干式空心電抗器故障磁場分析及監(jiān)測方法研究.pdf

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5、12校內(nèi)導師：王曉文企業(yè)導師：張光明完成日期：2017年1月15日ShenyangInstituteofEngineering沈陽工程學院碩士學位論文摘要干式空心電抗器是電力系統(tǒng)中一種重要的無功補償裝置，隨著特高壓電網(wǎng)的大力發(fā)展，越來越多的電抗器投入運行，所以，維持較低的故障率，保持穩(wěn)定運行，對于電網(wǎng)高質(zhì)量地輸送電能，維持安全運行顯得至關(guān)重要。目前，干式空心電抗器發(fā)生較多的故障是不同情況引起的匝間短路，進而發(fā)展成設(shè)備燒損的電力事故。針對現(xiàn)階段缺少有效的監(jiān)測空心電抗器故障的手段，研究故障發(fā)生前后干式空心電抗

6、器磁場的分布特點，進而提出有效的故障監(jiān)測方法顯得十分必要。本文以某500kV變電站66kV側(cè)干式空心電抗器為計算實例，通過模擬運行狀態(tài)，對其發(fā)生匝間短路時的磁場分布進行詳細分析。首先，通過對解析法和有限元法的理論分析，確定以有限元法作為本文的主要分析方法。其次，利用仿真軟件AnsoftMaxwell建立電抗器的有限元模型，通過計算正常狀態(tài)下磁感應(yīng)強度和電流值，并與解析計算結(jié)果比較，驗證模型建立的正確性。在此基礎(chǔ)上，詳細計算分析了電抗器不同位置發(fā)生匝間短路時線圈電流和磁感應(yīng)強度的變化。結(jié)果表明，匝間短路會減

7、小電抗器周圍的磁感應(yīng)強度，相同繞組層，故障位置出現(xiàn)在中心高度處，對磁場的削弱程度最大；相同高度，故障位置出現(xiàn)在最外層繞組，對磁場的削弱程度最大。最后，本文根據(jù)磁場分析結(jié)果，提出利用感應(yīng)線圈實現(xiàn)對電抗器周圍磁場變化的探測，從而監(jiān)測電抗器匝間短路發(fā)生的方法。通過分析，在各相電抗器下方的大地電位處布置感應(yīng)線圈滿足要求。將各相電抗器的感應(yīng)線圈連接成開口三角形接線，通過監(jiān)測開口處的感應(yīng)電壓變化達到監(jiān)測電抗器運行狀況的目的。對感應(yīng)線圈的工作原理進行分析，并通過現(xiàn)場試驗的開展和數(shù)據(jù)的分析，證明了該方法的可行性。本論文的

8、研究結(jié)果對干式空心電抗器故障狀態(tài)的研究以及故障監(jiān)測方法的開發(fā)提供部分理論依據(jù)和啟發(fā)作用。關(guān)鍵詞：干式空心電抗器；匝間短路；有限元分析；磁場；監(jiān)測方法I沈陽工程學院碩士學位論文MagneticFieldAnalysisandMonitoringMethodabouttheFailureofDry-typeAir-coreReactorAbstractThedry-typeair-coreshuntreactorisoneofth