【摘 要】
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干式电抗器是电力系统中的重要设备之一,主要用于补偿电力系统的无功容量.它对于降低系统故障和提高运行质量有着重要的作用.随着电力系统的发展,电网容量和用电负荷越来越大
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干式电抗器是电力系统中的重要设备之一,主要用于补偿电力系统的无功容量.它对于降低系统故障和提高运行质量有着重要的作用.随着电力系统的发展,电网容量和用电负荷越来越大,对电抗器的容量和用量的要求也越来越大.因此,国产高电压大容量电抗器的设计和研制,对中国电力事业的发展具有重要意义.电抗器的电磁特性分析与计算是新型电抗器设计和研制的关键问题.该文对当前两种干式电抗器-干式空心电抗器和干式半芯电抗器的电磁特性进行了深入的研究,取得的主要研究成果有:(1)研究了渐近边界条件技术在无界电磁场有限元计算中的应用;根据电抗器的结构及其工作特点,推导出了求解无界轴对称磁场和三维磁场时的矩形和圆柱形截断边界上的渐近边界条件表达式.(2)提出了一种基于STL文件格式的三维电磁场有限元网格自动剖分方法,可有效地降低数据量和节省计算时间,是解决多种媒质实体剖分的实用方法之一;开发了相应的有限元自动剖分软件,并用于变压器和电抗器等电气设备的电磁场有限元计算软件中,取得了满意结果.(3)提出了干式空心电抗器轴对称线性磁场的计算方法.首先,根据能量法计算干式空心电抗器各并联支路线圈电感、电阻及支路线圈间的互感参数;并采用相量法求解出正弦电压激励下各条支路中的电流;最后,建立电流激励下的轴对称磁场计算模型.(4)建立了干式半芯电抗器的三维场路耦合电磁计算模型,将非线性时变电磁场有限元方程与电压源激励的电路微分方程相结合,可以同时求得磁场分布和电抗器中各支路电流.计算了半芯电抗器的合闸涌流特性;并采用谐波分析法,得到了其谐波特性.(5)研究了精细积分法在三维瞬态电磁场数值计算中的应用.与时步有限元法相比,它不仅可以提高计算精度,而且满足无条件稳定性.(6)设计并实现了一个界面友好的干式电抗器有限元磁场计算系统软件.利用Fortran语言新增图形模块DFOPNGL实现了有限元磁场计算中三维图形的可视化,解决了采用混合语言编程实现三维图形可视化的困难.
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