CN102224554A - 感应装置 - Google Patents

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Abstract

一种与高压电传输系统结合使用的感应装置(1)，具有至少一个芯框架(7)以及围绕所述芯框架(7)设置的至少一个绕组(3)。此外所述感应装置(1)具有设置在所述芯框架(7)中的至少一个磁芯柱(5)。所述芯框架(7)包括由冷却介质冷却并受压设置在所述芯框架(7)中的磁性材料的芯段(11)的堆、被设置成分隔所述芯段(11)的芯间隙(13)，以及多个隔离物(15)，所述多个隔离物(15)被设置在所述芯段(11)之间的所述芯间隙(13)中、具有六角形形状的截面、具有与所述芯段(11)接触的上端面和下端面。在至少一个所述芯间隙(13)中的隔离物(15)被设置成密集地组装，以便形成在芯间隙(13)中的紧凑填充，并且对于至少一些隔离物(15)而言，两个邻近隔离物(15)的端面的边缘设置具有倒角，从而允许所述邻近隔离物(15)形成用于所述冷却介质的共用的冷却导槽。

Description

感应装置
技术领域
本发明涉及将与1kV以上的高压电传输系统结合使用的感应装置，诸如被认为提供约为数十MVA电力的并联电抗器。本发明具体可应用于电力系统中的并联电抗器，例如以便补偿通常为高压电力线或延长电缆系统的长电力传输线的电容性电抗。
背景技术
并联电抗器的功能通常是提供电力线电压控制所必须的所需电感性补偿和高压传输线或电缆系统中的稳定性。并联电抗器的首要必需条件是维持和管理高电压以及在工作感应范围上提供恒定的电感。同时，并联电抗器将具有低型面尺寸和高度、低重量、低损耗、低振动和噪声、以及坚固的结构强度。
并联电抗器一般包括由一个或多个也表示为芯柱体的芯柱构成的磁芯，芯柱由磁轭(yoke)连接从而两者共同形成用于每个相的一个或多个框架。此外，并联电抗器以使线圈环绕所述芯柱的方式来制作。还众所周知的是，并联电抗器以类似于芯式电力变压器的方式构建，这是因为两者在芯的磁轭部分中都使用高磁导率低损耗晶粒取向电钢片。然而，它们明显不同之处在于并联电抗器设计成在工作感应范围上提供恒定电感。在常规高压并联电抗器中，这通过在芯柱(也表示为芯柱体、电抗器芯的部分)中使用若干大的气隙来实现。所述芯柱由诸如电钢片条的磁性材料的包(也被称作芯段)来制造。通过使用陶瓷隔离物来使芯段交替从而提供所需气隙来构建芯柱。所述芯段通过至少一个所述芯间隙而彼此分离，并且使用环氧树脂来将所述隔离物粘合到所述芯段上以形成圆柱形芯元件。此外，所述隔离物通常由诸如滑石的陶瓷材料制成。所述芯段由高质量径向层压钢片制成，层叠并粘合该钢片以形成大的芯元件。此外，堆叠并使用环氧树脂粘合所述芯段以形成具有高模量弹性的芯柱。在包括箱体基板和箱体壁以及基座的箱体中容纳所述芯，箱体基板、箱体壁和基座共同支撑箱体。还为众所周知的是诸如并联电抗器的感应装置浸没于诸如油的冷却介质中。
现今，陶瓷隔离物成形为圆柱形，并且通常填充芯间隙的约50-60％。在所述芯间隙中增加填充区域的一种方式是使用六角形形状的隔离物，通过此操作所述隔离物可以被紧密地组装在一起而在彼此之间不留下空间。
这个方案的问题在于由于芯段上表面和下表面处的油流的主要损失导致芯段的冷却将减弱。
用于冷却诸如变压器或电抗器的感应装置的已知方法是油浸自然冷却或油浸强迫冷却。
芯间隙是电力电抗器中振动和噪声的源是众所周知的问题。必须限制从电抗器发出的这类噪声以避免干扰周围地区，并且消除所述噪声的成本变得昂贵。诸如油的冷却介质将所述振动从芯间隙传送给电抗器箱体，从而导致从所述感应装置发出所述噪声。由于当磁流经过芯段和隔离物时产生磁力，所以产生振动。对环绕磁芯的电绕组通电导致芯的交替磁化，并且由于变压器绕组中流动的电流在磁化和去磁时的磁致伸缩现象导致芯段循环扩张和收缩。磁致伸缩现象意指如果一块磁钢片被磁化，则其自身将延伸。当中断所述磁化时，所述钢片将恢复其原始尺寸。磁芯从而充当100Hz或两倍电抗器振动的工作频率及其谐波的源。由磁芯产生的振动连同芯和芯组件的重量可迫使电抗器壳体下方的刚性基部结构振动。壳体侧壁刚性连接至基部结构并且可以通过硬基部构件被驱动而振动，并且传播噪声。
在本发明涉及的油浸感应装置中，磁芯放置在箱体中，并且振动由箱体基部和油传播至箱体壁从而导致噪声。
发明目的
本发明寻求提供一种降低由感应装置发出的噪声并令人满意地冷却芯段表面的方法。
发明内容
通过如权利要求1限定的感应装置来实现本发明的目的。该装置特征为在至少一个芯间隙中的隔离物被设置为密集组装，从而在间隙中形成紧凑填充，并且对至少一些隔离物而言，两个邻近隔离物的端面的边缘被设置成具有倒角(chamfer)，从而允许所述邻近的隔离物形成用于冷却介质的共用冷却导槽。这种布置的优势在于：通过设置密集组装的隔离物，可以实现增加的芯柱刚度。增加的芯柱刚度将降低芯柱中的振动并从而将减少从电抗器发出的噪声。同时，具有冷却导槽的布置将实现对所述芯段的冷却将保持在令人满意的水平内。隔离物设置为具有上端面、下端面和六个侧面。通过叙述隔离物被设置为密集组装，从而可以理解隔离物被设置为使得两个邻近隔离物的侧面被优选地设置为彼此接触，或彼此之间具有非常近的距离。
依据一个实施例，倒角的宽度为隔离物半径的至少20％。从而实现令人满意的冷却效果。
依据另一实施例，冷却导管的高度为隔离物高度的至少20％。从而实现令人满意的冷却效果。
依据一个进一步的实施例，感应装置是并联电抗器。
在下面对依据本发明的感应装置的优选实施例进行的详细描述中，将呈现本发明的进一步的特征和优势。
附图说明
根据结合附图的以下详细描述，本发明的其他特征和优势对于本领域技术人员将变得明显，其中：
图1是依据本发明的实施例的感应装置的纵向截面图。
图2是通过图1中所示的感应装置的截面图A-A。
图3至图6是两个邻近隔离物的侧视图，其中端面的边缘被设置为具有倒角，具有不同形状的边缘，从而允许所述邻近隔离物形成用于冷却介质的共用冷却导槽。
具体实施方式
图1示出了依据本发明的实施例的感应装置1。感应装置包括围绕芯包裹的一个或多个线圈从而形成至少一个绕组3。绕组3是这类装置众所周知的配件，从而在本文中仅简略提及。装置还包括芯框架7和设置在芯框架7中的在两个磁轭(图中未示出)之间并且互联两个磁轭的一个磁芯柱5。由诸如油的冷却介质冷却的磁芯柱5是由磁性材料的芯段11的堆构成。在芯框架7中受压设置芯柱5，并且芯柱5设置为具有芯间隙13，芯间隙13被设置用于分隔芯段11。此外，芯柱5还设置为具有多个隔离物15，隔离物15设置在芯段11之间的芯间隙13中。通常由诸如滑石的陶瓷材料制成的隔离物15具有六角形形状的截面，其上端面和下端面与芯段11接触。密集组装地设置芯间隙13中的隔离物15，以便形成间隙13中的紧凑填充。中央孔9被设置成垂直地通过芯框架7和芯柱5以用于能够提起和运输感应装置1的目的。当感应装置1工作时，冷却介质从底部向上流过中央孔9。
通过所述隔离物15的布置来实现增加的芯柱5刚度，从而降低振动和由所述感应装置1发出的噪声。
设置两个邻近隔离物15的端面的边缘具有倒角，从而允许邻近隔离物15形成用于冷却介质的共用冷却导槽。倒角的宽度(w)是倒角的半径(r)的至少20％，并且冷却导槽的高度(h)是隔离物高度(y)的至少20％。冷却介质(通常是油)将流过冷却导槽从而保持芯段11的温度在令人满意的水平内。冷却导槽可以通过不同形状的倒角来形成。形状的例子是直边、弯曲的凹边缘/凸边缘或不规则形状的边缘，其都能形成冷却导槽。此外，还可以提及的是两个邻近隔离物15的端面的至少两个边缘必须设置成具有倒角，从而允许邻近隔离物15形成用于冷却介质的共用冷却导槽。
图2示出了通过图1中所示装置的截面A-A的芯间隙20，其中隔离物22被设置成使得两个邻近的隔离物22设置成使得侧面均互相相对并且优选地互相接触以便形成间隙20中的紧凑填充。隔离物22的端面的边缘24设置成具有倒角26，从而使得两个邻近的隔离物22形成用于冷却介质的共用冷却导槽28。隔离物22设置为具有上端面、下端面和六个侧面。隔离物22设置成使得两个邻近隔离物22的侧面设置为可优选地互相接触，或彼此之间具有非常近的距离。
图3示出具有六角形形状的截面、密集组装的两个邻近隔离物30和31。隔离物30至31的端面32至35的边缘设置为具有倒角36至39，从而允许两个邻近的隔离物30至31形成用于冷却介质的共用冷却导槽40，42。倒角36至39形成为具有直边。
图4示出具有六角形形状的截面、密集组装的两个邻近隔离物50至51。隔离物50至51的端面52至55的边缘设置为具有倒角56至59，从而允许两个邻近的隔离物50至51形成用于冷却介质的共用冷却导槽60，62。倒角56至59形成为具有凹边缘。
图5示出具有六角形形状的截面、密集组装的两个邻近隔离物70至71。隔离物70至71的端面72至75的边缘设置为具有倒角76至79，从而允许两个邻近的隔离物70至71形成用于冷却介质的共用冷却导槽80，82。倒角76至79形成为具有凸边缘。
图6示出具有六角形形状的截面、密集组装的两个邻近隔离物90至91。隔离物90至91的端面92至95的边缘设置为具有倒角96至99，从而允许两个邻近的隔离物90至91形成用于冷却介质的共用冷却导槽100，102。倒角96至99形成为具有不规则边缘。
尽管上述实施例是有利的，但是本发明的范围必须不能由呈现的实施例限制，而是还包括对于本领域技术人员而言显而易见的实施例。

Claims (4)

1.一种与高压电传输系统结合使用的感应装置(1)，具有：
-至少一个芯框架(7)，以及
-围绕所述芯框架(7)设置的至少一个绕组(3)，
-设置在所述芯框架(7)中的至少一个磁芯柱(5)，包括
-由冷却介质冷却、受压设置在所述芯框架(7)中的磁性材料的芯段(11)的堆，
-被设置成分隔所述芯段(11)的芯间隙(13)，以及
-多个隔离物(15)，所述多个隔离物(15)被设置在所述芯段(11)之间的所述芯间隙(13)中，具有六角形形状的截面，具有与所述芯段接触的上端面和下端面，
其特征在于，在所述至少一个芯间隙(13)中的所述隔离物(15)被设置成密集地组装，以便形成所述芯间隙(13)中的紧凑填充，并且对于至少一些隔离物(15)而言，两个邻近的隔离物(15)的端面的边缘设置具有倒角，从而允许所述邻近的隔离物形成用于所述冷却介质的共用冷却导槽。
2.根据权利要求1的感应装置，其特征在于所述倒角的宽度(w)为所述隔离物(15)的半径(r)的至少20％。
3.根据权利要求1和2的感应装置，其特征在于所述冷却导槽的高度(h)为所述隔离物(15)的高度(y)的至少20％。
4.根据前述权利要求中任一项的感应装置，其特征在于所述感应装置(1)是并联电抗器。
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