Noise analysis of high voltage capacitors and dry-type air-core reactors

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.author Hurkala, Marcin
dc.date.accessioned 2013-10-22T09:00:49Z
dc.date.available 2013-10-22T09:00:49Z
dc.date.issued 2013
dc.identifier.isbn 978-952-60-5362-2 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-5361-5 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/11164
dc.description.abstract The goal for this work was to create new methods to study the noise production in some power system components, namely capacitors and reactors. In the case of the capacitors the work was started by trying to create a FEM model of the individual capacitor element as well as each of the capacitor sides. In the end individual element proved to be too complicated to be modeled, but the sides were modeled using the assumption that they're individual clamped plates. To find out how the individual element behaves one was subjected to direct current of various amplitudes and the compression was measured with a dial indicator at various points. The compression was deemed to be linearly dependent on the distance from the middle point of the surface of the element. In order to measure the response of the whole capacitor, a vibration measurement was used. Vibration transducer was used on each side to get the overall vibration response of each side when the capacitors were fed various inputs. The responses were measured in three different temperatures. The direct acoustic response was measured in the anechoic chamber. This yielded new information about the directivity of the noise produced by the capacitors at the different frequencies. The results of the vibration measurement could be also compared to the acoustic measurements. The comparison resulted in partially incoherent results. Final measurement related to the capacitors was one where the viscosity of the capacitor oil was measured. This allowed to partially explain the variations in the vibration response at the different temperatures. The noise measurement of the reactors is difficult due to the high magnetic field caused by them. Since the direct measurement wasn't an option, a plastic tube extender was used to move the sound further away from the reactor where it could be then measured with regular microphone. The tube extender was used in one field reactor measurement, in one controlled reactor measurement, and its response was measured in the anechoic chamber. As a result it was found that the tube extender can be used in this kind of measurements, and perhaps could be in the future to use in recognizing the faults of the reactors before they become severe. en
dc.description.abstract Työn tavoitteena oli selvittää sähköverkossa käytettävien komponenttien, kondensaattorien ja reaktoreiden, melun syntymekanismeja sekä äänenhallintaa. Kondensaattorien osalta työssä lähdettiin liikkeelle yrittämällä mallintaa ongelmaa FEM-mallinnuksella. Yksittäistä kondensaattorielementtiä ja kondensaattorin sivuja yritettiin mallintaa, mutta kondensaattorielementti osoittautui liian monimutkaiseksi. Kondensaattorin sivut mallinnettiin käyttäen reunoistaan jäykästi kiinnitettyjen levyjen oletusta aikaisemman tutkimustiedon perusteella. Kondensaattorielementin käyttäytymisen selvittämiseksi mitattiin yksittäisen elementin painaumaa heittokellon avulla. Painauman havaittiin riippuvan lineaarisesti etäisyydestä elementin pinnan geometrisesta keskipisteestä. Kokonaista kondensaattoria tarkasteltaessa lähdettiin liikkeelle sivujen värähtelymittauksesta. Kondensaattoriin vastetta mitattiin erilaisilla herätteillä. Kondensaattoreiden äänivastetta tutkittiin myös suoraan kaiuttomassa huoneessa. Tuloksena saatiin sekä tietoa siitä, miten kondensaattoreiden tuottama ääni suuntautuu, sekä voitiin vertailla äänimittauksia aikaisemmin tehtyihin värähtelymittauksiin. Vertailun tulokset olivat osittain ristiriitaisia. Lopuksi tutkittiin kondensaattoriöljyn viskositeettia. Mittauksella pyrittiin yhdistämään värähtelymittauksessa huomattuja vaste-eroja mittausten lämpötilaeroihin. Tulokset olivat lupaavia. Reaktorien melumittaus on vaikeaa sen takia, että suuren magneettikentän takia normaalia mikrofonia ei voida käyttää suoraan. Työssä kehitettiin muovinen putkijärjestelmä, jonka avulla ääntä siirrettiin kauemmaksi reaktorista, jossa sitä voitiin mitata normaalilla laitteistolla. Putkijärjestelmä kalibroitiin akustisessa huoneessa, jonka jälkeen sitä käytettiin kahdessa kenttämittauksessa. Tuloksena havaittiin, että putkijärjestelmä soveltuu hyvin tämäntyyppiseen mittaukseen. Havaittiin myös, että tämäntyyppisen mittauksen avulla pystytään helposti havaitsemaan reaktorin äänen muuttuminen spektrianalyysin avulla. Tunnistaessamme äänen muutoksen ajoissa, voidaan mahdollisesti huomata alkavia vikoja ennen kuin ne kehittyvät vakaviksi. fi
dc.format.extent 173
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 155/2013
dc.subject.other Electrical engineering en
dc.title Noise analysis of high voltage capacitors and dry-type air-core reactors en
dc.title Suurjännitekondensaattoreiden ja ilmasydämisten kelojen meluanalyysi fi
dc.type G4 Monografiaväitöskirja fi
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Electrical Engineering en
dc.contributor.department Sähkötekniikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Electrical Engineering en
dc.subject.keyword noise en
dc.subject.keyword capacitor en
dc.subject.keyword reactor en
dc.subject.keyword melu fi
dc.subject.keyword kondensaattori fi
dc.subject.keyword reaktori fi
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-5362-2
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (monograph) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (monografia) fi
dc.contributor.supervisor Lehtonen, Matti, Prof., Aalto University, Department of Electrical Engineering, Finland
dc.opn Vekara, Timo, Prof., University of Vaasa, Finland
dc.opn Grossmann, Steffen, Prof., Technische Universität Dresden, Germany
dc.rev Grossmann, Steffen, Prof., Technische Universität Dresden, Germany
dc.rev Juslin, Kaj, Dr, VTT Technical Research Centre of Finland, Finland
dc.date.defence 2013-12-18


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account