干式空心電抗器匝間短路故障的空間磁場分布研究.pdf

1、干式空心電抗器(Dry-type Air-core Reactors，DAR)憑借電抗值線性、結構簡單、重量輕、安裝維護方便等優(yōu)點，在電網無功補償、濾波和限流等場合得到廣泛應用。自DAR投入運行以來，出現(xiàn)了多起燒毀事故，大量分析結果表明，多數(shù)電抗器燒毀事故是由匝間短路故障引起的。為了減少DAR匝間短路故障問題，除提高電抗器制造水平外，還必須配有有效的匝間短路故障檢測手段。但是，現(xiàn)有的匝間短路故障檢測方法都存在靈敏度低或者可靠性差等缺陷。

2、因此，針對電抗器匝間短路故障問題，探究一種靈敏度高、可靠性好的匝間短路故障檢測方法有著重要意義。
　　為了研究有效的DAR匝間短路故障檢測方法，本文基于電抗器空間磁場分布規(guī)律開展了一系列的研究，主要內容有:研究DAR空間磁場計算方法，總結分析DAR空間磁場分布與匝間短路故障之間的關系，提出構建磁場變化量與故障程度或位置的擬合函數(shù)以得到DAR匝間短路故障的檢測方法。
　　探究DAR空間磁場計算方法對研究電抗器故障磁場變化規(guī)律具

3、有重要意義。本文給出了DAR空間磁場的定義，據此分析了DAR的電氣特性與等效電路，并根據基爾霍夫定律和麥克斯韋方程組建立了DAR等效模型。研究出一種基于有限元計算電抗器線圈電感和空間磁場分布的方法，并對電抗器線圈電感和空間磁場分別進行有限元仿真，解析計算法對有限元仿真結果的驗證證明了所建電抗器模型的準確性與所用有限元計算法的可行性。
　　為進一步探索DAR匝間短路故障磁場分布規(guī)律，以電壓等級為35kV的并聯(lián)DAR為例，在故障模型的

4、各不同位置設定不同程度的匝間短路故障，通過比較電抗器在不同故障下沿軸向中心軸(Axial Traverse in Center，ATC)和徑向中心軸(Lateral Traverse in Center, LTC)兩個方向的空間磁場分布，得出匝間短路故障對電抗器空間磁場的影響規(guī)律。
　　本文基于DAR空間磁場變化規(guī)律提出一種匝間短路故障檢測方法。將觀測點磁場變化量和故障程度或位置作為擬合變量，分別建立了故障程度以及故障位置與觀測點