干式電抗器設計原理及實(shí)驗|華意電力
發(fā)布時(shí)間:2016-12-12 09:00:00
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華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設備在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。
高壓電器產(chǎn)品設計包含這多方面的學(xué)科的內容,僅就變壓器(電抗器)而言,就包含《電路分析》、電磁學(xué)、高電壓絕緣、電工材料等門(mén)內容。? 具體到每個(gè)產(chǎn)品,我們在設計時(shí)還應同時(shí)考慮到工藝、材料、成本等問(wèn)題,它們之間相互依存、相互作用,產(chǎn)品設計時(shí)不能只單獨來(lái)考慮其中一個(gè)或兩個(gè)。? 由于水平有限,本次講座不能具體到產(chǎn)品設計的每個(gè)細節,只能就設計過(guò)程中必須的一些基本原理和關(guān)鍵工藝和材料給大家做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。不需要大家都記住,只要大家知道這些概念,以后在設計或生產(chǎn)服務(wù)是能知道他們,并有目的的去尋找有關(guān)資料就可以了。
一、基本電磁原理概述
電抗器是由于它的電感而被電力系統應用的高壓電器。它屬于特種變壓器范疇,其區別于一般變壓器的方面在于它通常只有一個(gè)勵磁線(xiàn)圈,在有勵磁電流通過(guò)時(shí)能產(chǎn)生一定電抗。但是,其在電磁分析原理方面還是同變壓器基本一致。? 變壓器在學(xué)科中包含在《電機學(xué)》這門(mén)課程里,這門(mén)課主要分成兩部分內容,其一是在靜態(tài)情況下的能量轉換和傳遞——變壓器。其二是在動(dòng)態(tài)情況下的能量轉換——電動(dòng)機和發(fā)電機。變壓器中只有感生電動(dòng)勢,沒(méi)有動(dòng)生電動(dòng)勢。而電動(dòng)機和發(fā)電機中則既有感生電動(dòng)勢又有動(dòng)生電動(dòng)勢。場(chǎng)是物質(zhì)構成的一種基本形態(tài),在自然界中有著(zhù)各種各樣的場(chǎng),其中與變壓器和電抗器有關(guān)的場(chǎng) 有: 1、 電場(chǎng)——電氣絕緣 2、 磁場(chǎng)——磁路? 3、 溫度場(chǎng)——損耗和溫升4、 音場(chǎng)——噪音?? 這些場(chǎng)的存在對各種電器產(chǎn)品的性能和質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響,所以,我們在產(chǎn)品設計時(shí)往往是圍繞它們在進(jìn)行的。只有了解這些場(chǎng)的基本性質(zhì)才能在電器結構設計中將各種材料合理地組合起來(lái)。
一)電場(chǎng)
1.1?靜電場(chǎng):通常把不隨時(shí)間變化的電場(chǎng)稱(chēng)為靜電場(chǎng)。對高壓電器產(chǎn)品而言,無(wú)論在工頻還是在沖擊電壓時(shí),其各處的電磁場(chǎng)變化均可認為僅比例于外加電壓而變化,其電場(chǎng)分布是相似的,完全可以作為靜電場(chǎng)來(lái)處理。
1.2?電位與電場(chǎng)強度?
電位是指靜電場(chǎng)中在電荷作用下各點(diǎn)所具有的位能,它由庫倫定律決定。?電場(chǎng)強度在數量上等于電位梯度,它表征電場(chǎng)的強弱,其單位為kV/mm或kV/cm在高壓設備的絕緣設計中,其基本原則是應使電場(chǎng)作用各部位的“電場(chǎng)強度”均小于絕緣材料的“許用場(chǎng)強”。?
1.3?電力線(xiàn)和等位線(xiàn)?
電力線(xiàn)和等位線(xiàn)是表征電場(chǎng)特性的重要圖形。電力線(xiàn)和等位線(xiàn)相互垂直。等位線(xiàn)是電場(chǎng)中電位相等各點(diǎn)兩連的軌跡,它們可以形象地表示出電場(chǎng)分布的特性。例如:等位線(xiàn)密集的地方電場(chǎng)強,反之等位線(xiàn)稀疏的對方電場(chǎng)強度弱。根據電場(chǎng)數值計算進(jìn)行繪制等位線(xiàn)相對較易,有時(shí)根據絕緣設計要求需要繪制電力線(xiàn),相對較難。?
1.4?均勻電場(chǎng)與不均勻電場(chǎng)?
完全均勻的電場(chǎng)是不存在的,對于有限長(cháng)度的平行平板電極可以近似認為是均勻電場(chǎng),而球對球和同軸圓柱均屬于稍不均勻電場(chǎng)。對于針對板和線(xiàn)對平面電極擇屬于極不均勻電場(chǎng)。?
總的來(lái)說(shuō),電場(chǎng)的均勻程度與電極形狀以及電極間的相對位置(總稱(chēng)電極分布)有關(guān)。在高壓電器設備的絕緣設計中,應注意電場(chǎng)的調整,盡量降低電場(chǎng)的不均勻度,避免電場(chǎng)集中現象的發(fā)生。尤其是在絕緣結構復雜的變壓器?和鐵芯電抗。
二)磁場(chǎng)
2.1? 磁場(chǎng)的產(chǎn)生
磁鐵和電流都能在周?chē)目臻g激發(fā)磁場(chǎng),其表現的磁效應為磁場(chǎng)對電流和磁鐵都有作用力—磁效應
2.2 磁效應的根源本質(zhì)都是電流即運動(dòng)電荷的場(chǎng),并對電流有力的作用。?
2.3 磁感應線(xiàn)的特性: 2.3.1磁感應強度矢量B? 磁感應強度B是表示磁場(chǎng)內某點(diǎn)磁場(chǎng)強弱及方向的物理量。 B的大小等于通過(guò)垂直于磁場(chǎng)方向單位面積的磁力線(xiàn)數目,磁感應強度矢量B的方向用右手螺旋定律確定。單位是T (特斯拉) --N/A*m。 ○1磁感應線(xiàn)是無(wú)頭無(wú)尾的閉合曲線(xiàn)。
靜電場(chǎng)是有頭有尾的磁感應線(xiàn)總是與電流相互套和,磁感應線(xiàn)的方向與電流的方向密切相關(guān)。磁通Φ? 均勻磁場(chǎng)中磁通Φ等于磁感應強度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積,單位是韋伯(Wb)。磁導率μ? 磁導率μ表示物質(zhì)的導磁性能,單位是亨/米(H/m)。 真空的磁導率H/m10 47 0非鐵磁物質(zhì)的磁導率與真空極為接近,鐵磁物質(zhì)的磁導率遠大于真空的磁導率。相對磁導率μr:物質(zhì)磁導率與真空磁導率的比值。非鐵磁物質(zhì)μr近似為1,鐵磁物質(zhì)的μr遠大于1。磁場(chǎng)強度H B H 或H B磁場(chǎng)強度只與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流以及這些電流分布有關(guān),而與磁介質(zhì)的磁導率無(wú)關(guān),單位是安/米(A/m)。是為了簡(jiǎn)化計算而引入的輔助物理量。
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