CN101707119A - 一种新型直流换流阀饱和电抗器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型直流换流阀饱和电抗器，其包括外壳、外壳内的线圈、与所述线圈相耦合装配的铁心、散热片、水管和压装结构，具有结构简单、模块化设计，电抗器线圈端间电容小，外形尺寸较为固定，绕组和铁心散热均匀效果好，噪声小，振动小的优点，并且特别适合于高压直流输电换流阀用阳极饱和电抗器。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统元器件领域，尤其涉及一种新型直流换流阀饱和电抗器。
背景技术
现有的高压直流输电换流阀用饱和电抗器，有这样几种方式。
方式一是采用一对铁心与多匝线圈耦合而成，由于铁心只有一对，因此是通过调节铁心的片数来调节铁心的参数、与之配套不同匝数的线圈来共同调节整个电抗器的电感值，电抗器的外形尺寸难以控制，而且铁心和线圈都是单独通过水冷冷却，水路结构比较复杂。
方式二是固定线圈匝数，调节铁心的对数，将耦合铁心的线圈置入上下盖内来实现模块设计，但是这种方式不利于铁心的散热，满足性能要求的情况下需要对铁心损耗提出很高的要求，以至于需要对铁心提出很高的要求，导致造价昂贵。
方式三是固定线圈匝数，调节铁心的对数，同时配有二次水冷绕组，并且铁心和线圈都是单独通过水冷设计，铁心和线圈都是置于空气中。这种方式的噪音较大，振动明显，满足性能要求的情况下需要对夹紧结构提出很高的要求，导致工艺复杂，造价昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、模块化设计，电抗器线圈端间电容小，外形尺寸较为固定，绕组和铁心散热均匀效果好，噪声小，振动小，并且特别适合于高压直流输电换流阀用阳极饱和电抗器。
为达到以上目的，本发明采取如下技术方案予以实现：
一种新型直流换流阀饱和电抗器，包括外壳、外壳内的线圈、与所述线圈相耦合装配的铁心、散热片、水管和压装结构，其特征在于：所述铁心采用左右C型结构或上下U型结构成对扣接在线圈的内外壁之间形成封闭耦合，所述扣接处的间隙设有可调节厚度的气隙垫；线圈绕制的外观为跑道形线圈，在线圈直线段部分设置有封闭耦合的所述铁心；线圈两个接线端子分别位于线圈的两个相反方向；左右C型结构或上下U型结构的铁心用压装件固定；铁心为上下∏型结构成对扣接在线圈内外壁之间形成封闭耦合的上散热片和下散热片，每个散热片上都有进出水口，在线圈内侧相同高度的上散热片和下散热片用水管直接连接；铁心和铁心之间以及和上散热片和下散热片之间用橡胶垫片隔开；铁心和上散热片、下散热片之间由铁心夹紧件固定。
其中，所述的外壳分为连接在一起的上端盖和下端盖，所述上、下盖内填充有聚氨脂和/或抗震材料和/或吸声材料，从而将所述的线圈、铁心和散热片以及水管填充固定。
其中，所述的线圈为中空状绕制成跑道形外观，线圈绕制后由环氧树脂浇铸，
其中，所述的线圈是在线圈表面涂覆绝缘层后进行绕制成形，无需环氧树脂浇铸，所述涂覆绝缘层的材料和厚度以及层数均可以根据线圈绝缘的要求而进行调节。
其中，所述铁心的对数和铁心气隙垫的厚度根据电抗器的实际参数可进行调节。
其中，所述上散热片和下散热片的对数根据电抗器的实际参数可进行调节。
其中，所述中空状线圈的形状为圆形、椭圆形或者其他任意适合中空状结构的形状。
其中，所述上散热片和下散热片在线圈的内外壁方向上都有不锈钢的水管接头和水管接口；垂直于线圈直线段方向的线圈内壁的上散热片的线圈内侧方向的水管接口用水管连接，对应的下散热片的对应部位也用水管连接。
本发明的有益效果是：
1、保留了一种匝数相对固定，根据不同电压等级以及不同参数要求的电抗器只需要调整铁心的对数的优点，使得在不改变线圈外形尺寸的同时，每对铁心的外形尺寸也不改变，不用为其另外设计安装尺寸，制造工艺简单。
2、虽然线圈和铁心有各自的水管管路设计，但是铁心的水路设计非常简单，也能够实现模块化，对于散热片的外形尺寸也可以不用改变，只需要根据铁心的对数来调节散热片的对数即可，放置在铁心间的散热片直接对铁心散热，散热效果很理想；而且几对铁心间的散热片的水路是并联连接的，散热效果均匀；根据绕组的绕制形状，垂直于绕组直线段方向的散热片串联连接，对称放置，满足模块化设计理念。
3、线圈的出线端子在线圈两侧，端间电容小。这样又使得线圈和铁心的耦合匝数是分数匝，增强了调节电感在匝数方面的灵活性。
4、线圈或经由环氧树脂浇铸、或在线圈表面涂覆绝缘层而无需环氧树脂浇铸，最终与线圈装配的铁心散热片和连接水管以及夹紧结构再经由聚氨酯浇铸，进一步增强整体结构的稳定性。最后以上下端盖封装成形时，会填充抗震材料和消声材料，同时聚氨酯具有一定的弹性，可减小电抗器在运行期间的振动并降低噪音。
附图说明
下面结合附图对本发明的新型直流换流阀饱和电抗器进一步详细的说明。
图1是本发明电抗器的外部结构立体示意图；
图2是本发明电抗器的外部结构主视图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明电抗器拆除上端盖的立体示意图；
图5是本发明电抗器拆除上端盖的主视图；
图6是图5电抗器的俯视图；
图7是本发明电抗器拆除上、下端盖的立体示意图；
图8是线圈3的结构示意图；
图9是线圈3截面的另外一种形式：中空铝管的外表面涂覆绝缘层；
其中，1-上端盖，2-下端盖，3-线圈，4-接线端子I，5-接线端子II，6-铁心，7-上散热片，8-下散热片，9-水管接口，10-水管接头，11-水管，12-压装结构，13-气隙垫，14-铁心夹紧件，15-橡胶垫片，16-线圈水管接头，17-铜排，18-聚氨酯，19-中空铝管，20-绝缘层。
具体实施方式
如图1至图8所示，一种新型直流换流阀饱和电抗器，包含设置在上盖1和下盖2之间的线圈3和与线圈相耦合装配的铁心6以及散热片7和8；线圈3的接线端子I 4和接线端子II 5分别位于线圈3的两个相反方向；线圈3是由中空的铝管线圈绕制而成跑道形线圈，所述线圈3的一端设有一个接线端子I4、其另一端设有一个接线端子II5，所述接线端子I4和接线端子II5上各焊接有一用于连接母线的铜排17，所述线圈的两端开口作为用于连接水管的线圈水管接头16，线圈3放在一个夹具中浇铸环氧树脂，或者线圈是无需环氧树脂浇铸，而是在线圈的中空铝管19的外表面涂覆绝缘层20，涂覆绝缘层20的材料和厚度以及层数均可以根据线圈绝缘的要求而进行调节，如图9所示。
铁心6采用左右C型结构或者上下U型结构成对扣在线圈3浇铸骨架的直线段部分的内外壁之间，每对铁心6的C型对扣气隙用气隙垫13隔开，随后铁心6用铁心夹紧件14固定，每对铁心在线圈的直线段方向用橡胶垫片15隔开；每2对铁心6之间至少放置一个上散热片7和下散热片8，上散热片7和下散热片8采用上下∏型成对扣在线圈3的内外壁之间，每对散热片的U型对扣上下接触；上散热片7和下散热片8在线圈直线段方向两侧和铁心6之间均有橡胶垫片15隔开；保证铁心6和散热片7和散热片8以及和铁心6接触的部位均有橡胶垫片15隔开。
上散热片7和下散热片8在线圈3的内外壁方向上都有不锈钢的水管接头10和水管接口9；垂直于线圈3直线段方向的线圈内壁的上散热片7的线圈3内侧方向的水管接口9用水管11连接，对应的下散热片8的对应部位也用水管11连接；
随后铁心6、上散热片7和下散热片8以及内部的连接水管11，放在一个夹具中浇铸聚氨酯18，然后用上端盖1和下端盖2固定。
本实施例的线圈3的标准匝数为4.5匝，铁心6的总对数可以根据具体电感数值要求进行调整，气隙垫13的厚度可以根据设计电感量参数调节，散热片7和散热片8的对数根据铁心的发热量具体确定，橡胶垫片15的数目根据散热片的对数具体确定。本实例的线圈3耦合铁心的匝数是分数匝，故增大了调节电感中线圈匝数的灵活性，线圈3的接线端子I4和接线端子II 5在线圈3的相反方向。
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 (8)
1.一种新型直流换流阀饱和电抗器，包括外壳、外壳内的线圈(3)、与所述线圈(3)相耦合装配的铁心(6)、散热片、水管(11)和压装结构(12)，其特征在于：
所述铁心(6)采用左右C型结构或上下U型结构成对扣接在线圈(3)的内外壁之间形成封闭耦合，所述扣接处的间隙设有可调节厚度的气隙垫(13)；
线圈(3)绕制的外观为跑道形线圈，在线圈(3)直线段部分设置有封闭耦合的所述铁心(6)；线圈(3)两个接线端子(4、5)分别位于线圈(3)的两个相反方向；
左右C型结构或上下U型结构的铁心(6)用压装件(12)固定；
铁心(6)为上下∏型结构成对扣接在线圈(3)内外壁之间形成封闭耦合的上散热片(7)和下散热片(8)，每个散热片上都有进出水口(9)，在线圈内侧相同高度的上散热片(7)和下散热片(8)用水管(11)直接连接；
铁心(6)和铁心(6)之间以及和上散热片(7)和下散热片(8)之间用橡胶垫片(15)隔开；
铁心(6)和上散热片(7)、下散热片(8)之间由铁心夹紧件(14)固定。
2.根据权利要求1所述的新型直流换流阀饱和电抗器，其特征在于所述的外壳分为连接在一起的上端盖(1)和下端盖(2)，所述上、下盖内填充有聚氨脂(18)和/或抗震材料和/或吸声材料，从而将所述的线圈(3)、铁心(6)和上散热片(7)和下散热片(8)以及水管(11)填充固定。
3.根据权利要求1或2所述的新型直流换流阀饱和电抗器，其特征在于所述的线圈(3)为中空状绕制成跑道形外观，线圈绕制后由环氧树脂浇铸。
4.根据权利要求1或2所述的新型直流换流阀饱和电抗器，其特征在于所述的线圈(3)是在线圈表面涂覆绝缘层后进行绕制成形，无需环氧树脂浇铸，所述涂覆绝缘层的材料和厚度以及层数均可以根据线圈绝缘的要求而进行调节。
5.根据权利要求1-4所述的新型直流换流阀饱和电抗器，其特征在于所述铁心(6)的对数和铁心气隙垫(13)的厚度根据电抗器的实际参数可进行调节。
6.根据权利要求1-5所述的新型直流换流阀饱和电抗器，其特征在于所述上散热片(7)和下散热片(8)的对数根据电抗器的实际参数可进行调节。
7.根据权利要求1-6所述的新型直流换流阀饱和电抗器，其特征在于所述中空状线圈(3)的形状为圆形、椭圆形或者其他任意适合中空状结构的形状。
8.根据权利要求1-7所述的新型直流换流阀饱和电抗器，其特征在于所述上散热片(7)和下散热片(8)在线圈(3)的内外壁方向上都有不锈钢的水管接头(10)和水管接口(9)；垂直于线圈(3)直线段方向的线圈内壁的上散热片(7)的线圈(3)内侧方向的水管接口(9)用水管(11)连接，对应的下散热片(8)的对应部位也用水管(11)连接。
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