CN102903487B - 三相磁控电抗器的对称结构铁芯柱 - Google Patents

三相磁控电抗器的对称结构铁芯柱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了三相磁控电抗器的对称结构铁芯柱，包括中心轴以及三个相平面，每个相平面中设有两个与所述中心轴平行的铁芯；同一相平面中的两个铁芯以所述中心轴为对称轴，彼此对称设置，组成一相；任意两个相邻的铁芯的同向的端部，均通过磁轭联接成一体。本发明通过将铁芯柱的结构形式设计成立体对称，铁芯以中心轴为对称轴排布，这种结构与常规的铁芯排列方式相比，在容量相同的前提下，可减少铁芯材料的用量、最大限度地抑制自身谐波的产生、降低铁芯损耗，并能减少占地面积。本发明缩短了等效交流磁路的长度，能降低磁阻，降低电抗器的铁芯损耗，提高电抗器的空载及负载效率，可用于变压器装置领域。

Description

三相磁控电抗器的对称结构铁芯柱
技术领域
本发明涉及一种变压器装置领域中的三相磁控电抗器，特别是三相磁控电抗器的铁芯柱。
背景技术
磁控电抗器是在电力系统内广泛采用的静止形无功补偿器的重要设备，它与固定电容FC一起所构成的新型无功补偿器的应用，是电力系统高电压补偿的重要发展方向。而磁控电抗器中又以裂芯式磁控电抗器的应用最为广泛。由于裂芯式磁控电抗器是通过绕组线圈所形成的直流偏磁来改变铁芯的饱和度，因而对应的磁路除了具有交流磁通闭合路径外，还必须有专门的直流磁通闭合路径。对于单相裂芯式磁控电抗器而言，它分为平面式和垂直式两种结构。对于三相裂芯式磁控电抗器而言，则分为单排式和双排式两种结构，若电抗等级较高、容量很大，而实际情况又不允许铁芯柱太高时，还可能将每个铁芯柱折为两个，从而形成12柱的三相磁控电抗器，这能有效减少铁芯用量，也能节约一定的成本，但它们的最大缺点是磁路对称性不好，使得补偿不均匀，影响补偿效果。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种交、直流磁路完全对称、补偿均匀的三相磁控电抗器的对称结构铁芯柱。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
三相磁控电抗器的对称结构铁芯柱，包括中心轴以及三个相平面，每个相平面中设有两个与所述中心轴平行的铁芯；同一相平面中的两个铁芯以所述中心轴为对称轴，彼此对称设置，组成一相；任意两个相邻的铁芯的同向的端部，均通过磁轭联接成一体。
作为上述技术方案的进一步改进，所有铁芯等长，不同铁芯的同方向的端部均位于同一平面，该平面与所述中心轴垂直。
作为上述技术方案的进一步改进，任意两个相邻的相平面的夹角为60°。
作为上述技术方案的进一步改进，联接在同一铁芯端部上的两根磁轭，它们之间的夹角为120°。
作为上述技术方案的进一步改进，磁轭截面面积为铁芯截面面积的1.2～1.3倍。
本发明的有益效果是：本发明通过将铁芯柱的结构形式设计成立体对称，铁芯以中心轴为对称轴排布，这种结构与常规的铁芯排列方式相比，在容量相同的前提下，可减少铁芯材料的用量、最大限度地抑制自身谐波的产生、降低铁芯损耗，并能减少占地面积。
另外，本发明优选了铁芯等长等高、相平面夹角为60°、磁轭夹角120°的结构，实际上就是将铁芯柱制成正六棱柱的棱边框架，它能够保证每相铁芯的直流偏磁和交流磁通路径都具有相同的长度，进一步优化了磁路对称性，加强补偿效果。
本发明缩短了等效交流磁路的长度，能降低磁阻，降低电抗器的铁芯损耗，提高电抗器的空载及负载效率，可用于变压器装置领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的立体结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
参照图1，三相磁控电抗器的对称结构铁芯柱，包括中心轴以及三个相平面，每个相平面中设有两个与所述中心轴平行的铁芯；同一相平面中的两个铁芯以所述中心轴为对称轴，彼此对称设置，组成一相；任意两个相邻的铁芯的同向的端部，均通过磁轭联接成一体。当然，这里所指的相平面，都是指虚拟的平面，并非实体平面。从上面的描述可以看到，由于限制了铁芯以中心轴为对称轴、与中心轴平行的条件，故实际上三个相平面是相较于中心轴。
进一步作为优选的实施方式，所有铁芯等长，不同铁芯的同方向的端部均位于同一平面，该平面与所述中心轴垂直。
进一步作为优选的实施方式，任意两个相邻的相平面的夹角为60°。
进一步作为优选的实施方式，联接在同一铁芯端部上的两根磁轭，它们之间的夹角为120°。磁轭由转角为60°的多层硅钢片叠片而成。
进一步作为优选的实施方式，磁轭截面面积为铁芯截面面积的1.2～1.3倍。
参照图1，本发明实际上可以视为正六棱柱的框架，在竖直方向上，具有A相、B相与C相，A相具有A1柱、A2柱；B相具有B1柱、B2柱；C相具有C1柱、C2柱，各柱即为对应的铁芯。当本发明连入电路时，同相的铁芯绕组为并联连接。
本发明的铁芯柱形成对称的正六边形，与常规的铁芯排列方式相比，在容量相同的前提下，可减少铁芯材料的用量、最大限度地抑制自身谐波的产生、降低铁芯损耗，并能减少占地面积，能够保证每相铁芯的直流偏磁和交流磁通路径都具有相同的长度，是一种完全对称条件下的优化结构。这种三相对称结构下的每相都有两个铁芯对应，且属于同相的两个铁芯在物理位置上处于面对面区间，铁芯和磁轭中所流过的磁通密度基本上是相同的，只是交流部分的磁通分量具有线电流对应的磁通分量，而直流分量是相同的，且在一般情况下，直流偏磁电流大约为交流电流有效值的0.5~0.8之间变化，故磁轭部分的横截面积较铁芯部分的横截面积略大一些，缩短了等效交流磁路的长度，因而能降低磁阻，进而降低电抗器的铁芯损耗，提高电抗器的空载及负载效率。
以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (1)

1.三相磁控电抗器的对称结构铁芯柱，其特征在于：包括中心轴以及三个相平面，每个相平面中设有两个与所述中心轴平行的铁芯；同一相平面中的两个铁芯以所述中心轴为对称轴，彼此对称设置，组成一相；任意两个相邻的铁芯的同向的端部，均通过磁轭联接成一体；任意两个相邻的相平面的夹角为60°；联接在同一铁芯端部上的两根磁轭，它们之间的夹角为120°； 磁轭截面面积为铁芯截面面积的1.2～1.3倍；所有铁芯等长，不同铁芯的同方向的端部均位于同一平面，该平面与所述中心轴垂直。
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