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干式空心并联电抗器匝间短路状态下损耗分析

更新时间:2016-07-05

干式空心电抗器与传统的油浸式铁心电抗器相比,具有结构简单、重量轻、体积小、线性度好、损耗低、维护方便等优点,因此得到了迅速发展和广泛应用,确保其可靠运行对于保证电网的安全具有重要意义[1-3]。经研究分析表明,匝间短路是导致干式电抗器事故的主要因素。为了实现对干式空心电抗器匝间短路状态的在线监测,需对其匝间故障状态下的电气参数进行分析。本文就匝间短路故障状态下故障线圈所形成的环流对干式空心电抗器损耗的影响进行研究。

1 匝间短路下干式空心电抗器的模型

在工频电压下,干式空心并联电抗器可以由各线圈的自感、互感和导线电阻等效。干式空心并联电抗器为多包封多层线圈并绕结构,以层为单位,建立的等值电路如图1所示。

图1 干式空心并联电抗器等值电路

干式空心电抗器匝间绝缘在高场、高温的作用下会发生绝缘老化,随着匝间绝缘的老化,线圈内部会形成短路环,这里称为匝间短路故障[4-7]。由此可见,干式空心电抗器在发生匝间绝缘老化时,故障层线圈可以分成两部分:短路匝构成第n+1个支路,剩余匝构成第i个支路。含匝间短路故障并联电抗器的等值电路如图2所示。

4) 超声功率。将艾渣经干燥后进行粉碎,精密称取0.5 g中粉(65目筛),室温条件下,设定料液比1∶60(g∶mL),乙醇体积分数为75%,提取时间为30 min,提取次数为1次,考察超声功率100 W、200 W、300 W、400W及500 W对艾渣总黄酮提取率的影响。总黄酮提取率计算方法同上。

图2 匝间短路故障干式空心并联电抗器等值电路

2 匝间短路故障电抗器等值电路的电压方程

当匝间短路时,根据图2等值电路,以层为单位建立电压方程,第i层线圈的电压方程为

(1)

短路匝的电压方程为

至于我们俩的关系,比较复杂,什么成分都有。他说在工作中我是他的领导,其实不够准确。更客观地描述,我们应该是战略合作关系。他的强项是制定目标,要攻哪个碉堡,先把小旗插上,我的强项则是带领团队具体执行,冲上去帮他把那个山头打下来。当然他插旗之前得跟我商量,我要是不同意帮他攻,他光插个旗也没用。

(2)

式(1)与式2)构成n+1阶方程组,有n+1个电流变量,解方程组可以得到各电流值。则电抗器总电流为

(3)

根据欧姆定律,匝间短路后干式空心电抗器的总体等值电阻和电感为

(4)

3 计算分析

匝间短路后,电抗器等值电抗值减小比较小,最大值为0.9%左右。同一层中间位置短路引起的变化量最大,不同层也有差异,外层短路引起的变化量大。

ZHANG Liang,LV Jiasheng, WANG Yonghong,et al.Field test on the turn-to-turn insulation for 35 kV dry-type air-core reactors[J]. Electric Machines and Control[J],2014,19(1):66-71.

3.1 各层电流变化

为了解故障位置对各层电流的影响,假设匝间短路轴向位置分别在端部、1/8高度、1/4高度、3/8高度及1/2高度,以层为单位,计算各层电流变化量与短路位置的关系,匝间短路故障后各层电流变化量如图3所示。由图3可知,当在发生匝间短路时,电抗器内部层间形成了环流,含短路故障层电流变化非常明显。轴向位置变化对层电流变化量的影响规律比较明显,端部短路引起的变化量小,中间短路引起的变化量大。

图3 不同位置匝间短路引起的各层电流变化量

3.2 电抗器总电流变化

在第1、11、21、31和41层及不同轴向位置发生股间短路,考察电抗器总体电流变化,电流变化量与短路位置的关系曲线如图4所示。

图4 匝间短路故障后总电流变化量

[1] 张良,吕家圣,王永红,等. 35kV干式空心电抗器匝间绝缘现场试验[J].电机与控制学报,2014,19(1):66-71.

3.3 阻抗和电感量变化

[3]杜华珠,文习山,鲁海亮,等.35kV三相空心电抗器组的磁场分布[J].高电压技术,2012,38(11):2858-2862.

考虑到船舶在航行中都会与周围的船舶保持一定的安全距离,对于单条船,随着时间的推移,其周围的船舶会不断出现。选取一条船作为目标船,通过搜索该目标船周围距其最近船舶的航行轨迹,找到目标船距每条轨迹距离最近时他船的位置,即可得到单条目标船周围最近船舶相对目标船的位置分布。单条船舶周围最近船舶分布不足以说明问题,将具有相同特征的船舶作为特定类型的目标船,叠加每条特定类型目标船周围最近船舶的相对位置分布,随着数据量的不断增大,不同类型的目标船周围最近船舶的相对位置分布将呈现一定的特征。特定类型目标船周围最近船舶的搜索计算的伪代码见Algorithm 1。

图5 匝间短路故障后电抗器等值电阻变化量

图6 匝间短路故障后电抗器电抗变化量

匝间短路后,电抗器等值串联电阻发生了显著变化,最大值为1 600%左右。同一层中间位置短路引起的变化量最大,不同层也有差异,外层短路引起的变化量大。

1.2 冻害发生规律 经过对历次冻害发生区域调查结果分析:从地形上看,秦岭北麓浅山区、山前河谷地带、渭河滩地以及低洼地、盆地、空气不流畅的区域冻害发生重,地势较高、平坦透风的园从来没有发生过冻害;从土壤类别看,沙土地比黏土地受冻严重;从树龄看,幼树、初果树比盛果期受冻严重;从品种看,美味猕猴桃比中华猕猴桃受冻严重,徐香猕猴桃受冻最重,海沃德、秦美、金香等也有冻害,实生苗受冻最重,红阳受冻较轻。

以BKK-20,000/63型干式空心并联电抗器为实例进行分析,它有11个包封、49层线圈,每层线圈2股并绕。在匝间短路状态下,对电流、阻抗和电感变化进行了分析。

这种形势下,专业的人在西王做得了专业的事吗?对于大纪和大龙来说,他们是西王的“外人”,尤其是大纪,在集团和俱乐部来说属于“客人”,最终的话语权在西王老板及其老乡身上;大纪本身的性格特点,也决定了他不争不抢,对于西王方面的一些不合理的事情,估计大纪也难有勇气去抗争。

4 结语

通过建立匝间短路故障干式空心并联电抗器等值电路,给出了等值电阻的求取方法,建立了等值电路的电压方程。以BKK-20000/63型干式空心并联电抗器为例,数值解析了短路故障对层电流、总电流、等值电阻及等值电抗值随短路故障位置的变化量,得到如下结论。

(1)出现匝间短路故障后,在层间形成环流,故障层电流明显变大,总电流变化比较小。

(2)匝间短路引起的等值电阻与等值电抗变大,其随幅随着短路位置由内层向外层改变,匝间短路引起的等值电阻与等值电抗变化量都逐渐增大;随轴向位置由端部向中间改变,匝间短路引起的等值电阻与等值电抗的变化量逐渐增加。

参考文献

(3)匝间短路引起的等值电阻变化量最大,可见依靠监测等值电阻,或者与其相关的损耗、损耗角和损失角正切可实现对干式空心电抗器匝间短路的诊断。

匝间短路故障后,电抗器总体电流变化量也比较小,最大值为0.8%左右。同一层中间位置短路引起的变化量最大,不同层也有差异,外层短路引起的变化量大,这是由于外层的短路线圈与其他线圈磁耦合大造成的。

当惠州港处于台风右半圆时,惠州港辖区具有台风风力大、影响范围广、持续时间长、东南涌浪巨大等特点,惠州港4号锚地西南侧水域处于辣甲岛与大鹏半岛两山之间,是俗称的喇叭口,该位置不但起不到防风防浪的效果,还有峡谷效应,比其他地方涌浪更大,更容易出现走锚断链等险情情况,此处不适宜中小型船舶防台避风,台风“山竹”影响惠州港期间,4万吨级工程船“海洋石油202”就是锚泊该位置发生走锚险情。因此,建议在该水域抛锚的散杂货船舶到5号锚地附近抛锚避风。危险品船舶安排到6号锚地和东联航道之间水域一带抛锚避风较好,但要避开排污管线;惠州港7号锚地由于对东南涌浪没有阻隔作用,风大浪高,不建议船舶在该锚地抛锚防台。

随着市场竞争的加剧,人们越来越意识到组织之间的竞争,本质上就是人才的竞争,是组织保留优秀人才能力的竞争,这就给组织能否保证一个稳定的人力资源队伍提出了更高的要求。组织运营过程中所面临的人员流失率居高不下、员工缺乏主动性、效率低下等问题极大地影响着企业的发展。

[2]徐林峰,林一峰,王永红,等.干式空心电抗器匝间过电压试验技术研究[J].高压电器,2012,48(7):71-75.

红娘:小姐使我去,他着我将来。小姐不使我去,我敢问他讨来?我又不识字,知他写的是些什么?小姐休闹,比及你对夫人说科,我将这简贴儿,先到夫人行出首去。

XU Linfeng,LIN Yifeng,WANG Yonghong,et al. Technique research on turn-to-turn overvoltage test for dry-type air-core reactors[J]. High Voltage Apparatus ,2012,48(7):71-75.

在上述层和轴向位置发生匝间短路,考察电抗器阻抗变化,电阻变化量与短路位置的关系曲线如图5所示,电抗变化量与短路位置的关系曲线如图6所示。

实体面积计算实质就是平面拟合算法,实体面积也就是该水平面的面积。点击CASS9.0软件菜单栏里的“工程应用”下的“计算制定范围的面积”命令,根据提示选用窗选方式进行 圈定需计算面积的地物;选择图层,该图层实质是封闭复合线在某个平面的投影;最后再选择指定图层的目标,此时窗选会系统自动过滤,只计算注记指定图层被选中的以复合线封闭的地物,将自动弹出所选区域内地物的实体面积,见图2。

DU Huazhu, WEN Xishan,LU Hailiang, et al . Magnetic field distribution of 35 kV three phase core reactor[J].High Voltage Engineering,2012,38(11):2858-2862.

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王和杰,徐广鹦,周徐达,陈炯,冯铖铖
《电力与能源》 2018年第02期
《电力与能源》2018年第02期文献

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