CN101702367A - 一种用于直流换流阀的饱和电抗器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于直流换流阀的饱和电抗器。该饱和电抗器采用中空铝管作为线圈材料，中空线圈为冷却水通道，可以对线圈和铁芯进行冷却，从而大大简化了水路的结构；线圈绕制成椭圆跑道形结构，使电抗器的结构更为灵巧，便于装设；铁芯分布式布置，线圈周向C型铁芯成对扣接于线圈外部，当电感值变化需要铁芯进行调整时，只需改变铁芯的对数，而无须改变外形尺寸，也就无须另外设计，从而简化了制造工艺，有利于实现结构化设计和产业化生产；铁芯扣接处的气隙厚度可灵活调节，以满足电气性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子、电力系统、直流输电领域，尤其涉及一种用于直流换流阀的饱和电抗器。
背景技术
现有的直流输电换流阀用饱和电抗器主要有两种结构形式：一种采用多匝线圈包含一对铁芯，建立耦合磁路的结构，当电感值需要改变时，要通过改变铁芯的片数来调整铁芯的参数，配合线圈匝数的变化来共同调节整个电抗器的电感值，因此，电抗器的外形尺寸难以控制，不利于换流阀组件的模块化设计。另一种结构将线圈绕制成圆形结构，绕组圆周分布多对铁芯的结构，这种结构绕组与铁芯的固定和绝缘问题都比较复杂，通常需要添加外壳，用环氧树脂将铁芯和线圈浇注在外壳内。
饱和电抗器按照绕组的数目又可以分为单绕组和双绕组两类，双绕组是指除了电感线圈之外，另设一个阻尼绕组线圈，如图1所示饱和电抗器的线圈1和铁芯2封装在外壳之内，线圈1两头连接有水管接头5及铜排6；铁芯2采用上下U型结构成对扣在线圈1的内外壁之间，每对铁芯2的U型对扣间隙用气隙垫8垫开，随后铁芯2用不锈钢扎带9固定，每对铁芯在线圈的周向之间用垫块3隔开，最后安装有铁芯2的线圈1放在一个夹具中浇注环氧树脂7。但这种结构的饱和电抗器的缺点在于电气设计和机械强度设计都非常复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于高压直流输电换流阀用的，有利于实现结构化设计和产业化生产的饱和电抗器。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种用于直流换流阀的饱和电抗器，包括线圈、环氧树脂、铁芯、金属夹件、气隙、冷却水系统入口、冷却水系统出口和铜排，该饱和电抗器采用中空铝管作为线圈的材料，并且该中空铝管也作为冷却水的通道，可以对线圈和铁芯进行冷却，从而大大简化了水路的结构；线圈绕制成椭圆跑道形结构，使电抗器的结构更为灵巧，便于装设；铁芯具有C型结构并采用分布式布置，在线圈的周向所述C型铁芯成对扣接于线圈的外部，当电感值变化需要将铁芯进行调整时，只需要改变铁芯的对数，而无须改变外形尺寸，也就无须另外设计，从而简化了制造工艺，有利于实现结构化设计和产业化生产；铁芯相互之间的扣接处具有气隙，所述气隙的厚度可灵活调节，以满足电气性能要求；所述中空铝管的两个端部一个作为冷却水系统入口，另一个作为冷却水系统出口；在线圈的两个端部各焊接一用于连接母线的铜排，两铜排平行正对布置。
其中，所述线圈沿周向存在两段具有一定长度的直线结构，便于固定和吊装。
其中，所述线圈的匝与匝之间通过环氧树脂进行可靠的固定和绝缘，环氧树脂具有一定的弹性，可减小电抗器在运行期间的振动并降低噪音。
其中，所述环氧树脂的表面填涂有导电金属层，C型结构的铁芯贴附于导电金属层的表面，成对扣接于树脂包裹的绕组外部。
其中，所述铁芯的外部采用C型金属夹件进行紧固；
其中，所述铁芯扣接处的气隙厚度可灵活调节，以满足电气性能要求；
其中，所述线圈的周向设置多对封闭耦合的铁芯。
本发明的有益效果是：
1、本发明的饱和电抗器采用分布式铁芯布置，通过改变铁芯对数就可以改变电感参数；
2、本发明的饱和电抗器的铁芯成对扣接，通过改变气隙厚度可以改变电感参数；
3、本发明的饱和电抗器的中空铝管作为冷却水通道，大大简化了冷却水路；
4、本发明的饱和电抗器的线圈采用跑道形结构，该种结构简洁轻巧；另外，由于采用跑道形结构，所以线圈的相对两面为直线结构，便于固定和吊装。
附图说明
图1是现有技术中的铁心绕线圈形式的直流换流阀用饱和电抗器的示意图，其中，1-线圈，2-铁芯，3-垫块，4-下盖，5-水管接头，6-铜排，7-环氧树脂，8-气隙垫，9-扎带；
图2是本发明所述直流输电换流阀用饱和电抗器的结构示意图，其中，10-线圈，11-环氧树脂，12-铁芯，13-金属夹件，14-气隙，15-冷却水系统入口，16-铜排，17-冷却水系统出口；
图3是线圈10的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的饱和电抗器作进一步详细的描述。
如图2、图3所示，一种直流输电换流阀用饱和电抗器包括线圈10、环氧树脂11、铁芯12、金属夹件13、气隙14及铜排16，线圈10绕制成椭圆跑道形，线圈沿周向存在两段具有一定长度的直线结构，便于固定和吊装，线圈采用含铜量较低的铝；匝间通过环氧树脂11进行可靠的固定和绝缘，环氧树脂为具有一定的弹性，可减小电抗器在运行期间的振动并降低噪音。环氧树脂表面填涂导电金属层，C型结构铁芯12贴附于导电金属层的表面，成对扣接于树脂包裹的绕组外部，铁芯外部采用合金钢材料的C型金属夹件13进行紧固；在线圈10的周向设置多对封闭耦合的铁芯12，成对扣接的铁芯12之间具有气隙14，该气隙14的厚度可灵活调节，以满足电气性能要求；在线圈10的两个端部各焊接一平行设置的用于连接母线的铜排16。
本发明的饱和电抗器采用中空铝管作为线圈材料，中空线圈为冷却水通道，所述中空铝管的一端作为冷却水系统入口15，另一端作为冷却水系统出口17，可对线圈10和铁芯12进行冷却，从而大大简化了水路的结构；线圈绕制成椭圆跑道形结构，使电抗器的结构更为灵巧，便于装设；铁芯分布式布置，线圈周向C型铁芯成对扣接于线圈外部，当电感值变化需要铁芯进行调整时，只需改变铁芯的对数，而无须改变外形尺寸，也就无须另外设计，从而简化了制造工艺，有利于实现结构化设计和产业化生产；铁芯扣接处的气隙厚度可灵活调节，以满足电气性能要求。
此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
Claims (7)
1.一种用于直流换流阀的饱和电抗器，包括线圈(10)、环氧树脂(11)、铁芯(12)、金属夹件(13)、气隙(14)、冷却水系统入口(15)、冷却水系统出口(17)和铜排(16)，其特征在于该饱和电抗器采用中空铝管作为线圈(1)的材料，并且该中空铝管也作为冷却水的通道，可以对线圈(10)和铁芯(12)进行冷却，从而大大简化了水路的结构；线圈(10)绕制成椭圆跑道形结构，使电抗器的结构更为灵巧，便于装设；铁芯(12)具有C型结构并采用分布式布置，在线圈(10)的周向所述C型铁芯(12)成对扣接于线圈(10)的外部，当电感值变化需要将铁芯(12)进行调整时，只需要改变铁芯(12)的对数，而无须改变外形尺寸，也就无须另外设计，从而简化了制造工艺，有利于实现结构化设计和产业化生产；铁芯(12)相互之间的扣接处具有气隙(14)，所述气隙(14)的厚度可灵活调节，以满足电气性能要求；所述中空铝管的两个端部一个作为冷却水系统入口(15)，另一个作为冷却水系统出口(17)；在线圈(10)的两个端部各焊接一个用于连接母线的铜排(16)，所述两个铜排(16)平行正对布置。
2.如权利要求1所述的饱和电抗器，其特征在于：所述线圈(10)沿周向存在两段具有一定长度的直线结构，便于固定和吊装。
3.如权利要求2所述的饱和电抗器，其特征在于：所述线圈(10)的匝与匝之间通过环氧树脂(11)进行可靠的固定和绝缘，环氧树脂具有一定的弹性，可减小电抗器在运行期间的振动并降低噪音。
4.如权利要求1-3所述的饱和电抗器，其特征在于：所述环氧树脂(11)的表面填涂有导电金属层，C型结构的铁芯(12)贴附于导电金属层的表面，成对扣接于树脂包裹的绕组外部。
5.如权利要求1-4所述的饱和电抗器，其特征在于：所述铁芯(12)的外部采用C型金属夹件(13)进行紧固。
6.如权利要求1-5所述的饱和电抗器，其特征在于所述铁芯(12)扣接处的气隙(14)厚度可灵活调节，以满足电气性能要求。
7.如权利要求1-6所述的饱和电抗器，其特征在于：在所述线圈(10)的周向设置多对封闭耦合的铁芯(12)。
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