一種加裝屏蔽板屏蔽電抗器磁場(chǎng)的方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種加裝屏蔽板屏蔽電抗器磁場(chǎng)的方法，包括如下步驟：步驟1：根據(jù)電抗器的實(shí)際尺寸和布置方式，建立電抗器的仿真模型；步驟2：計(jì)算電抗器在正常工作時(shí)空間磁場(chǎng)的分布情況，提取關(guān)注區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)；步驟3：根據(jù)提取的關(guān)注區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)，確定屏蔽板的位置和尺寸，重新建立帶有屏蔽板的電抗器模型；步驟4：提取關(guān)注區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)，將設(shè)置屏蔽罩前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果進(jìn)一步調(diào)整屏蔽罩的位置和尺寸。本發(fā)明是根據(jù)實(shí)際電抗器的尺寸和布置方式建立模型，對(duì)比設(shè)置屏蔽板前后關(guān)注的空間磁場(chǎng)的變化，進(jìn)一步改進(jìn)方案以達(dá)到預(yù)期的效果，本發(fā)明可以避免空心電抗器在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響周圍設(shè)備的正常運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】一種加裝屏蔽板屏蔽電抗器磁場(chǎng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電磁兼容【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及變電站和換流站中大型空心電抗器的磁場(chǎng)屏蔽的方法，屬于加裝屏蔽板屏蔽電抗器磁場(chǎng)的方法的創(chuàng)新技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]電抗器作為一種主要的電力元件，在電力系統(tǒng)和工業(yè)中大量應(yīng)用。電抗器在工作的過(guò)程中會(huì)在空間中產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)，隨著電抗器應(yīng)用的電壓等級(jí)的提高，電抗器的尺寸和工作時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)隨之增強(qiáng)。傳統(tǒng)的應(yīng)用要求在電抗器周圍設(shè)置一定防磁半徑，這個(gè)值和電抗器的尺寸成正比例關(guān)系。但是隨著社會(huì)的發(fā)展，無(wú)論是工業(yè)還是電力系統(tǒng)中，土地都是很重要的資源，現(xiàn)實(shí)中很難提供足夠大的空間滿足防磁的需要。電抗器產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)處于其中的設(shè)備和金屬導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生影響，不利于設(shè)備的正常工作?？招碾娍蛊髟谶\(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)在接地網(wǎng)、接地導(dǎo)體和電纜屏蔽層中會(huì)產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流。以某換流站的SVC中的電抗器支路為例，其接口柜的接地銅線中的感應(yīng)電流達(dá)到69A。同時(shí)，環(huán)境中的強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)于身處其中的工作人員也是一種危害的來(lái)源。
[0003]雖然現(xiàn)在已經(jīng)存在鐵芯和半鐵芯電抗器，利用鐵芯的高導(dǎo)磁率對(duì)磁場(chǎng)起到束縛作用，能一定程度上減小空間磁場(chǎng)，但是由于鐵芯材料存在的飽和現(xiàn)象，導(dǎo)致電抗器在工作時(shí)電感值出現(xiàn)非線性，不能滿足運(yùn)行要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述【背景技術(shù)】中提到空心電抗器在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響周圍設(shè)備的正常運(yùn)行，本發(fā)明提出了加裝屏蔽板屏蔽電抗器磁場(chǎng)的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的加裝屏蔽板屏蔽電抗器磁場(chǎng)的方法，包括如下步驟:
步驟1:根據(jù)電抗器的實(shí)際尺寸和布置方式，建立電抗器的仿真模型；
步驟2:計(jì)算電抗器在正常工作時(shí)空間磁場(chǎng)的分布情況，提取關(guān)注區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)
據(jù)；
步驟3:根據(jù)提取的關(guān)注區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)，確定屏蔽板的位置和尺寸，重新建立帶有屏蔽板的電抗器模型；
步驟4:提取關(guān)注區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)，將設(shè)置屏蔽罩前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果進(jìn)一步調(diào)整屏蔽罩的位置和尺寸。
[0006]上述步驟I建立電抗器的仿真模型的建模方法如下:根據(jù)電抗器的實(shí)際尺寸，分析電抗器周圍磁場(chǎng)的分布情況，建立電抗器的二維模型。
[0007]上述步驟2提取關(guān)注區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)的方法如下:完成建立電抗器的仿真模型后，將模型進(jìn)行剖分成小單元，施加載荷，設(shè)置合理的邊界條件，使用有限元的方法仿真分析；完成分析后，提取關(guān)心區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。
[0008]上述步驟4調(diào)整屏蔽罩的位置和尺寸的方法是:將完成的模型重新進(jìn)行剖分成小單元和施加載荷進(jìn)行仿真分析；完成分析后，提取關(guān)心區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度值，將加裝屏蔽板前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果合理調(diào)整屏蔽板的位置和尺寸以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
[0009]本發(fā)明根據(jù)電抗器的實(shí)際尺寸和布置方式進(jìn)行建模，仿真分析電抗器在工作時(shí)空間磁場(chǎng)的分布情況；對(duì)于關(guān)注的區(qū)域提取數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，確定需要設(shè)置屏蔽板的位置和尺寸；重新建立帶有屏蔽板的電抗器模型，仿真分析電抗器正常工作時(shí)空間磁場(chǎng)的分布情況；對(duì)于關(guān)注的區(qū)域提取數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，將相關(guān)結(jié)果與設(shè)置屏蔽板之前的模型進(jìn)行比較；根據(jù)對(duì)比結(jié)果調(diào)整屏蔽板的位置和尺寸，得到較好的屏蔽效果。本方法適用于電抗器磁場(chǎng)的屏蔽，不僅限于電力系統(tǒng)中的空心電抗器，能顯著減小相關(guān)區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度。本發(fā)明的方法用于屏蔽電抗器在工作時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，可以避免空心電抗器在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響周圍設(shè)備的正常運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為加裝屏蔽板的電抗器示意圖。
[0011]圖2為加裝屏蔽板前后空間特定區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度仿真分析值的變化示意圖。
[0012]圖3為加裝屏蔽板前后空間特定區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度實(shí)際測(cè)量值的變化示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，以某35kV干式空心電抗器為例詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0015]本發(fā)明加裝屏蔽板屏蔽電抗器磁場(chǎng)的方法是在電抗器的包封繞組I的外側(cè)設(shè)置屏蔽板2，具體步驟如下:
(I)根據(jù)電抗器的實(shí)際尺寸和布置方式建立模型，建模方法如下:根據(jù)電抗器的實(shí)際尺寸，分析電抗器周圍磁場(chǎng)的分布情況，建立電抗器的二維模型。圖1中，將電抗器的包封繞組I用矩形表示，忽略電抗器的連接部件。
[0016](2)將模型施加載荷進(jìn)行仿真分析，提取關(guān)心區(qū)域的磁場(chǎng)分布情況。完成模型的建立后，使用軟件將模型進(jìn)行剖分成小單元，施加載荷，設(shè)置合理的邊界條件，使用有線元的方法仿真分析；完成分析后，利用軟件的后處理功能提取關(guān)心區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。
[0017](3)確定屏蔽板2的尺寸，建立帶有屏蔽板的模型。
[0018](4)將完成的模型重新進(jìn)行剖分成小單元和施加載荷，使用軟件進(jìn)行仿真分析了 ；完成分析后，利用軟件的后處理功能提取關(guān)心區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度值，將加裝屏蔽板前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果合理調(diào)整屏蔽板的位置和尺寸以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
[0019]本說(shuō)明書(shū)未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
[0020]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種加裝屏蔽板屏蔽電抗器磁場(chǎng)的方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1:根據(jù)電抗器的實(shí)際尺寸和布置方式，建立電抗器的仿真模型； 步驟2:計(jì)算電抗器在正常工作時(shí)空間磁場(chǎng)的分布情況，提取關(guān)注區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)； 步驟3:根據(jù)提取的關(guān)注區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)，確定屏蔽板的位置和尺寸，重新建立帶有屏蔽板的電抗器模型； 步驟4:提取關(guān)注區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)，將設(shè)置屏蔽罩前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果進(jìn)一步調(diào)整屏蔽罩的位置和尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加裝屏蔽板屏蔽電抗器磁場(chǎng)的方法，其特征在于上述步驟I建立電抗器的仿真模型的建模方法如下:根據(jù)電抗器的實(shí)際尺寸，分析電抗器周圍磁場(chǎng)的分布情況，建立電抗器的二維模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加裝屏蔽板屏蔽電抗器磁場(chǎng)的方法，其特征在于上述步驟2提取關(guān)注區(qū)域的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)的方法如下:完成建立電抗器的仿真模型后，將模型進(jìn)行剖分成小單元，施加載荷，設(shè)置合理的邊界條件，使用有限元的方法仿真分析；完成分析后，提取關(guān)心區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加裝屏蔽板屏蔽電抗器磁場(chǎng)的方法，其特征在于上述步驟4調(diào)整屏蔽罩的位置和尺寸的方法是:將完成的模型重新進(jìn)行剖分成小單元和施加載荷進(jìn)行仿真分析；完成分析后，提取關(guān)心區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度值，將加裝屏蔽板前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)t匕，根據(jù)對(duì)比結(jié)果合理調(diào)整屏`蔽板的位置和尺寸以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
【文檔編號(hào)】H01F27/36GK103606443SQ201310617534
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】余志飛, 李琳, 劉磊, 李敏 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué), 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司