[實(shí)用新型]磁路并聯(lián)漏磁自屏蔽式可控電抗器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820022995.1
• 申請(qǐng)日: 2008-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201213091Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王學(xué)才;王珊;李俊英
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 王學(xué)才
• 主分類(lèi)號(hào): H01F27/34
• 分類(lèi)號(hào): H01F27/34;H01F27/36;H01F27/24;H01F27/28;H01F27/40
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 姜 明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種可控電抗器，具體是磁路并聯(lián)漏磁自屏蔽式可控電抗器，屬于電網(wǎng)和輸變電設(shè)備節(jié)能控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著超高壓大電網(wǎng)的形成和城市電網(wǎng)中電纜線路劇增，電網(wǎng)中的無(wú)功功率變化和電壓波動(dòng)等問(wèn)題日益突出，實(shí)施無(wú)功功率動(dòng)態(tài)平衡和電壓波動(dòng)的動(dòng)態(tài)抑制、加強(qiáng)電網(wǎng)諧波治理、抑制超高壓輸電長(zhǎng)線路末端電壓升高和減少線路單相接地時(shí)的潛供電流、消除發(fā)電機(jī)自勵(lì)磁等措施，對(duì)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、促進(jìn)電網(wǎng)節(jié)能，具有重要意義。隨著電網(wǎng)中沖擊性負(fù)荷(如電弧爐、電解鋁、軋鋼、電氣化鐵路、城市地鐵、煤礦提升設(shè)備等)逐漸增多，電力電子技術(shù)和裝置在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償和濾波裝置對(duì)可控電抗器的安全可靠性等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提出了更高的要求。

目前，可控電抗器主要有以下幾種類(lèi)型：調(diào)匝式、調(diào)氣隙式、晶閘管控制電抗器式(TCR)、高短路阻抗變壓器式(TCT)和磁飽和式等，它們各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。

調(diào)匝式可控電抗器是通過(guò)斷路器或接觸器投切抽頭，改變?cè)褦?shù)實(shí)現(xiàn)電抗可調(diào)，這種調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單易行但達(dá)不到連續(xù)可調(diào)。調(diào)氣隙式可控電抗器是通過(guò)精密機(jī)械傳動(dòng)方式，連續(xù)改變磁路中氣隙的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)電抗的連續(xù)可調(diào)，存在著響應(yīng)速度慢、噪聲大、易發(fā)生機(jī)械失靈等問(wèn)題。晶閘管控制電抗器式可控電抗器是通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角和導(dǎo)通時(shí)間，以控制流過(guò)電抗器電流的大小和相位，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電抗器容量的連續(xù)快速可調(diào)，在冶金行業(yè)應(yīng)用廣泛；由于單只晶閘管耐壓水平較低，該類(lèi)型可控電抗器應(yīng)用到6kV以上電網(wǎng)中，需要用很多只晶閘管串聯(lián)，在多只晶閘管同步觸發(fā)和均壓、控制維護(hù)等方面難度大，可靠性有待提高；該裝置占地面積大，晶閘管發(fā)熱量大需要輔助冷卻設(shè)備，自身產(chǎn)生的諧波量大需要配備專(zhuān)用濾波設(shè)備，成本高價(jià)格昂貴。高短路阻抗變壓器式可控電抗器是將變壓器和電抗器設(shè)計(jì)為一體，將變壓器的短路阻抗設(shè)計(jì)為100％，再在變壓器的低壓側(cè)接入晶閘管進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)感性無(wú)功功率的連續(xù)或有級(jí)控制；該類(lèi)型可控電抗器可滿足高電壓、大容量、連續(xù)可調(diào)的要求，存在著變壓器漏磁面積非常大造成效率低、結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜、成本高等不足，應(yīng)用較少。磁飽和式可控電抗器是采用直流助磁原理，通過(guò)調(diào)節(jié)控制繞組中的勵(lì)磁電流來(lái)控制鐵芯的飽和程度以實(shí)現(xiàn)電抗的連續(xù)可調(diào)，結(jié)構(gòu)型式有磁閥式和裂芯式；與TCR對(duì)比，磁飽和式可控電抗器具有晶閘管控制電壓低、可靠性高、占地面積小、免維護(hù)、諧波小、制造和維護(hù)成本低、抑制過(guò)電壓能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；也存在著鐵芯的硅鋼片長(zhǎng)期工作在過(guò)飽和區(qū)域，鐵芯損耗大、溫升高、噪聲大、鐵芯截面利用率低、結(jié)構(gòu)和加工工藝十分復(fù)雜等問(wèn)題，致使磁飽和式可控電抗器這項(xiàng)先進(jìn)可靠的技術(shù)，長(zhǎng)期以來(lái)未能在電網(wǎng)中廣泛的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)可靠、損耗小、噪聲低、鐵芯截面充分利用、制造成本低、能夠可靠地應(yīng)用于超/特高壓電網(wǎng)的磁路并聯(lián)漏磁自屏蔽式可控電抗器。

本實(shí)用新型的磁路并聯(lián)漏磁自屏蔽式可控電抗器，其結(jié)構(gòu)是由鐵芯和繞組組成，鐵芯芯柱截面由不飽和區(qū)域鐵芯和飽和區(qū)域鐵芯交錯(cuò)排列組成并聯(lián)磁路，通過(guò)不飽和區(qū)域鐵芯吸收飽和區(qū)域鐵芯的漏磁通形成自屏蔽，鐵芯外套裝繞組，繞組是由L1-L6組成，其中L1和L5線頭并接，L4和L6線尾并接，L1、L2的中間接點(diǎn)接可控硅4的陽(yáng)極形成整流電路，L3、L4的中間接點(diǎn)接可控硅的陽(yáng)極形成整流電路，L2的尾端、L6的首端、L3的首端、L5的尾端并接續(xù)流二極管的負(fù)極，可控硅的陰極與續(xù)流二極管的正極并接。

繞組還可以是由3個(gè)獨(dú)立的繞組L1-L3組成，其中L2的兩端并接可控硅組成整流電路，兩只可控硅的陰極陽(yáng)極相互并接L2首端，可控硅的陰極陽(yáng)極相互并接的另一端與繞組L2的末端接外接電源，L3的兩端接一濾波保護(hù)回路，鐵芯芯柱的主磁通經(jīng)過(guò)上下鐵軛閉合形成磁回路。

本實(shí)用新型的優(yōu)異效果是其飽和區(qū)域鐵芯的漏磁通由主磁通方向前后相鄰或左右相鄰的不飽和區(qū)域鐵芯吸收而形成自屏蔽，使鐵芯的損耗、噪聲、諧波含量大幅度降低，不需要采用單獨(dú)的磁屏蔽裝置或者在金屬結(jié)構(gòu)件上附設(shè)磁屏蔽結(jié)構(gòu)，工藝簡(jiǎn)單，能夠大幅度減少鐵芯硅鋼片的用量。

附圖說(shuō)明

圖1是不同磁阻鐵芯芯柱的磁路并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是不同面積鐵芯芯柱的磁路并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是漏磁自屏蔽鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是單框雙柱式鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4的A-A向斷面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是單框雙柱帶旁軛式鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖6的B-B向斷面結(jié)構(gòu)式意圖；

圖8是三框六柱式鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖；