[发明专利]一种确定并联电抗器气隙结构的方法和系统

说明书

本发明提供一种确定并联电抗器气隙结构的方法和系统。所述方法和系统根据并联电抗器的电抗值要求，基于并联电抗器的特征参数值计算所述并联电抗器的整体气隙长度值；根据所述整体气隙长度值H和单个气隙长度的初始值δ确定所述并联电抗器的气隙个数k；在确定整体气隙长度值H和气隙个数k的基础上，建立并联电抗器铁芯的三维计算模型，计算所述并联电抗器的所有铁芯饼的平均麦克斯韦力，通过比较不同气隙结构时的平均麦克斯韦力确定并联电抗器铁芯的最优气隙尺寸。所述方法和系统通过对气隙大小进行优化设计，在满足电抗值的情况下来尽量的降低其铁芯之间的麦克斯韦力，从而达到了从根源上降低电抗器铁芯的振动噪声。

技术领域

本发明涉及电力设备设计领域,并且更具体地，涉及一种确定并联电抗器气隙结构的方法和系统。

背景技术

国外的电抗器厂家从设计阶段就开始考虑如何进行减振降噪，但是国内电抗器厂家的设计和制造主要从绝缘、性能和安全上考虑，很少针对电抗器本体噪声控制开展相关理论研究，厂家在设计和制造时缺乏相关的理论基础进行指导设计。国内在变压器类设备的本体降噪方面的研究开展的相对较晚，直到1980年代国内一些学者才陆续开始对变压器的振动进行试验和研究，缺乏对变压器内部的铁芯的振动机理的研究，在变压器设计阶段缺乏噪声控制方面的相关精确仿真技术研发的投入。虽然近年来，国内已经开展的一些研究工作不够深入且缺乏系统性；与国外的仿真技术相比来讲是比较落后，而且无法指导低噪声变压器的设计和制造，对于电抗器来说该问题更加突出。目前从设计制造阶段就开始进行铁芯和绕组的振动控制，从而达到减振降噪的目的已成为国际上主流的研究和发展趋势。引起并联电抗器振动与噪声的主要因素是主磁路间隙材料在麦克斯韦力作用下伸缩而引起的铁饼振动。因此，气隙的设计对降低铁芯振动具有重要意义。但是现有技术中的并联电抗器气隙设计方案都是均匀化设计，每层间隙尺寸一致，并没有考虑铁芯振动噪声的影响。

发明内容

为了解决现有技术中并联电抗器气隙设计方案都是均匀化设计，每层间隙尺寸一致，并没有考虑铁芯振动噪声的影响的技术问题，本发明提供一种确定并联电抗器气隙结构的方法，所述方法包括：

步骤1、根据并联电抗器的电抗值要求，以及并联电抗器的特征参数值计算所述并联电抗器的整体气隙长度值H；

步骤2、根据所述整体气隙长度值H和单个气隙长度的初始值δ确定所述并联电抗器的气隙个数k；

步骤3、根据确定的气隙个数k和所述单个气隙长度的初始值δ，单个铁芯饼的厚度d，总的铁芯饼厚度D，建立并联电抗器铁芯的三维计算模型M₀，并在所述三维计算模型M₀的绕组上加载电压或者电流，根据所述绕组上的电流密度J₀和电阻率ρ₀，空气磁导率μ₀，铁芯的相对磁导率μ₁和磁阻率υ₀计算所述并联电抗器的所有铁芯饼的平均麦克斯韦力F₀；