壳式空心并联电抗器的三维磁场与电抗计算.pdfVIP

第 卷 第 期 45 4 Vol.45 No.4 年 月 TRANSFORMER 2008 2008 4 April 壳式空心并联电抗器的三维磁场与电抗计算 1 2 3 刘东升 ,胡国龙 ,郑 泉 ( 保定天威保变电气股份有限公司,河北 保定 ; 长春供电公司,吉林 长春 ; 1. 0710562. 130022 3.天威集团保定保菱变压器有限公司,河北 保定 071056) 油 1概述 绕组 壳式空心并联电抗器主要由绕组 (含绝缘)、磁 屏蔽、夹件(含紧固件)、引线、油箱、套管和冷却装置 支撑板 等组件构成。 磁屏蔽 壳式并联电抗器的绕组由若干个辐向尺寸很大 紧固螺杆 的矩形扁平线饼连接而成,线饼采用专用组合线绕 制,竖直放置,线饼之间填充绝缘件。绕组中部没有 下夹件 铁磁材料,为空心式结构。 图 壳式电抗器主体内部立体剖示图 1 磁屏蔽为 “口”字形,将绕组完全屏蔽住,磁屏蔽 窗内不使用铁磁材料,磁屏蔽外漏磁通很少。油箱为 桶式结构,外部有加强铁。由于结构上的特点,与心 式带间隙铁心并联电抗器相比,壳式并联电抗器具 有磁化线性度好、损耗低、振动小和噪声低等特点。 2壳式空心并联电抗器磁场分布和电抗的三 维有限元计算 2.1 磁场计算场域模型的建立 从壳式空心电抗器的结构可以看出,绕组、磁屏 图2 电抗器器身外形图 蔽和油箱均为长方体,其磁场计算模型一般不能简 使用新标量位法进行三维磁场分布计算时,绕组不 化为二维轴对称场或二维平行平面场,只能用三维 参与有限元网格剖分,绕组是作为一种特定单元单 场域模型进行磁场计算。采用三维方法计算磁场分 独建立的,并要保证绕组(导体)的完整性。三维磁场 布,对计算机的配置要求较高。 计算模型如图3所示。模型由磁屏蔽区、空气区和电 壳式电抗器主体内部的结构如图1所示。从图1 流元区(绕组)构成。 可以看出,实际的壳式空心电抗器由很多部件构成, 2.2 材料属性确定 为简化三维磁场计算模型,通常只考虑对磁场计算 在计算场域中,给定空气区和有源区的相对磁 结果影响较大的部件。 导率 ,由材料的磁化特性曲线确定磁屏蔽的相 μ=1 r 电抗器器身外形图如图 所示。由图 可以看