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滤波电力电容器振动与噪声的产生机理

浏览数量:156     作者:本站编辑     发布时间: 2020-09-09      来源:本站

电力电容器的振动与可听噪声对流过其内部的谐波电流非常敏感,少量的谐波电流就可以使电容器发出相当程度的噪声。在传统的变电站中,电力电容器通常被认为是比较安静的电气设备。电力电容器发出可被察觉的噪声往往是因为系统非正常运行(谐波含量增加)或内部结构出现异常。在直流输电系统中,换流装置产生大量谐波电流,且配备的滤波电容器数量多,使得交流滤波电容器装置成为换流站可听噪声的主要来源之一。

目前对电力电容器可听噪声的产生机理主要可分为以下4个过程

一、交流条件下工作的电容器极板间存在着交变电磁力该电磁力

二、作为振动的激励源,会使得电容器内部元件产生振动

三、内部振动通过电容器内部机械结构传递出来,形成外壳表面的振动

四、外壳振动会向空气中辐射声波,进而形成可听噪声。

电容器振动与噪声的激励源

早在1988年,McDuff就将电容器极板间的静电力作为脉冲电容器振动的激励源”。对于电力电容器,Cox通过实际测量发现电容器外壳振动与噪声的频率等于电容器极板间静电力的频率",由此分析得出静电力是电容器振动与噪声的激励源。.CIGRE也给出了实际电容器卷绕心子元件内部的静电力作用,正负极板交错布置,内部的极板受上下2个方向的吸引力处于力学平衡状态,心子元件受力主要是最外层和最内层的极板的静电力。

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通过大量试验测量,仿真研究,发现极板间的磁作用力比静电力小约15 个数量级",因此极板间的磁力作用是可以忽略的。对于实际电力电容器结构,电容器心子包封与金属外壳间也存在电磁场,因此心子与外壳间也相当于一一个电容器。为了验证心子外壳间电磁场能否引起外壳振动,将电容器两端子短接,在心子与外壳间施加约3倍额定电压,发现所能引起的振动相当微弱,比正常运行状态的振动小1个数量级。因此,目前可以断定电容器极板间静电作用是电力电容器振动与噪声的最主要激励源,在实际研究中可以忽略磁场作用以及心子与外壳间电磁场的作用。

电容器极板运动中的功能转化

研究人员在进行电容器羁绊运动中的功能转化,在受力过程中所具有的能量均是由电源做功转化而来。若将电容器极板及周围介质看作-一个体系,电源为作用在该体系上的外力为体系中除静电势能外的其他能量,包括了电容器极板及周围介质的动能、介质的弹性势能和损耗等。该力使得电容器内部振动能够通过介质传递到电容器外壳,进而辐射出噪声。


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