專利名稱：高壓磁飽和式單相可控電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電抗器，特別涉及一種電力系統(tǒng)使用的單相可控電抗器。
背景技術(shù)：
目前，可調(diào)磁偏的可控電抗器從鐵心結(jié)構(gòu)上區(qū)分為兩種形式即磁閥式和心柱飽和式可控電抗器。中國專利95223137. 9提出一種磁閥式可控電抗器，是通過控制鐵心柱上設(shè)有的小截面段的磁飽和狀態(tài)來改變繞組的電抗，以達到改變電抗器的電抗值的目的。其結(jié)構(gòu)特征是鐵心有兩個主鐵心柱及相應(yīng)的鐵軛構(gòu)成，兩個主鐵心柱上均設(shè)有一個小截面段；每個鐵心柱上各套有一個分為上下兩部分的繞組，接在可控硅兩端的繞組分接頭間的匝數(shù)為每柱繞組總匝數(shù)的5%，其中工作繞組和控制繞組屬于一個繞組，控制繞組兼有抽取直流偏磁所需的勵磁能量的作用。其不足之處是，由于兩個主鐵心柱上均設(shè)有小截面段，因此其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝性差、成本高。中國專利99250344. 2提出的心柱磁飽和式可控電抗器具有類似結(jié)構(gòu)，其特征在于鐵心柱為等截面，且其截面積小于鐵軛截面積；在工作繞組內(nèi)側(cè)裝配有獨立的控制繞組、取能繞組等，該結(jié)構(gòu)適用于高電壓等級電力系統(tǒng)。其不足之處是，控制繞組、取能繞組與工作繞組同心放置，導(dǎo)致工作繞組的平均匝長較大，電抗器的用銅量、用鐵量、總成本較高，且工作繞組、控制繞組、取能繞組以及處于深度飽和狀態(tài)的主鐵心柱發(fā)熱集中，且容易產(chǎn)生局部過熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種具有單個主鐵心柱結(jié)構(gòu)的、無內(nèi)嵌取能繞組的、旁柱、旁軛、主鐵心柱磁飽和式的可控電抗器，本發(fā)明可利用外部電源能量柔性改變磁路磁阻大小，實現(xiàn)電抗值和容量可控。本發(fā)明電抗器結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，可以有效減少材料消耗，降低成本，同時發(fā)熱源分散，有利于散熱，并避免局部過熱，工作穩(wěn)定可靠。本發(fā)明可用于高電壓等級系統(tǒng)。本發(fā)明包括由主鐵心柱、旁柱、旁軛等構(gòu)成的鐵心，以及工作繞組，控制繞組等，其特征是本發(fā)明電抗器的主鐵心柱為單柱，且為等截面，由帶間隙的多個鐵心餅疊積而成。 旁柱為等截面鐵心，數(shù)量為兩個，關(guān)于主鐵心柱左右對稱布置，且旁柱橫截面積為主鐵心柱橫截面積的一半；旁軛也為等截面鐵心，數(shù)量為兩個，關(guān)于主鐵心柱上下對稱布置，且旁軛橫截面積為主鐵心柱橫截面積的一半。所述的旁柱、旁軛不帶間隙。整個鐵心為臥置的“日，， 字形結(jié)構(gòu)。主鐵心柱外套設(shè)有分為兩個部分的工作繞組，第一工作繞組為倒梯形結(jié)構(gòu)，第二工作繞組為梯形結(jié)構(gòu)；兩個工作繞組的梯形上底一端并聯(lián)在一起作為高壓出線首端，梯形下底一端并聯(lián)在一起作為中性點出線端，也可稱高壓出線末端。控制繞組套設(shè)在旁柱上，第一旁柱、第二旁柱上套裝的控制繞組的匝數(shù)相同，繞向相同或相反，兩控制繞組串聯(lián)后經(jīng)大阻抗接至直流電源。所述控制繞組也可對稱的套設(shè)在第一旁軛或第二旁軛兩端。直流電源產(chǎn)生的勵磁磁通經(jīng)過旁柱、旁軛、主鐵心柱柱，再經(jīng)另一個旁軛回到旁柱上閉合。改變直流電流大大小，即可改變旁柱，旁軛及主鐵心柱的飽和程度，進而改變磁路磁阻，達到控制電抗值和容量的目的。所述的控制繞組，旁柱，旁軛等結(jié)構(gòu)都關(guān)于主鐵心柱對稱，本發(fā)明也可是單旁柱結(jié)構(gòu)，即單旁柱、第一旁軛、第二旁軛和主鐵心柱首尾相接構(gòu)成“ 口”字形鐵心結(jié)構(gòu)。


圖1為本發(fā)明的實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中繞組的繞線及接線方式示意圖；圖3為圖1中繞組的另一種繞線及接線方式示意圖；圖4為圖2、3接線方式直流勵磁磁通方向示意圖；圖5為本發(fā)明另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明單旁柱實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明圖1為本發(fā)明的實施例結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明包括由主鐵心柱、旁柱、旁軛等構(gòu)成的鐵心，以及工作繞組，控制繞組等。如圖1所示，主鐵心柱1，第一旁柱3、第二旁柱4、第一旁軛10、第二旁軛11共同組成臥置的“日”字形結(jié)構(gòu)鐵心。主鐵心柱1為單柱且等截面，由帶間隙的多個鐵心餅疊積而成。第一旁柱3、第二旁柱4關(guān)于主鐵心柱1左右對稱；第一旁軛11、第二旁軛12關(guān)于主鐵心柱1上下對稱。且第一旁柱3、第二旁柱4、第一旁軛11、第二旁軛12為等截面鐵心，且橫截面積均為主鐵心柱1橫截面積的一半。第一工作繞組2、 第二工作繞組7套設(shè)在主鐵心柱1上，其中第一工作繞組2成倒梯形，第二工作繞組7成梯形。兩個工作繞組的梯形上底一端相連，為高壓首端；梯形下底一端相連，為高壓末端，又稱中性點端。控制繞組5、6分別套設(shè)在第一旁柱3、第二旁柱4上。調(diào)節(jié)控制繞組5、6中的直流電流的大小即可調(diào)節(jié)第一旁柱3、第二旁柱4，以及第一旁軛10、第二旁軛11和主鐵心柱 1上磁通的飽和程度，進而控制電抗值。圖2為圖1中繞組的繞線及接線方式示意圖；如圖2所示，控制繞組5、6的匝數(shù)相同，繞向相反，控制繞組5、6串聯(lián)后經(jīng)大阻抗k接至直流電源Ec。第一工作繞組2、第二工作繞組7的匝數(shù)相同，繞向相反。圖3為圖1中繞組的另一種繞線及接線方式示意圖；如圖3所示，控制繞組5、6的匝數(shù)相同，繞向相同，控制繞組5、6串聯(lián)，經(jīng)大阻抗k接至直流電源Ec。圖4為圖2、3接線方式直流勵磁磁通的流動方向示意圖；如圖4所示，圖2、3中所示控制繞組5產(chǎn)生勵磁磁通經(jīng)第一旁柱3、第一旁軛10的左側(cè)、主鐵心柱1、第二旁軛11的左側(cè)，最后經(jīng)第一旁柱3閉合；圖2中所示控制繞組6產(chǎn)生的勵磁磁通經(jīng)第二旁柱4、第二旁軛10的右側(cè)、鐵心柱1、第二旁軛11的右側(cè)，最后經(jīng)第二旁柱4閉合。圖5為本發(fā)明另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；如圖5所示，第一工作繞組2、第二工作繞組7套設(shè)在主鐵心柱1的兩端。控制繞組8、9對稱地套設(shè)在第一旁軛10的兩端。所述控制繞組也可以同樣方式套設(shè)在第二旁軛11的兩端。調(diào)節(jié)控制繞組8、9電流的大小即可調(diào)節(jié)第一旁柱3、第二旁柱4，第一旁軛10、第二旁軛11及主鐵心柱1上磁通的飽和程度，進而控制電抗值。
圖6為本發(fā)明單旁柱實施例結(jié)構(gòu)示意圖；如圖6所示，主鐵心柱1、第一旁柱3、第一旁軛12、第二旁軛13構(gòu)成“口”字形結(jié)構(gòu)的鐵心。第一工作繞組2、第二工作繞組7套設(shè)在主鐵心柱1上，其中第一工作繞組2成倒梯形，第二工作繞組7成梯形。控制繞組5套設(shè)在第一旁柱3上，第一旁柱3及第一旁軛12、第二旁軛13的橫截面積與主鐵心柱1的橫截面積相同。調(diào)節(jié)控制繞組5電流的大小即可調(diào)節(jié)第一旁柱3，第一旁軛12、第二旁軛13及主鐵心柱1上磁通的飽和程度，進而控制電抗值。
權(quán)利要求
1.一種高壓磁飽和式單相可控電抗器，包括主鐵心柱(1)、第一旁柱(3)、第二旁柱 G)、第一旁軛(10)、第二旁軛(11)構(gòu)成的鐵心，其特征在于所述的電抗器還包括第一工作繞組( 、第二工作繞組(7)和控制繞組(5、6)；所述的主鐵心柱(1)，第一旁柱C3)、第二旁柱G)、第一旁軛(10)、第二旁軛(11)共同組成臥置的“日”字形結(jié)構(gòu)鐵心；所述的主鐵心柱(1)為等截面、單柱，且由帶間隙的多個鐵心餅疊積而成；第一旁柱(3)、第二旁柱(4) 關(guān)于主鐵心柱(1)左右對稱；第一旁軛(11)、第二旁軛(1 關(guān)于主鐵心柱(1)上下對稱； 第一旁柱(3)、第二旁柱G)、第一旁軛(11)、第二旁軛(1 為等截面鐵心，且橫截面積均為主鐵心柱(1)橫截面積的一半；第一工作繞組( 和第二工作繞組(7)套設(shè)在主鐵心柱(1)上，兩個控制繞組(5、6)分別套設(shè)在第一旁柱(3)、第二旁柱(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于第一工作繞組(2)的截面為倒梯形結(jié)構(gòu)，第二工作繞組(7)的截面為梯形結(jié)構(gòu)；兩個工作繞組梯形上底一端連接在一起作為高壓出線首端，梯形下底一端連接在一起構(gòu)成高壓出線末端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于兩個控制繞組 (5,6)的匝數(shù)相同，兩個控制繞組(5、6)串聯(lián)后經(jīng)過一大阻抗接至外接直流電源，通過調(diào)節(jié)外接直流電源的輸出電壓而改變高壓飽和式電抗器鐵心的飽和程度，進而改變高壓飽和式電抗器的電感值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于所述的兩個控制繞組(5、6)對稱套設(shè)在第一旁軛(10)或第二旁軛(11)的兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于所述的主鐵心柱(1)、第一旁柱(3)、第一旁軛(12)、第二旁軛(13)首尾相接構(gòu)成“口”字形結(jié)構(gòu)的鐵心。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于所述的第一旁柱C3)上套有控制繞組(5)；第一旁柱C3)及第一旁軛(12)、第二旁軛(1 的橫截面積與主鐵心柱(1)的橫截面積相同。
全文摘要
一種高壓磁飽和式單相可控電抗器，由主鐵心柱(1)，兩個旁柱(3、4)、兩個旁軛(10、11)組成臥置的“日”字形結(jié)構(gòu)鐵心。所述的主鐵心柱(1)為等截面、單柱，且由帶間隙的多個鐵心餅疊積而成；第一旁柱(3)、第二旁柱(4)關(guān)于主鐵心柱(1)左右對稱；第一旁軛(11)、第二旁軛(12)關(guān)于主鐵心柱(1)上下對稱；第一旁柱(3)、第二旁柱(4)、第一旁軛(11)、第二旁軛(12)為等截面鐵心，且橫截面積均為主鐵心柱(1)橫截面積的一半。第一工作繞組(2)和第二工作繞組(7)套設(shè)在主鐵心柱(1)上，兩個控制繞組(5、6)分別套設(shè)在第一旁柱(3)、第二旁柱(4)上或?qū)ΨQ套設(shè)在第一旁軛(10)或第二旁軛(11)的兩端。
文檔編號H01F27/30GK102208247SQ20111004463
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者張國強, 李康 申請人:中國科學(xué)院電工研究所