[发明专利]一种电抗器隔音装置与遮雨帽的设计方法

说明书

本发明公开了电抗器隔音装置与遮雨帽的设计方法，包括构建干式空心电抗器磁场‑电路耦合仿真模型，确定隔音装置与遮雨帽装置的结构型式并筛选出结构参数，分别建立电抗器两种工况下的应力场‑声场仿真模型和流场‑温度场耦合仿真模型，获得遮雨帽各结构参数对电抗器温升的贡献率和隔音装置各结构参数对电抗器声场的贡献率，最后结合实际电抗器的绝缘和安装要求，获得隔音装置与遮雨帽中各项结构参数的建议取值范围；本发明提出了一种电抗器隔音装置与遮雨帽的设计方法，获得了隔音装置与遮雨帽各结构参数的建议取值范围，在降低电抗器周围声级水平的基础上，能够显著降低包封线圈的温升，提高了电抗器在电网系统中的安全性和稳定性。

技术领域

本发明属于电抗器技术领域，具体涉及一种电抗器隔音装置与遮雨帽的设计方法。

背景技术

近年来，国内不少的电网功率因数偏低，电网波动过大，在大型枢纽变电所中往往需要安装无功补偿装置来稳定系统电压。干式空心电抗器由于其适应性好、可靠性高和运行方便等优点被广泛的用于作为无功补偿装置。在电抗器运行的过程中，大型枢纽变电所电力系统电压等级通常较高，系统化容量较大会导致电抗器噪声问题越来越显著。

目前解决电抗器噪音较大的方法通常是给电抗器加装隔音装置来降低噪音；同时，为了减少外界因素对电抗器的影响，特别是雨水，通常还会在电抗器的顶端加装遮雨帽。然而加装隔音装置与遮雨帽后，往往会造成电抗器包封线圈的散热能力显著降低，部分包封线圈温升可能超过限定值，直接影响材料的绝缘和机械性能，因此，为实现电抗器的安全稳定运行，提出隔音装置与遮雨帽结构参数的建议取值范围显得至关重要。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种电抗器隔音装置与遮雨帽的设计方法，通过电磁场-应力场-声场和电磁场-流场-温度场耦合仿真模型，分析隔音装置与遮雨帽结构参数对电抗器噪音和温升分布的影响规律，再结合参数扫描法分析隔音装置与遮雨帽各结构参数对电抗器声级和温升的贡献率，最终给出隔音装置与遮雨帽各结构参数的建议取值范围。

本发明的技术方案是电抗器隔音装置与遮雨帽的设计方法，包括以下步骤，

步骤1：构建干式空心电抗器磁场-电路耦合仿真模型，获得干式空心电抗器各包封线圈周围磁场分布以及线圈损耗；

步骤2：根据实际电抗器隔音装置的隔音效果，确定隔音装置的结构型式，筛选出对电抗器声场分布产生影响的隔音装置结构参数；

步骤3：分别建立未加隔音装置、加隔音装置的电抗器应力场¬声场耦合仿真模型；

步骤3.1：建立未加隔音装置的电抗器应力场-声场仿真模型，将步骤1计算得到的包封线圈电磁力作为激励条件施加在模型上；

步骤3.2：建立加隔音装置的电抗器应力场-声场仿真模型，将步骤1计算得到的包封线圈电磁力作为激励条件施加在模型上；

步骤3.3：对模型进行网格剖分及边界条件设置，得到加隔音装置、未加隔音装置两种工况下电抗器包封线圈周围声场仿真结果；

步骤4：将参数扫描法与有限元法相结合，根据步骤3建立的电抗器应力场-声场仿真模型得到不同参数下隔音装置的电抗器声场仿真结果，获得隔音装置各结构参数对电抗器声场的贡献率；

步骤5：根据实际电抗器顶端遮雨帽的遮雨效果，确定遮雨帽的结构型式，筛选出对电抗器温升分布产生影响的遮雨帽结构参数；

步骤6；分别建立加装遮雨帽、未加遮雨帽的电抗器流场-温度场仿真模型；

步骤6.1：建立未加遮雨帽的电抗器流场-温度场仿真模型，将步骤1计算得到的包封线圈损耗作为激励条件施加在模型上；

步骤6.2：建立加装遮雨帽的电抗器流场-温度场仿真模型，将步骤1计算得到的包封线圈损耗作为激励条件施加在模型上；