[實用新型]空心多繞組超導可控電抗器

有效

• 申請號: 201320554137.2
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN203466052U
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 宋萌;沈石峰;曹昆南;王達達;張少泉;周年榮;唐躍進;董洪達;趙翔;王作帥
• 申請（專利權）人: 云南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院;華中科技大學
• 主分類號: H01F36/00
• 分類號: H01F36/00;H01F6/06;H02J3/18
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

空心多繞組超導可控電抗器，屬于電網無功控制調節裝置，特別涉及一種通過調節自身電感值來實現大容量、多種工作檔位的補償電網無功功率的器件。

背景技術

國家電網公司在“十二五”規劃中提出，建設堅強智能電網是國家電網在今后一段時間內電力建設的發展方向。建設堅強智能電網對電網的安全、穩定運行提出了更高的要求。而無功補償則可以提高電網的穩定性，增加輸電能力，抑制系統過電壓。目前，在電網中應用最廣泛的無功補償裝置之一是可控電抗器?？煽仉娍蛊魇且环N特殊的無功補償裝置。通過對可控電抗器的電抗進行調節來實現對傳輸線路負荷的電抗調節，實現傳輸線路的無功調節，這樣就可以降低傳輸線路的損耗，同時提高傳輸的有功容量。

傳統意義上的可控電抗器都是利用常導材料制成的，目前國內外傳統意義上的可控電抗器發展比較成熟，在電力系統中應用比較廣泛的可控電抗器主要包括調磁路式可控電抗器和TCR型可控電抗器。調磁路式可控電抗器和TCR型可控電抗器因具有諧波含量大、需要增加濾波裝置以及損耗大等問題，面臨著巨大的挑戰。因此，在電氣結構方面的創新和電氣材料方面的創新是可控電抗器的重要發展方向之一。

空心多繞組超導可控電抗器是可控電抗器的一個最新發展方向。空心多繞組超導可控電抗器是超導電抗器的一種。超導可控電抗器是基于超導材料的超導電特性制成的，在低溫下運行的超導可控電抗器和傳統意義上的可控電抗器相比，具有體積小、重量輕、效率高、阻燃、諧波小等優點，大大降低了裝置的成本和空間，提高了系統的穩定性。

基于超導材料的超導可控電抗器對電抗的調節主要包括兩種方式，一種方式是不失超型超導可控電抗器，即在電抗器的調節過程中，超導材料不失超，在液氮低溫區完成調節；另外一種是失超型超導可控電抗器，也就是傳統意義上的超導故障限流器。

失超型超導可控電抗器是利用超導體的超導態(S)／正常態(N)轉變特性。線路正常時，超導體處于超導態，其電抗值非常?。辉诎l生故障時，它轉為正常態，也即失超，此時超導電抗器具有很大的電抗，也就實現了電抗的可調。失超型超導可控電抗器在實際中常用來限制故障電流。但失超型超導電抗器的缺點是電抗不能連續可調，而且存在失超保護和失超后的恢復問題，在實際應用中控制起來比較復雜。

不失超型超導可控電抗器目前應用的不多，目前主要有“D”形飽和鐵芯式超導可控電抗器和高漏抗型超導可控電抗器。兩者都只是停留在概念設計階段，均沒有裝置在實際電力系統中投入運行。

空心多繞組超導可控電抗器是一種不失超型超導可控電抗器?？招亩嗬@組超導可控電抗器有望克服傳統可控電抗器的不足，在未來的電力系統中得到大規模的應用。

實用新型內容

本實用新型提供一種空心多繞組超導可控電抗器，目的在于大容量、多檔位補償輸電線路的無功功率，實現無功調節，提高電網的穩定性，增加輸電能力，抑制系統過電壓。

本實用新型提供的一種空心多繞組超導可控電抗器，其特征在于，它包括超導控制線圈、超導控制線圈、低溫杜瓦、工作線圈和磁屏蔽鐵芯；超導控制線圈和超導控制線均為空心圓筒型結構，且超導控制線圈位于超導控制線圈的里側；超導控制線圈和超導控制線圈均為層繞或者餅繞形式，層繞形式的超導控制線圈的層數為偶數；低溫杜瓦為圓形杜瓦，采用非導磁材料制作而成，超導控制線圈和超導控制線圈均位于低溫杜瓦中；工作線圈位于低溫杜瓦外，磁屏蔽鐵芯位于工作線圈的外面。

空心多繞組超導可控電抗器的電抗值的調節是通過控制每個超導控制線圈的斷開和閉合來實現的。它一共可以實現三種不同的電抗調節值，即對應三種不同的調節檔位。當兩個超導控制線圈均處于開路狀態，此時電抗器的電抗值最大，工作線圈的電流最小，電抗器的容量最小。當第二個超導控制線圈處于閉合狀態的時候，此時電抗器的電抗值最小，工作線圈的電流最大，電抗器的容量最大。當第一個超導控制線圈處于閉合的狀態時候，電抗器的電抗值介于最大電抗值和最小電抗值之間。每次最多只有一個超導控制線圈閉合，這樣空心多繞組超導可控電抗器就可以實現三種檔位的電抗調節值。其結構緊湊，沒有鐵芯，電抗值穩定，導線用量少。

用于給超導線圈提供低溫環境的杜瓦就采用普通的圓形結構杜瓦，在實際工程中，往往是把高導磁鐵芯跟磁屏蔽鐵芯連接這一起，這樣就需要使用環形結構的杜瓦。而采用環形結構的杜瓦將會大大增加低溫杜瓦的制作工藝難度以及低溫杜瓦的制作成本。工作線圈采用一般的銅線或者鋁線繞制而成，布置在低溫杜瓦的外面，為了滿足絕緣和散熱的需要，工作線圈與低溫杜瓦保持一定間距，間距要滿足相應電壓等級的電抗器國家標準對絕緣的要求。低溫杜瓦采用非導磁材料制作。

附圖說明