Medición de Vibraciones y Análisis de Modelado Numérico de Bobinas de Transformadores y Núcleos de Hierro Basado en Armónicos de Voltaje y Corriente
Autores: Jiang, Peiyu; Zhang, Zhanlong; Dong, Zijian; Yang, Yu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las condiciones de operación y el estado estructural del transformador convertidor están estrechamente relacionados con la vibración. Los armónicos abundantes agravan la vibración de los devanados y los núcleos de hierro, lo que resulta en fallas estructurales mecánicas frecuentes, que afectan seriamente la operación estable del sistema eléctrico. La investigación tradicional se centra principalmente en la vibración de transformadores de corriente alterna sin armónicos y no hay una discusión en profundidad sobre el mecanismo de vibración y el modelo de cálculo numérico de los devanados y núcleos de hierro bajo armónicos. Además, la influencia de los armónicos, el método de conexión de los devanados y otros factores sobre las características de vibración no están claros. Por lo tanto, este artículo analiza los componentes y contenidos armónicos de voltaje y corriente, establece un modelo numérico de vibración-armónicos y compara las características de vibración en el dominio del tiempo y la frecuencia con y sin armónicos y diferentes conexiones de devanados del lado de la válvula a través de experimentos de medición de vibración. Finalmente, un análisis de simulación combinada revela la contribución de los devanados y el núcleo al tanque. Los resultados muestran que la amplitud de vibración del tanque y la frecuencia dominante aumentarán bajo armónicos y la corriente del lado de la válvula afectará la frecuencia dominante. Entre estos resultados, cuando hay armónicos, la amplitud aumenta tres veces, la frecuencia dominante de vibración cambia de 100 Hz a 400 Hz y el espectro de frecuencia se amplía a 2000 Hz. En particular, la contribución de la vibración del devanado bajo la corriente armónica superará al núcleo de hierro. Los resultados de la investigación revelan la influencia de los armónicos del transformador convertidor en la vibración, lo que puede proporcionar una base teórica para el cálculo numérico de la vibración y el monitoreo de las condiciones de operación y guiar el diseño de reducción de vibraciones estructurales para reducir las fallas mecánicas causadas por la vibración.
Descripción
Las condiciones de operación y el estado estructural del transformador convertidor están estrechamente relacionados con la vibración. Los armónicos abundantes agravan la vibración de los devanados y los núcleos de hierro, lo que resulta en fallas estructurales mecánicas frecuentes, que afectan seriamente la operación estable del sistema eléctrico. La investigación tradicional se centra principalmente en la vibración de transformadores de corriente alterna sin armónicos y no hay una discusión en profundidad sobre el mecanismo de vibración y el modelo de cálculo numérico de los devanados y núcleos de hierro bajo armónicos. Además, la influencia de los armónicos, el método de conexión de los devanados y otros factores sobre las características de vibración no están claros. Por lo tanto, este artículo analiza los componentes y contenidos armónicos de voltaje y corriente, establece un modelo numérico de vibración-armónicos y compara las características de vibración en el dominio del tiempo y la frecuencia con y sin armónicos y diferentes conexiones de devanados del lado de la válvula a través de experimentos de medición de vibración. Finalmente, un análisis de simulación combinada revela la contribución de los devanados y el núcleo al tanque. Los resultados muestran que la amplitud de vibración del tanque y la frecuencia dominante aumentarán bajo armónicos y la corriente del lado de la válvula afectará la frecuencia dominante. Entre estos resultados, cuando hay armónicos, la amplitud aumenta tres veces, la frecuencia dominante de vibración cambia de 100 Hz a 400 Hz y el espectro de frecuencia se amplía a 2000 Hz. En particular, la contribución de la vibración del devanado bajo la corriente armónica superará al núcleo de hierro. Los resultados de la investigación revelan la influencia de los armónicos del transformador convertidor en la vibración, lo que puede proporcionar una base teórica para el cálculo numérico de la vibración y el monitoreo de las condiciones de operación y guiar el diseño de reducción de vibraciones estructurales para reducir las fallas mecánicas causadas por la vibración.