复合频率电流下干式空心电抗器非线性振动机理与辐射噪声研究

基本信息
批准号:51877168
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:祝令瑜
学科分类:
依托单位:西安交通大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:汲胜昌,吴晓文,卢铃,张凡,师愉航,陈世瑛,姜智桐,潘亮,王一林
关键词:
振动非线性干式空心电抗器输变电设备可听噪声
结项摘要

Dry-type air-core reactors with complex-frequency current flowing are one of the main noise sources in HVDC systems. It is of great academic and technical value to study the mechanism of its non-linear vibration, the characterization, modeling and reduction measures of the audible noise. Firstly, the vibration characteristics of dry-type air-core reactors will be investigated experimentally. The impact of the complex-frequency current on the winding vibration, and the space distribution and the propagation of the winding vibrations will be obtained. Then, based on the force analysis of the working conductor and the mechanical properties of the composite material system, the axial symmetry model in radial direction and the continuum model in axial direction will be established. The mechanism of the non-linear vibration will be revealed using the established models. Furthermore, considering the coupling between the radiated sound of each winding and the contribution of each winding to the total radiated noise, the noise radiating model of dry-type air-core reactor can be presented, and noise calculation method for reactors under complex-frequency can be proposed. At last, based on the built non-linear vibration model and the noise radiating model, the main factors affecting the winding vibration and the radiating sound power can be found, based on which effective noise reduction measures will be proposed accordingly for dry-type air-core reactors. The basic vibration and noise theory of the dry-type air-core reactors under complex –frequency current can be perfect. The environmental performance of the reactors will be improved, making the study have both theoretical research value and bright application prospect.

流过复合频率电流的干式空心电抗器是高压直流输电中噪声污染的主要来源之一,对其非线性振动产生机理与辐射噪声特性、模型及降噪措施进行研究,具有重要学术意义和应用价值。本项目首先实验研究干式空心电抗器的振动特性,获得复合频率电流对包封振动的影响以及各包封振动在空间中的传递和分布规律;然后结合载流导体受力及复合材料力学性能分析,建立起干式空心电抗器径向轴对称结构和轴向连续体受迫振动模型,揭示非线性振动的产生机理。在上述工作的基础上,考虑多层包封间噪声辐射的贡献量及耦合作用,建立起干式空心电抗器噪声辐射模型,提出复合频率电流下电抗器的噪声预测方法;最后基于所建立的非线性振动模型和噪声辐射模型,揭示影响包封振动和辐射声功率的主要因素,进而提出切实可行的干式空心电抗器降噪措施。本研究能够完善复合频率电流下干式空心电抗器振动噪声的基础理论,改善干式空心电抗器的环保性能,具有重要的研究价值和应用前景。

项目摘要

本项目对复合频率电流作用下干式空心电抗器非线性振动产生机理与辐射噪声特性、模型及降噪措施展开研究。首先通过大量试验研究了干式空心电抗器在复合频率激励下的振动特性,总结了包封振动在空间中的分布规律及运行加载条件对包封振动的影响规律;其次基于振动特性建立了干式空心电抗器的振动模型,研究了温升对干式空心电抗器固有机械特性的影响,揭示了电抗器在不同温度下的非线性振动现象的产生原理及影响规律;再次,在掌握振动特性和产生机理的基础上,考虑包封噪声特性及多层包封间噪声辐射的耦合作用,建立干式空心电抗器噪声辐射模型。最后基于所建立的非线性振动机理模型和噪声辐射模型,提出了通过减小包封振动的分布式动力吸振器减振降噪措施。研究工作及结论对进一步深入认识干式空心电抗器等线圈类设备非线性振动机理及特性具有重要价值,可为相关电力设备减振降噪及状态监测技术研发提供重要支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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