[发明专利]一种加装屏蔽板屏蔽电抗器磁场的方法

说明书

技术领域

本发明属于电磁兼容技术领域，尤其涉及变电站和换流站中大型空心电抗器的磁场屏蔽的方法，属于加装屏蔽板屏蔽电抗器磁场的方法的创新技术。

背景技术

电抗器作为一种主要的电力元件，在电力系统和工业中大量应用。电抗器在工作的过程中会在空间中产生较强的磁场，随着电抗器应用的电压等级的提高，电抗器的尺寸和工作时产生的磁场随之增强。传统的应用要求在电抗器周围设置一定防磁半径，这个值和电抗器的尺寸成正比例关系。但是随着社会的发展，无论是工业还是电力系统中，土地都是很重要的资源，现实中很难提供足够大的空间满足防磁的需要。电抗器产生的磁场对处于其中的设备和金属导体会产生影响，不利于设备的正常工作。空心电抗器在运行时产生的磁场在接地网、接地导体和电缆屏蔽层中会产生较大的感应电流。以某换流站的SVC中的电抗器支路为例，其接口柜的接地铜线中的感应电流达到69A。同时，环境中的强磁场对于身处其中的工作人员也是一种危害的来源。

虽然现在已经存在铁芯和半铁芯电抗器，利用铁芯的高导磁率对磁场起到束缚作用，能一定程度上减小空间磁场，但是由于铁芯材料存在的饱和现象，导致电抗器在工作时电感值出现非线性，不能满足运行要求。

发明内容

针对上述背景技术中提到空心电抗器在运行时产生的磁场影响周围设备的正常运行，本发明提出了加装屏蔽板屏蔽电抗器磁场的方法。

本发明的技术方案是:

本发明的加装屏蔽板屏蔽电抗器磁场的方法，包括如下步骤：

步骤1：根据电抗器的实际尺寸和布置方式，建立电抗器的仿真模型；

步骤2：计算电抗器在正常工作时空间磁场的分布情况，提取关注区域的磁场分布数据；

步骤3：根据提取的关注区域的磁场分布数据，确定屏蔽板的位置和尺寸，重新建立带有屏蔽板的电抗器模型；

步骤4：提取关注区域的磁场分布数据，将设置屏蔽罩前后的数据进行对比，根据对比结果进一步调整屏蔽罩的位置和尺寸。

上述步骤1建立电抗器的仿真模型的建模方法如下：根据电抗器的实际尺寸，分析电抗器周围磁场的分布情况，建立电抗器的二维模型。

上述步骤2提取关注区域的磁场分布数据的方法如下：完成建立电抗器的仿真模型后，将模型进行剖分成小单元，施加载荷，设置合理的边界条件，使用有限元的方法仿真分析；完成分析后，提取关心区域的磁感应强度值。

上述步骤4调整屏蔽罩的位置和尺寸的方法是：将完成的模型重新进行剖分成小单元和施加载荷进行仿真分析；完成分析后，提取关心区域的磁感应强度值，将加装屏蔽板前后的数据进行对比，根据对比结果合理调整屏蔽板的位置和尺寸以达到预期目标。

本发明根据电抗器的实际尺寸和布置方式进行建模，仿真分析电抗器在工作时空间磁场的分布情况；对于关注的区域提取数据进行进一步的分析，确定需要设置屏蔽板的位置和尺寸；重新建立带有屏蔽板的电抗器模型，仿真分析电抗器正常工作时空间磁场的分布情况；对于关注的区域提取数据进行进一步的分析，将相关结果与设置屏蔽板之前的模型进行比较；根据对比结果调整屏蔽板的位置和尺寸，得到较好的屏蔽效果。本方法适用于电抗器磁场的屏蔽，不仅限于电力系统中的空心电抗器，能显著减小相关区域的磁场强度。本发明的方法用于屏蔽电抗器在工作时产生的磁场，可以避免空心电抗器在运行时产生的磁场影响周围设备的正常运行。

附图说明

图1为加装屏蔽板的电抗器示意图。

图2为加装屏蔽板前后空间特定区域磁感应强度仿真分析值的变化示意图。

图3为加装屏蔽板前后空间特定区域磁感应强度实际测量值的变化示意图。

图4为本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，以某35kV干式空心电抗器为例详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

本发明加装屏蔽板屏蔽电抗器磁场的方法是在电抗器的包封绕组1的外侧设置屏蔽板2，具体步骤如下：

（1）根据电抗器的实际尺寸和布置方式建立模型，建模方法如下：根据电抗器的实际尺寸，分析电抗器周围磁场的分布情况，建立电抗器的二维模型。图1中，将电抗器的包封绕组1用矩形表示，忽略电抗器的连接部件。

（2）将模型施加载荷进行仿真分析，提取关心区域的磁场分布情况。完成模型的建立后，使用软件将模型进行剖分成小单元，施加载荷，设置合理的边界条件，使用有线元的方法仿真分析；完成分析后，利用软件的后处理功能提取关心区域的磁感应强度值。

（3）确定屏蔽板2的尺寸，建立带有屏蔽板的模型。