[發明專利]一種混合偏磁磁飽和可控電抗器

在審

• 申請號: 201510019490.4
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104505239A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 林克曼;李念;林明耀
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01F29/00
• 分類號: H01F29/00;H01F27/24;H01F27/30;H02P13/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及的是一種電抗器，具體涉及一種混合偏磁磁飽和可控電抗器。

背景技術

無功平衡對電網安全、可靠、經濟運行起到重要的作用。對于輸電線路，隨著超高壓、長距離電網的建設和發展，線路對地的充電容量顯著增加，造成輕載和空載時由于超前無功功率過大而使受端電壓上升；超前電流使輸電過程中電力損耗增大以及切除負荷產生工頻過電壓等后果。而對于配網來說，隨著生產的發展，大型軋鋼機、煉鋼電弧爐、電焊機等大功率沖擊負荷使用越來越廣泛。這些沖擊性負荷導致電網電壓波動、電壓閃變、電壓波形畸變，威脅電氣設備的安全，影響了電網的穩定運行。

研究表明動態無功補償裝置能夠吸收超前無功功率，限制操作過電壓，對于保證電網的安全性、可靠性和經濟運行，確保供電質量有重要的作用。傳統的并聯電抗器功率通常容量固定不能自動連續平滑的調節，難以很好的滿足電網對于無功功率動態的需求，只能用于容量有限的傳統電網。自動無功補償裝置因其可連續調節、平滑跟蹤負荷變化等優點，得到廣泛的應用。現電網中常用的自動無功補償裝置有晶閘管控制電抗器和磁飽和可控電抗器。

現有技術下，線路常態是處于負載或者滿載，需要并網可調電抗器工作于小電抗狀態，以降低無功補償。對于現有直流控制的飽和電抗器，需要較大的直流偏磁以獲得較小的電抗值，此類可控電抗器對于經常處于負載或者滿載的線路并不經濟。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種混合偏磁磁飽和可控電抗器，電抗器電抗值跟直流偏磁電流成正比，滿足電網的經濟運行的條件的同時該電抗器有較大的線性調節范圍。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種混合偏磁磁飽和可控電抗器，包括電抗器鐵心1、交流工作繞組3和兩組直流偏磁繞組4；所述電抗器鐵心1中包含中間鐵芯柱，以及以所述中間鐵芯柱為中心，對稱設置的兩側鐵芯柱；在兩側鐵心柱的橫截面上分別嵌入偏磁永磁體2，所述對稱嵌入的偏磁永磁體2的橫截面積相同；在中間鐵心柱上設置有氣隙5；所述兩組直流偏磁繞組4分別繞于兩側鐵心柱上；所述交流工作繞組3繞于中間鐵心柱上；所述兩組直流偏磁繞組4順向串聯。

進一步的，所述對稱嵌入兩側鐵心柱上的偏磁永磁體2充磁方向相反。

進一步的，所述兩組直流偏磁繞組4匝數相同。

進一步的，所述兩組直流偏磁繞組4外接直流勵磁電源，并且通過外接直流勵磁電源產生的直流偏磁磁通相反。

進一步的，所述電抗器鐵心1由硅鋼片疊壓而成。

有益效果：本發明提供的一種混合偏磁磁飽和可控電抗器：

(1)、混合偏磁磁飽和可控電抗器的控制特性與直流偏磁飽和電抗器的控制特性相反；本發明直流偏磁電流小時電抗值小，直流偏磁電流大時電抗值大。電抗器工作于小電抗狀態時損耗小。

(2)、偏磁永磁體和直流偏磁繞組產生的混合磁通僅在兩側鐵心柱上流通，不通過中間鐵心柱；中間鐵心柱和氣隙中僅有交流工作繞組產生的工作磁通通過；中間鐵心柱上的氣隙不在直流磁通路徑上：兩直流偏磁繞組產生的直流磁通只沿鐵心外圍流通，即直流磁通路徑上不存在氣隙(氣隙磁阻較大)，所以只需要較小的直流勵磁電源產生偏磁磁通，即本發明的可控電抗器對直流偏磁電源的要求小。

(3)、交流工作繞組和直流偏磁繞組沒有電氣連接，降低了直流側的絕緣要求，電抗器的控制相對簡單。

(4)、兩組直流偏磁繞組采用順向串聯連接，使得交流工作繞組在兩組直流偏磁繞組中感應出的交流電勢互相抵消，因此交流工作繞組對直流偏磁電源的影響小。

(5)、借助直流控制的磁飽和可控電抗器，制造工藝簡單、成本低廉、結構可靠，有助于提高電網的輸電能力、調節電網電壓、補償無功功率以及限制操作過電壓。

(6)兩側偏磁永磁體的橫截面相同，是為了兩組直流偏磁繞組產生的直流磁通在中間鐵心柱上互相抵消。

附圖說明

圖1為混合偏磁飽和電抗器示意圖；

圖2為永磁體充磁和直流偏磁電流流向示意圖；

圖中有：電抗器鐵心1、偏磁永磁體2、交流工作繞組3、直流偏磁繞組4、氣隙5。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。