铁心电抗器铁心结构合理性研究
Study on the Rationality of Core Structure of Core Reactor
在众多电力设备中,电抗器具有十分重要的地位,在电力系统中具有补偿杂散容性电流、限制合闸涌流、限制短路电流、滤波、平波、启动、防雷、阻波等作用.因为铁心电抗器在电力系统中能够发挥其优势特点,利于电网的稳定运行,因此铁心电抗器广泛应用到各行各业中,所以对电抗器产品的要求也越来越高.因此,准确计算铁心电抗器的铁心损耗和线圈涡流损耗,将对铁心结构合理性研究起到至关重要的作用.本文基于电磁场的基本原理,分别以10kV和35kV铁心电抗器为实例,在ANASYS有限元软件的静磁场场域中,分别建立了与实际结构相同的二维和三维有限元分析模型,经过分析计算,得到了铁心电抗器的漏磁分布图,并分别对铁心柱、线圈及铁轭横向和纵向的漏磁分布规律进行了分析.在铁心结构中,铁心与铁饼间应该考虑磁势平衡,提出磁势平衡原理,作为研究铁心结构的原则;在铁心柱内变化铁饼高度,分析铁饼高度变化对损耗影响的大小,进而计算出铁心损耗和涡流损耗,得出10kV和35kV铁心电抗器最佳铁饼高度分别为90mm左右和50mm~110mm之间.进而分析涡流损耗与气隙大小之间的关系为线圈涡流损耗受气隙长度的增加而增大.在铁饼高度不变的情况下,研究涡流损耗与铁饼个数之间的关系,得出铁饼个数越多涡流损耗越小.在得到铁心柱的合理结构后,研究了线圈高度变化、主空道距离变化与损耗之间的关系,得出10kV和35kV铁心电抗器主空道的最佳距离分别为45mm~50mm、125mm~130mm之间.进而研究了铁饼探入线圈深度与端部气隙大小和损耗之间的关系,10kV和35kV铁心电抗器铁饼探入的最佳深度分别为探入线圈的80%和60%左右,端部气隙应该越小越好.通过对比分析得到10kV和35kV铁心电抗器铁心的合理结构,对于铁心电抗器的优化设计以及稳定运行提供了有效的理论依据,具有一定的指导意义.
- 作者：
- 孙佳莹
- 学位授予单位：
- 哈尔滨理工大学
- 专业名称：
- 电气工程(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2019年
- 导师姓名：
- 朱东柏
- 中图分类号：
- TM47
- 关键词：
- 铁心电抗器；有限元；损耗；漏磁场
- core reactor; finite element; loss; leakage magnetic field;