欢迎访问重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验
首页
首页 > 新闻动态 > 正文
河北工业大学科研人员提出抑制电抗器振动的新方法,减振效果好
作者: 编辑:输配电 来源:《电工技术学报》 日期:2021-03-19 浏览量:

(转自: 电气技术杂志社  http://www.cesmedia.cn/html/report/21030849-1.htm)

引言:减振降噪是电抗器在制作和应用过程中需要考虑的重要因素,但目前的减振方法多集中在被动减振方面,无法从根源上减小电磁振动。省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学)、河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学) 的研究人员闫荣格、赵文月、陈俊杰、张晓杰,在2020年第16期《电工技术学报》上撰文,针对串联电抗器提出一种基于谐波注入的主动减振方法,仿真与实验证明该方法对电抗器有很好的减振效果。

串联电抗器具有限制短路电流和抑制谐波的作用,能够保证电力系统安全稳定的运行。为防止铁心饱和,产生更大的电感值,会在电抗器铁心饼之间设置多段气隙,铁心气隙两端周期性变化的麦克斯韦电磁力使电抗器铁心发生变形,产生振动,这种振动不仅造成噪声污染,而且还会导致电抗器紧固件松动,加速构件老化,影响电抗器的使用寿命。因此,如何降低电抗器的振动噪声逐渐成为国内外学者研究的重点。

电抗器的振动及减振是电抗器制作和应用过程中需要考虑的关键因素。目前,电抗器的减振措施主要集中在隔振与噪声屏蔽等方面,但目前的这些减振方法多集中在被动减振方面,无法从根源上减小电磁振动。

河北工业大学的研究人员提出一种基于谐波注入的主动减振方法,首先根据串联电抗器的振动加速度与其输入功率变化率的正比例关系,提出通过增加谐波激励来减小电抗器铁心表面的振动加速度,并通过遗传算法计算出最优的谐波注入量;然后建立串联电抗器的电磁-机械耦合模型,用数值方法计算谐波注入前和谐波注入后电抗器铁心的振动加速度;最后通过实验验证了仿真分析的正确性。

河北工业大学科研人员提出抑制电抗器振动的新方法,减振效果好

图1 串联电抗器振动实验

研究人员最后在论文中总结:

1)根据串联电抗器的振动加速度与其输入功率变化率的正比例关系提出通过增加3次和5次谐波激励来减小电抗器的输入功率变化率,进而减小电抗器铁心的振动加速度。并通过遗传算法计算出最优的谐波注入量为I3=0.028 7A,I5=0.186 4A。

2)建立串联电抗器的电磁-机械耦合模型,用数值方法计算电抗器铁心的振动加速度。得出注入谐波后,在t =0.065s时刻,电抗器铁心磁通密度略微减小,铁心应力集中分布在气隙处、拐角处以及铁心上表面,最大应力减小,且电抗器的振动加速度明显减小,平均减振效果为12.90%。

3)搭建串联电抗器振动实验平台,得到注入谐波后电抗器的减振效果为12.75%,验证了仿真结果的正确性,证明该方法对电抗器的减振降噪有很好的效果。

以上研究成果发表在2020年第16期《电工技术学报》,论文标题为“基于谐波注入的串联电抗器的减振研究”,作者为闫荣格、赵文月、陈俊杰、张晓杰