CN105428003A - 一种空心分裂电抗器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空心分裂电抗器，包括两个线圈单元，这两个线圈单元上下设置，其中，上线圈单元至少两个电感线圈同轴并联构成，下线圈单元由至少两个电感线圈同轴并联构成，上线圈单元的下端和下线圈单元的上端连接作为公共进线端，上线圈单元的上端为该电抗器的第一出线端，下线圈单元的下端为该电抗器的第二出线端。设置两个线圈单元，可以满足同时接入两个回路的要求，并且，每个线圈单元可以依据实际需要进行线圈耦合系数的设计，使线圈单元具有满足要求的电感值，所以该电抗器的两个电感值可以根据实际情况进行设置，增加了该电抗器的灵活性。

Description

一种空心分裂电抗器

技术领域

本发明涉及一种空心分裂电抗器。

背景技术

电抗器也叫电感器，其本质就是一个电感元件，其在电气电路上实质是提供电感值。相比铁心电抗器可能出现大电流引起铁心饱和引起电感值变化，空心电抗器电感值仅与外形尺寸、匝数及连接方式有关，在上述条件不变的情况下电感值是一个常数，与所通的电流无关，因此空心电抗器的线性度较好，具有更广泛的使用场合。

目前，一般的空心电抗器是单个线圈绕组结构，每个线圈由多层并联的圆铝导线绕成，形成一个绕组线包。该空心电抗器提供的电感值是单一的，不能满足实际需求。目前的空心电抗器主要采用空气绝缘的方式，其对于110KV以下系统，绝缘安全性能没有问题，但对于220KV及以上系统，由于此等级以上系统对产品耐压及绝缘要求更高，采取空气绝缘不太理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种空心分裂电抗器。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种空心分裂电抗器，包括两个线圈单元，这两个线圈单元上下设置，其中，上线圈单元由至少两个电感线圈同轴并联构成，下线圈单元由至少两个电感线圈同轴并联构成，所述上线圈单元的下端和下线圈单元的上端连接作为公共进线端，所述上线圈单元的上端为该电抗器的第一出线端，下线圈单元的下端为该电抗器的第二出线端。

所述上线圈单元与下线圈单元结构相同，所述上线圈单元中的所有电感线圈的下端连接在一个接线排上，所述下线圈单元中的所有电感线圈的上端连接在所述接线排上，所述接线排为所述公共进线端；上线圈单元中的各个电感线圈与下线圈单元中的对应的电感线圈关于所述接线排对称设置。

所述电抗器包括一个密封外壳，所述外壳内空间填充有SF₆绝缘气体。

所述外壳为一个内表面经过隔热、防磁处理的外壳。

所述上线圈单元和下线圈单元通过高压绝缘子固定在外壳内空间。

所述接线排为铝排。

所述外壳外表面上设置有一个进线端子和两个出线端子，所述进线端子通过设置在外壳上的穿墙套管与所述公共进线端连接，所述出线端子通过所述穿墙套管与第一出线端和第二出线端对应连接。

所述上线圈单元和下线圈单元为多层导线并联、多包封的结构。

上线圈单元和下线圈单元的包封绝缘采用浸胶玻璃丝，所述两个线圈单元间隔设置，间隔处设置有绝缘材质的引拔条。

本发明提供的空心分裂电抗器，包括两个上下设置的线圈单元，每个线圈单元均为一个电感线圈或者由至少两个电感线圈并联构成，这两个线圈单元的一端为两个出线端，这两个线圈单元共用一个进线端。设置两个线圈单元，可以满足同时接入两个回路的要求，并且，每个线圈单元可以依据实际需要进行线圈耦合系数的设计，使线圈单元具有满足要求的电感值，所以该电抗器的两个电感值可以根据实际情况进行设置，增加了该电抗器的灵活性。

另外，这两个线圈单元间的耦合系数可以根据专门的设计软件及检测设备结果进行分析、设计，最大能够将耦合系数提高至75％，满足了用户对耦合系数的要求。

附图说明

图1是空心分裂电抗器内部电感线圈电气示意图；

图2是空心分裂电抗器内部电感线圈结构示意图；

图3a是空心分裂电抗器外壳主视图；

图3b是空心分裂电抗器外壳左视图；

图3c是空心分裂电抗器外壳俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，为本发明提供的空心分裂电抗器的电气原理图，包括两个上下设置的线圈单元，其中，按照图1所示的方位进行说明，第一线圈单元为上线圈单元，第二线圈单元为下线圈单元。上线圈单元由若干个电感线圈同轴并联构成，下线圈单元也由若干个电感线圈同轴并联构成，上线圈单元的下部端子和下线圈单元的上部端子连接在一起，构成该电抗器的公共进线端；上线圈单元的上部端子为该电抗器的第一出线端，下线圈单元的下部端子为该电抗器的第二出线端。

该电抗器具有一个共同的进线端，两个出线端，所以，可以满足同时接入两个回路的要求。

上线圈单元与下线圈单元结构相同，上、下两个线圈单元中的各个电感线圈的匝数一样，绕制方向一样，均是由多根原铝导线绕制而成，这样能够保证每个电感线圈的电感和电阻值相同，所以，上、下两个线圈单元的整体的电感值也相同。

上线圈单元中的所有电感线圈的上端连接在第一铝排上，该第一铝排为第一出线排；上线圈单元中的所有电感线圈的下端连接在第二铝排上，下线圈单元中的所有电感线圈的上端也连接在该第二铝排上，该第二铝排为公共进线端；下线圈单元中的所有电感线圈的下端连接在第三铝排上，该第三铝排为第二出线排。第一、第二和第三铝排尺寸依据产品额定电流的大小进行选定，选定原则为电抗器额定电流除以所选铝排断面积，其值不大于1.5mm²。另外，上线圈单元中的各个电感线圈与下线圈单元中的对应的电感线圈关于第二铝排对称设置。

线圈单元中的所有的电感线圈构成多层并联的、多包封的结构形式，每个电感线圈为一层结构，每层结构的外围依据设计要求加有1层或多层硅钢片，起到加强空气隙磁场的作用；线圈单元的包封绝缘采用浸胶玻璃丝，并且，两个线圈单元内部间除采用浸胶玻璃丝外，通过绝缘材质的引拔条进行隔开，保证了两个线圈单元的绝缘要求。如图2所示，为线圈单元的结构示意图，其中，A为公共进线端，X2为第一出线端，X1为第二出线端，1为线圈单元出线臂，2为支撑引拔条，3为包封绝缘，4为绑扎带，5为线圈单元进线臂，6为导磁材料。

在实际设计电抗器时，要求其外壳具有良好的密封、防磁、隔热功能，并且，外壳的内表面要进行隔热、防磁处理。

相比于110KV及以下系统用空心分裂电抗器，该电抗器主要应用于220KV及以上系统，绝缘材料不同于110KV以下系统选取空气作为绝缘，对电抗器的绝缘性能要求较高。又由于六氟化硫(SF₆)气体具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，其耐电强度在同一压力下为氮气的2.5倍，击穿电压是空气的2.5倍，灭弧能力是空气的100倍，其绝缘性能及特点优于空气、绝缘油等绝缘材料，因此，该电抗器的外壳内空间填充的主要绝缘材料选取耐压性能更好、绝缘性能更好的SF₆气体。

上、下线圈单元用高压复合绝缘子支持和固定在外壳内部，满足运行及震动要求。外壳内部除了线圈单元本体及支撑、安装固定的高压绝缘子外，其余空间全部充满SF₆气体。

SF₆气体用量的多少，支撑线圈单元的高压复合绝缘子的数量，可以依据实际分裂电抗器容量的大小去决定。一般电抗器容量越大，SF₆气体用量越多，用于支撑线圈单元的高压复合绝缘子数量的选取越多。

为了便于电抗器与外部回路的连接，该电抗器的外壳的外表面上设置有三个连接端子：一个进线连接排和两个出线连接排，其位置可以根据具体情况进行设置。内部线圈单元采用外壳上的高压穿墙套管进行过渡，并与外壳外部接线排连接。其中，进线连接排通过穿设在穿墙套管中的连接线路与内部进线端连接，两个出线连接排通过穿设在穿墙套管中的连接线路与两个内部出线端对应连接。外部回路通过与接线排与该电抗器进行电气连接。外壳上的连接排以及穿墙套管在实际设置时，需要充分考虑外壳的密封、防磁、隔热等要求，保证气体不泄漏，防磁、隔热等性能良好。如图3a、3b和3c所示，为一种连接排设置的实施方式。

本发明提供的电抗器在实际设计时，线圈单元的高度及导线的外径的大小以及导线规格的选取，都对电感有较大影响。使用专门的电感量设计软件及检测设备，根据用户要求的特定耦合系数，进行导线规格选取，硅钢片数量及层数设计，线圈单元高度、包封及内外径等设计来实现。一般电感线圈离的越近，线圈高度越低；包封数越多，互感越强，反之，互感越低；通过软件设计分析，线圈高度降低10％，包封数相应增加，互感增强5％；同时，通过控制包封外硅钢片层数的多少，对电抗器互感及耦合系数进行设计，通过一系列设计，能够使耦合系数达到75％，且使电抗器整体体积较小。

上述实施例中，两个线圈单元结构相同，所有的电感线圈的电感值和电阻值相同，并且两个线圈单元的电感值也相同，作为其他的实施例，电感线圈的电感值和电阻值可以根据实际情况进行设置，而且，两个线圈单元结构和电感值也可根据具体情况进行设置。

上述实施例中，两个出线端和一个进线端均为接线排，作为其他的实施例，这三个端子还可以只是一个接线端点，相关的电感线圈的一端连接在对应的端点上。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种空心分裂电抗器，其特征在于，包括两个线圈单元，这两个线圈单元上下设置，其中，上线圈单元由至少两个电感线圈同轴并联构成，下线圈单元由至少两个电感线圈同轴并联构成，所述上线圈单元的下端和下线圈单元的上端连接作为公共进线端，所述上线圈单元的上端为该电抗器的第一出线端，下线圈单元的下端为该电抗器的第二出线端。

2.根据权利要求1所述的空心分裂电抗器，其特征在于，所述上线圈单元与下线圈单元结构相同，所述上线圈单元中的所有电感线圈的下端连接在一个接线排上，所述下线圈单元中的所有电感线圈的上端连接在所述接线排上，所述接线排为所述公共进线端；上线圈单元中的各个电感线圈与下线圈单元中的对应的电感线圈关于所述接线排对称设置。

3.根据权利要求1或2所述的空心分裂电抗器，其特征在于，所述电抗器包括一个密封外壳，所述外壳内空间填充有SF₆绝缘气体。

4.根据权利要求3所述的空心分裂电抗器，其特征在于，所述外壳为一个内表面经过隔热、防磁处理的外壳。

5.根据权利要求3所述的空心分裂电抗器，其特征在于，所述上线圈单元和下线圈单元通过高压绝缘子固定在外壳内空间。

6.根据权利要求2所述的空心分裂电抗器，其特征在于，所述接线排为铝排。

7.根据权利要求3所述的空心分裂电抗器，其特征在于，所述外壳外表面上设置有一个进线端子和两个出线端子，所述进线端子通过设置在外壳上的穿墙套管与所述公共进线端连接，所述出线端子通过所述穿墙套管与第一出线端和第二出线端对应连接。

8.根据权利要求1或2所述的空心分裂电抗器，其特征在于，所述上线圈单元和下线圈单元为多层导线并联、多包封的结构。

9.根据权利要求8所述的空心分裂电抗器，其特征在于，上线圈单元和下线圈单元的包封绝缘采用浸胶玻璃丝，所述两个线圈单元间隔设置，间隔处设置有绝缘材质的引拔条。