空心電抗器工頻磁場計(jì)算及改善磁場分布的研究.pdf

1、變電站的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)電磁環(huán)境問題是近些年來電磁兼容領(lǐng)域的重要研究項(xiàng)目。國內(nèi)外對變電站的計(jì)算和測試結(jié)果表明，變電站的工頻磁場污染主要來源于電抗器。而干式空心電抗器以其起始電壓分布均勻、線性度好、損耗小、噪音低、安裝方便、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。由于無閉合磁回路，空心電抗器磁場發(fā)散嚴(yán)重，具有較強(qiáng)的穿透力，不但對周圍其它電氣設(shè)備產(chǎn)生影響，而且對職業(yè)暴露構(gòu)成潛在的危害。而強(qiáng)磁場下的職業(yè)暴露和公眾暴露問題也日益成為環(huán)境保護(hù)部門和

2、電力行業(yè)共同關(guān)心的問題。
　　 目前針對空心電抗器周圍磁場分布的研究方法主要有解析計(jì)算，現(xiàn)場測試和數(shù)值計(jì)算這三種，研究內(nèi)容主要集中于空心電抗器的嚴(yán)重漏磁及其危害上，而對于如何改善其磁場分布的研究則幾乎沒有。
　　 本文在對干式空心電抗器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理詳細(xì)了解的情況下，深入學(xué)習(xí)了電抗器三維渦流磁場的數(shù)值計(jì)算方法。最后選擇并創(chuàng)新應(yīng)用了棱邊與節(jié)點(diǎn)有限元混合的有限元算法計(jì)算電抗器的磁場分布。本文選取重慶市某500kV變電站

3、的35kV干式空心電抗器組作為計(jì)算模型，研究過程中對該電抗器組周圍的磁場進(jìn)行了現(xiàn)場測量，將磁場仿真結(jié)果與測量結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果證明本文所建立的電抗器模型是準(zhǔn)確的，所用的有限元計(jì)算方法也是可行的。
　　 針對干式空心電抗器漏磁過大的問題，本文從職業(yè)暴露安全的角度考慮，探討了多種改善電抗器磁場分布的措施。從工頻磁場屏蔽的角度，首先提出了對電抗器架設(shè)低電阻率防護(hù)體的措施。通過比較防護(hù)體的材料、尺寸、位置等因素對電抗器磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響，

4、最終得出最優(yōu)架設(shè)方案。并通過分析計(jì)算防護(hù)體架設(shè)對電抗器電抗值造成的偏差及損耗，驗(yàn)證該措施的可行性。
　　 同樣是從工頻磁場屏蔽的角度，本文還探討了對電抗器加裝高磁導(dǎo)率屏蔽體，以改善電抗器周圍磁場分布的可行性，仿真分析了各種屏蔽方式下空心電抗器磁感應(yīng)強(qiáng)度的屏蔽效果。
　　 本文還從電抗器磁場泄漏預(yù)防的角度出發(fā)，適當(dāng)?shù)馗淖冸娍蛊鹘M的安裝方式，如三相安裝位置、相間距離和離地高度等，使得電抗器的磁場分布在不同程度上得到改善，希望