CN101692378A - 一种大功率铁芯电抗器强冷散热方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种大功率铁芯式电抗器散热方式及装置，将电抗器铁芯拆分为两部分，并在两部分电抗器铁芯之间加入散热器，并使两部分电抗器铁芯紧贴在散热器的两边，通过电抗器铁芯中间的散热器将铁芯部分的热带走，对铁芯进行冷却。所述的散热器可以是板式或管式水冷散热器，也可以是热管散热器。其板式或管式水冷散热器可以是蛇形管式散热器结构，也可以是槽形循环板式散热器结构。本发明将电抗器铁芯拆分为两体，并在中间加入散热装置，可有效控制铁芯温度，对电抗器的散热起到很好的作用。一些特殊的电抗器因电流大及环境的因素，工作时发热量相当大，通过在铁芯中和铁芯与线圈的侧面加入各式散热器能达到更好的散热效果。

Description

一种大功率铁芯电抗器强冷散热方法及装置
技术领域
本发明涉及到一种电力设备的散热方法及其散热器件，尤其是指一种大功率电抗器散热方法及装置，国际专利分类号为B61F05/02，主要用于各种大功率电抗器或变压器的散热。
背景技术
电抗器是用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，平滑电源电压中包含的尖峰脉冲，或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷，它既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。电抗器作为无功补偿手段，在电力系统中是不可缺少的。而且随着输电容量的增大，大功率电抗器也就应运而生。
电力系统中所采取的电抗器常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流，也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功补尝。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能，主要包括：
(1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应，以降低工频暂态过电压。
(2)改善长输电线路上的电压分布。
(3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡，防止无功功率不合理流动同时也减轻了线路上的功率损失。
(4)在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压，便于发电机同期并列。
(5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。
(6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，便于采用。
由于各种电抗器在工作时会发热，所以一般都要对电抗器进行冷却，目前冷却的介质主要是油和水，电抗器按结构及冷却介质分为空芯式、铁芯式、干式、油浸式等，例如干式空芯电抗器、干式铁芯电抗器、油浸铁芯电抗器、油浸空芯电抗器、夹持式干式空芯电抗器、绕包式干式空芯电抗器、水泥电抗器等。
电力电子技术的发展趋势是：1实现大功率高水平的控制；2清洁电能；3缩小装置的尺寸和重量。因而传统的电抗器已不能适应市场的需求，不断地提高可靠性实现电抗器的进一步小型轻量化和高性能化是电抗器的发展趋势。
传统的电抗器存在以下不足：
1、散热困难，同等功率情况下使得电抗器体积增大；
2、温升高，使用寿命短；
3、由于采用风冷，使得电抗器在运行时噪音大；
4、由于功率大(300KVA以上)，需要使用高等级磁材料和绝缘材料，使成本增高。
大功率铁芯式电抗器是一种广泛应用于各种大功率牵引电力系统的电气辅助设备，由于功率大发热也就大，所以对于这一类电抗器普遍采用外置的水冷散热器进行散热，但是目前这类铁芯式水冷散热电抗器都是采用在电抗器线圈的侧面位置设置散热板，并在电抗器线圈与铁芯的周边位置设置一些循环的冷却水管与电抗器侧面的散热板连接起来，通过循环冷却水将电抗器的发热带出到散热器进行冷却，这样的冷却方式虽具有一定的效果，但是效果仍然不理想，尤其是由于现在的散热板都是设在线圈之间的，所以对于铁芯的(发)热量无法有效带走，所以导致铁芯的(发)热量上升，因此很有必要对此加以改进。
发明内容
本专利发明所要解决的问题是：针对现有大功率铁芯式电抗器散热方式及其结构的不足，在不改变系统结构和现有大功率铁芯式电抗器整体结构的条件下，提出一种散热性能更好的大功率铁芯式电抗器散热方式及其结构。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种大功率铁芯式电抗器散热方式，将电抗器铁芯拆分为两部分，并在两部分电抗器铁芯之间加入散热器(板)，并使两部分电抗器铁芯紧贴在散热器(板)的两边，通过电抗器铁芯中间的散热器将铁芯部分的热带走，对铁芯进行冷却。所述的散热器可以是板式或管式水冷散热器，也可以是热管散热器。其板式或管式水冷散热器可以是蛇形管式散热器结构，也可以是槽形循环板式散热器结构。
根据上述方法所提出的一种大功率铁芯式电抗器散热是：一种大功率铁芯式电抗器散热装置，包括电抗器铁芯、电抗器线圈，电抗器线圈是分组缠绕在电抗器铁芯铁芯柱上的，其特点在于：所述的电抗器铁芯为两体结构，是由两部分组合形成的，在两部分电抗器铁芯之间夹有散热器(板)，并且两部分电抗器铁芯紧贴在散热板的两边，由紧固件紧固为一体，通过电抗器铁芯中间的散热板将铁芯部分的热量带走，对铁芯进行冷却。所述的散热板可以是板式或管式水冷散热板，也可以是热管散热器。其板式或管式水冷散热板可以是蛇形管式散热器结构，也可以是槽形循环板式散热器结构。
本发明将电抗器铁芯拆分为两体，并在中间加入散热装置，可有效控制铁芯温度，对电抗器的散热起到很好的作用。一些特殊的电抗器因电流大及环境的因素，工作时发热量相当大，通过在铁芯中和铁芯与线圈的侧面加入各式散热器能达到更好的散热效果。可防止因铁芯的高温使硅钢片间绝缘不良或因夹件与铁芯间绝缘损坏，使铁芯局部短路，形成铁芯烧损。在大功率条件下本发明电抗器与传统电抗器相比较，其技术创新点为：
1)同等功率情况下，降低重量三分之一，其产品结构紧凑，体积小、工艺性强，性能稳定；
2)温升低，提高了特种电抗器的使用寿命；
3)实现了采用普通材料生产特种电抗器，降低成本三分之一；
4)产品电感量：2uH-10mH；最大冲击电流：1000-10000A；温升≤60K。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图；
图2是本发明一个实施例的结构侧向示意图；
图3是本发明一个实施例的结构俯视示意图；
图4是本发明一个实施例的立体结构示意图；
图中：1、电抗器铁芯；2、左铁芯部分；3、右铁芯部分；4、散热器；5、电抗器线圈；6、铁芯柱；7、紧固件。
具体实施方式
附图1-4给出了本发明的一个实施例，下面将结合附图对本发明作进一步的描述。
从附图中可以看出，本发明为一种大功率铁芯式电抗器散热方式，它是将电抗器铁芯1沿铁芯纵向剖切(即电抗器线圈与线圈连线的方向)拆分为两部分，分别为左铁芯部分2和右铁芯部分3，并在左铁芯部分2和右铁芯部分3两部分电抗器铁芯之间加入有散热器(板)4，散热器(板)4的两边分别与左铁芯部分2和右铁芯部分3的一面紧贴在一起，通过电抗器两部分电抗器铁芯中间的散热器(板)4将铁芯部分的热带走，对铁芯进行冷却。所述夹在电抗器两部分电抗器铁芯中间的散热器(板)4可以是板式或管式水冷散热器(板)，也可以是热管散热器。其板式或管式水冷散热器(板)可以是蛇形管式散热器结构，也可以是槽形循环板式散热器结构。
根据上述方法所提出的一种大功率铁芯式电抗器散热是：一种大功率铁芯式电抗器散热装置，包括电抗器铁芯1、电抗器线圈5，电抗器线圈5是分组缠绕在电抗器铁芯1铁芯柱6上的，其特点在于：所述的电抗器铁芯1为两体结构，分别为左铁芯部分2和右铁芯部分3，是由左铁芯部分2和右铁芯部分3两部分组合形成的，在两部分电抗器铁芯之间夹有散热器(板)4，并且两部分电抗器铁芯紧贴在散热器(板)4的两边，由紧固件7紧固为一体，通过电抗器铁芯中间的散热器(板)将铁芯部分的热带走，对铁芯进行冷却。所述的散热器(板)可以是板式或管式水冷散热器(板)，也可以是热管散热器。其板式或管式水冷散热器(板)可以是蛇形管式散热器结构，也可以是槽形循环板式散热器结构。
本发明将电抗器铁芯拆分为两体，并在中间加入散热装置，可有效控制铁芯温度，对电抗器的散热起到很好的作用。一些特殊的电抗器因电流大及环境的因素，工作时发热量相当大，通过在铁芯中和铁芯与线圈的侧面加入各式散热器能达到更好的散热效果。可防止因铁芯的高温使硅钢片间绝缘不良或因夹件与铁芯间绝缘损坏，使铁芯局部短路，形成铁芯烧损。

Claims (10)

1.一种大功率铁芯式电抗器散热方式，其特征在于：将电抗器铁芯沿铁芯纵向剖切，即电抗器线圈与线圈连线的方向拆分为两部分，分别为左铁芯部分和右铁芯部分，并在左铁芯部分和右铁芯部分两部分电抗器铁芯之间加入有散热器，散热器的两边分别与左铁芯部分和右铁芯部分的一面紧贴在一起，通过电抗器两部分电抗器铁芯中间的散热器将铁芯部分的热带走，对铁芯进行冷却。
2.如权利要求1所述的大功率铁芯式电抗器散热方式，其特征在于：所述的夹在电抗器两部分电抗器铁芯中间的散热器是板式或管式水冷散热器。
3.如权利要求1所述的大功率铁芯式电抗器散热方式，其特征在于：所述的夹在电抗器两部分电抗器铁芯中间的散热板是热管散热器。
4.如权利要求1所述的大功率铁芯式电抗器散热方式，其特征在于：所述的板式或管式水冷散热板是蛇形管式散热器结构。
5.如权利要求1所述的大功率铁芯式电抗器散热方式，其特征在于：所述的板式或管式水冷散热器是槽形循环板式散热器结构。
6.一种大功率铁芯式电抗器散热装置，包括电抗器铁芯、电抗器线圈，电抗器线圈是分组缠绕在电抗器铁芯铁芯柱上的，其特征在于：所述的电抗器铁芯为两体结构，分别为左铁芯部分和右铁芯部分，是由左铁芯部分和右铁芯部分两部分组合形成的，在两部分电抗器铁芯之间夹有散热器，并且两部分电抗器铁芯紧贴在散热器的两边，由紧固件紧固为一体，通过电抗器铁芯中间的散热器将铁芯部分的热带走，对铁芯进行冷却。
7.如权利要求6所述的大功率铁芯式电抗器散热装置，其特征在于：所述的散热器是板式或管式水冷散热器。
8.如权利要求7所述的大功率铁芯式电抗器散热装置，其特征在于：所述的板式或管式水冷散热器是蛇形管式散热器结构。
9.如权利要求6所述的大功率铁芯式电抗器散热装置，其特征在于：所述的散热器是热管散热器。
10.如权利要求6所述的大功率铁芯式电抗器散热装置，其特征在于：所述的散热器是槽形循环板式散热器结构。
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