行分析,会造成很大误差,因此本文对某样机进行等比例建模,对样机的三维涡流场损耗进行分析和计算。介绍了三维涡流场计算的原理和方法,并以电磁场有限元分析软件ANSOFT对样机模型进行分析,重点分析模型漏磁场对涡流损耗影响,根据计算结果总结分析漏磁场对高阻抗电抗器附加损耗和局部发热的影响。针对现有结构高阻抗电抗器中存在的问题,提出了抑制电抗器各个主要结构部件内损耗和温升的方法。提出了磁屏蔽和电屏蔽方法的具体设计规律,仿真分析不同电屏蔽尺寸和不同磁屏蔽尺寸在油箱壁上使用时,抑制损耗的效果,这其中还包括不同屏蔽位置对损耗和温升的影响。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题背景及意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 主要研究内容  12-14
第二章高阻抗可控电抗器原理及漏磁场分析  14-23
  2.1 电抗器概述  14-20
    2.1.1 高阻抗电抗器  15
    2.1.2 可控电抗器  15-20
  2.2 漏磁场分析  20-22
  2.3 小结  22-23
第三章三维涡流场损耗计算  23-40
  3.1 电磁场数值计算方法概述  23-25
  3.2 三维涡流场计算原理  25-28
  3.3 有限元计算方法简介  28
  3.4 样机建模与仿真计算  28-32
  3.5 三维涡流场计算结果与分析  32-38
  3.6 本章小结  38-40
第四章高阻抗电抗器涡流损耗的抑制与优化设计  40-54
  4.1 抑制涡流损耗的措施  40
  4.2 磁屏蔽方法  40-42
  4.3 电屏蔽方法  42-43
  4.4 采用屏蔽措施对涡流损耗的抑制效果分析  43-53
    4.4.1 电屏蔽抑制涡流损耗效果分析  43-47
    4.4.2 磁屏蔽抑制涡流损耗效果分析  47-51
    4.4.3 夹持部件的屏蔽措施  51-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章结论  54-55
参考文献  55-58
在学研究成果  58-59
致谢  59

高阻抗电抗器三维涡流场分析与损耗计算

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