[發(fā)明專利]一種基于等效磁密法的高壓鐵心濾波電抗器的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810562978.5
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108962557B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡重凱;駱福權(quán);賈跟卯;樂全明;俞永軍;陳曉宇;沈祥;張帆;許海峰;姚建生;秋勇;洪金琪;金百榮
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司紹興供電公司;國網(wǎng)浙江省電力有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;珠海藍(lán)瑞盟電氣有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F27/33;H01F37/00;H01F41/02
• 代理公司: 杭州華鼎知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項(xiàng)軍

本發(fā)明公開了一種基于等效磁密法的高壓鐵心濾波電抗器的設(shè)計(jì)方法，通過計(jì)算在特定諧波下頻譜下鐵心濾波電抗器的等效磁密，來計(jì)算以及準(zhǔn)確控制其噪聲水平，結(jié)合良好的工藝方法，電抗器的噪聲水平得到有效及可靠控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵心電抗器。

背景技術(shù)

鐵心電抗器相對于空心電抗器由于其體積小，漏磁污染小，損耗低，得到廣泛應(yīng)用，特別是在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，鐵心電抗器是智能化，小型化變電站建設(shè)的必然選擇。但是，普通鐵心電抗器對抗諧波能力特別差，尤其是當(dāng)鐵心電抗器吸收了常見的3，5，7次諧波后，會(huì)出現(xiàn)噪聲劇烈增大，以及線圈鐵心溫升顯著升高，從而導(dǎo)致電抗器故障頻繁發(fā)生。最近幾年的事故統(tǒng)計(jì)及技術(shù)跟蹤顯示，這種趨勢以及故障數(shù)量在逐年上升，有些振動(dòng)甚至引發(fā)變電站統(tǒng)一建筑內(nèi)的自動(dòng)裝置及繼電保護(hù)告警，動(dòng)作，有些溫升超標(biāo)直接導(dǎo)致鐵心、線圈燒毀。

特別是，隨著電力電子裝置在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，公用網(wǎng)母線上的諧波污染越來越嚴(yán)重，早期按照鐵心串聯(lián)電抗器設(shè)計(jì)生產(chǎn)的設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中被迫當(dāng)作“濾波電抗器”使用。

目前電力行業(yè)內(nèi)針對特定諧波下，如何保證鐵心電抗器的噪聲、溫升等性能指標(biāo)滿足安全要求，還沒有提出一套可靠的，行之有效的方案。并且，受限場地以及漏磁限制要求，必須將現(xiàn)場鐵心串聯(lián)電抗器改造，或者更換成并聯(lián)無功補(bǔ)償，以及兼具濾波功能的鐵心濾波電抗器，而無法更換成干式空心電抗器，因此導(dǎo)致了變電站運(yùn)行現(xiàn)場的大量無功補(bǔ)償裝置無法投運(yùn)，造成大量的資源浪費(fèi)，并且由于并聯(lián)電容器無法投運(yùn)致使電抗器功率因數(shù)偏低，電網(wǎng)電壓偏低，電網(wǎng)損耗增加的諸多問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種基于等效磁密法的高壓鐵心濾波電抗器的設(shè)計(jì)方法，濾除特定的諧波電流，降低系統(tǒng)電壓波形畸變率，有效改善電能質(zhì)量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于等效磁密法的高壓鐵心濾波電抗器的設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

步驟S1，計(jì)算在特定諧波下鐵心濾波電抗器的等效磁密，

其中，B_m為等效磁密，h為諧波次數(shù)，U_h為諧波下的電抗器兩端的電壓降，I_h為諧波電流，X_h為諧波頻率下的電抗；

步驟S2，采用等效磁密法計(jì)算出鐵心濾波電抗器噪聲，

其中，G為電抗器總重，H/D為鐵心柱高與鐵心直徑比，K值是與G相關(guān)的修正系數(shù)，G≤5T時(shí)，K取-3～-5；B_o為拐點(diǎn)磁密；

步驟S3，根據(jù)步驟S2選取高壓鐵心濾波電抗器的設(shè)計(jì)參數(shù)。

優(yōu)選的，包括上支架、下支架、并排設(shè)置在上支架和下支架之間的三個(gè)鐵心柱、設(shè)于鐵心柱上側(cè)和下側(cè)的鐵軛、繞制在鐵心柱上的電感線圈繞組，所述上支架上安裝有與鐵心柱對應(yīng)的接線端子，所述接線端子與電感線圈繞組連接，所述鐵心柱采用硅鋼片制成，所述鐵心柱在硅鋼片的間隙內(nèi)填充有樹脂絕緣材料，所述鐵心柱和鐵軛之間設(shè)有氣隙隔片，。

優(yōu)選的，所述氣隙隔片為圓形，所述氣隙隔片沿周向分布有引導(dǎo)樹脂絕緣材料進(jìn)入鐵心柱的引膠槽。

優(yōu)選的，所述鐵軛的截面與鐵心柱截面相當(dāng)。

優(yōu)選的，所述硅鋼片采用取向硅鋼制成。

優(yōu)選的，所述鐵心柱的外露部分設(shè)有絕緣保護(hù)層。

本發(fā)明提出一種基于等效磁密法的高壓鐵心濾波電抗器的設(shè)計(jì)方法：通過計(jì)算在特定諧波下頻譜下鐵心濾波電抗器的等效磁密，來計(jì)算以及準(zhǔn)確控制其噪聲水平，使電抗器的噪聲水平得到有效及可靠控制。此設(shè)計(jì)方法已經(jīng)過電力系統(tǒng)常用的三種不同型號/結(jié)構(gòu)的真型設(shè)備試驗(yàn)驗(yàn)證，噪聲實(shí)測值與計(jì)算值非常吻合。