Luận án Nghiên cứu các quá trình điện từ của cuộn kháng bù ngang dùng trong lưới điện cao áp

Tên luận án:

Nghiên cứu các quá trình điện từ của cuộn kháng bù ngang dùng trong lưới điện cao áp

Ngành:

Kỹ thuật Điện

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung "Nghiên cứu các quá trình điện từ của cuộn kháng bù ngang dùng trong lưới điện cao áp" nhằm giải quyết vấn đề quá áp trên lưới truyền tải điện 110 kV, 220 kV và 500 kV do công suất phản kháng sinh ra khi đường dây non tải hoặc không tải. Cuộn kháng bù ngang (CKBN) được xác định là thành phần quan trọng để duy trì ổn định điện áp.

Mục đích chính của luận án là nghiên cứu và phân tích các quá trình điện từ trên mô hình đối tượng của CKBN, đánh giá phân bố từ cảm trên các khối trụ với các kiểu ghép lá thép khác nhau, phân tích lực điện từ và ứng suất lực tác động lên các tấm vật liệu phi từ tính ngăn cách, đồng thời xác định số lượng và khoảng cách khe hở hợp lý trên trụ của CKBN.

Các phương pháp nghiên cứu bao gồm tổng hợp và phân tích tài liệu khoa học trong nước và quốc tế, áp dụng lý thuyết trường điện từ và máy điện, sử dụng phương pháp giải tích thông qua mô hình mạch từ kết hợp với phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) để xây dựng lưu đồ xác định thông số kích thước, kỹ thuật, mô hình hóa và mô phỏng bài toán điện từ trên đối tượng nghiên cứu.

Luận án đã đạt được nhiều đóng góp mới có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Cụ thể, nghiên cứu đã xác định được quan hệ giữa tỉ lệ điện cảm rò so với điện cảm tổng theo công suất, điện áp và hệ số hình dáng dây quấn của CKBN. Các kết quả giúp xác định thông số kích thước và kiểu ghép lá thép phù hợp cho các khối trụ của CKBN, từ đó hoàn thiện công nghệ chế tạo mạch từ. Nghiên cứu cũng phân bố lực điện từ tác động trên bề mặt các khối trụ và mối quan hệ giữa ứng suất lực nén lên các tấm ngăn cách với từ cảm trên trụ, cung cấp cơ sở cho việc lựa chọn vật liệu và kích thước tấm ngăn cách. Đặc biệt, luận án đã đưa ra đặc tính và đa thức xác định số lượng khe hở trên trụ theo công suất và điện áp, cùng dải lựa chọn chiều dài mỗi khe hở theo các cấp điện áp cao áp và siêu cao áp để giảm từ trường tản, điện cảm tản và tổng điện cảm, đạt công suất phản kháng yêu cầu. Cuối cùng, luận án cũng xác định được dải lựa chọn khoảng cách phù hợp giữa các khe hở với các trường hợp có tiết diện hay đường kính trụ và chiều dài khe hở khác nhau, hỗ trợ các nhà thiết kế và chế tạo.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
• CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ CKBN
  • 1.1 Giới thiệu chung
  • 1.2 Vai trò của cuộn kháng trong hệ thống điện
  • 1.3 Cuộn kháng bù ngang
  • 1.4 Những nghiên cứu ở trong và ngoài nước về CKBN
  • 1.5 Những vấn đề còn tồn tại và đề xuất hướng nghiên cứu
  • 1.6 Kết luận chương
• CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ MÔ HÌNH MẠCH TỪ CKBN
  • 2.1 Giới thiệu chung
  • 2.2 Trường điện từ và hệ phương trình Maxwell
  • 2.3 Vật liệu làm mạch từ
    • 2.3.1 Đặc điểm của thép kỹ thuật điện
    • 2.3.2 Đặc tính tuyến tính
    • 2.3.3 Vai trò của khe hở trên trụ của CKBN
  • 2.4 Cấu trúc của CKBN
    • 2.4.1 Cấu trúc mạch từ
    • 2.4.2 Cấu trúc dây quấn
  • 2.5 Từ trường trong CKBN
  • 2.6 Mô hình mạch từ tương đương
    • 2.6.1 Từ trở phần lõi thép
    • 2.6.2 Từ trở phần khe hở trên trụ
    • 2.6.3 Điện cảm
  • 2.7 Kết luận chương
• CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP MÔ HÌNH VÀ THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC CKBN
  • 3.1 Giới thiệu chung
  • 3.2 Tổng quan về công cụ Ansys Maxwell
  • 3.3 Mô hình hóa và mô phỏng CKBN
    • 3.3.1 Đối tượng mô phỏng
    • 3.3.2 Thiết lập và dựng mô hình mô phỏng bằng Ansys Maxwell
    • 3.3.3 Phân tích kết quả
  • 3.4 Xác định thông số kích thước CKBN
    • 3.4.1 Mô hình giải tích
    • 3.4.2 Mô hình mô phỏng
  • 3.5 Nghiên cứu xác định điện cảm rò trong CKBN
  • 3.6 Kết luận chương
• CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ KHE HỞ ĐẾN ĐẶC TÍNH ĐIỆN TỪ CỦA CKBN
  • 4.1 Giới thiệu chung
  • 4.2 Nghiên cứu phân bố từ cảm các kiểu ghép lá thép trụ CKBN
    • 4.2.1 Các kiểu ghép lá thép trụ và hệ tọa độ tương ứng
    • 4.2.2 Mô hình nghiên cứu các kiểu ghép lá thép trụ
    • 4.2.3 Phân tích phân bố từ cảm với các kiểu ghép lá thép trụ
  • 4.3 Nghiên cứu lực điện từ trên các khối trụ
    • 4.3.1 Đặt vấn đề
    • 4.3.2 Phương pháp xác định lực điện từ
    • 4.3.3 Phân tích kết quả phân bố lực điện từ
  • 4.4 Nghiên cứu xác định số lượng khe hở trên trụ
    • 4.4.1 Đặt vấn đề
    • 4.4.2 Mô hình nghiên cứu theo số lượng khe hở trên trụ
    • 4.4.3 Phân tích kết quả
  • 4.5 Nghiên cứu khoảng cách giữa các khe hở trên trụ
    • 4.5.1 Đặt vấn đề
    • 4.5.2 Mô hình nghiên cứu các trường hợp kích thước và khoảng cách khe hở khác nhau
    • 4.5.3 Phân tích ảnh hưởng của khoảng cách giữa các khe hở tới thông số điện cảm
  • 4.6 Kết luận chương
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• Hướng phát triển tiếp theo của luận án