CN114530318A - 一种芯式可控电抗器 - Google Patents

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李鹏
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刘立峰
李超
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Abstract

本发明提供的一种芯式可控电抗器，包括A相、B相和C相，各相的铁芯柱上均绕组有第一绕组、第二绕组和第三绕组，其中，第二绕组、第一绕组和第三绕组自内至外依次套装在各相的铁芯柱上；且，第二绕组和铁芯柱之间设置有铁芯绝缘；所述第一绕组和第二绕组之间设置有第一绝缘，它们之间形成有电抗；第一绕组和第三绕组之间设置有第二绝缘，它们之间形成有电抗；第二绕组或第三绕组分布在第一绕组两侧，因此两个电抗和电抗不会相互影响，且能够分别控制，作为电抗器时，两个电抗的电抗百分数均大于50％，不仅有效的把电抗和变压器集成于一体，减少电抗器的体积，两个电抗还能够分别控制，从而可以采用多种控制方式控制输出。

Description

一种芯式可控电抗器
技术领域
本发明属于变压器技术领域，尤其涉及一种芯式可控电抗器。
背景技术
我国配电网建设相对落后，很多地区的电网存在功率因数低、电压波动大、电压偏高、无功倒送等问题，不仅不符合电能质量标准相关要求，影响电力用户正常用电，还给电网带来严重的隐患，影响电网的可靠、稳定运行。
静止无功补偿器(StaticVarCompensator，简称SVC)是解决上述问题的最佳方法和途径。SVC是在机械投切式电容器和电抗器的基础上，采用大容量晶闸管代替机械开关而发展起来的，它可以快速地改变其发出的无功功率，具有较强的无功调节能力，可为电力系统提供动态无功电源，将系统电压补偿到一个合理水平。SVC通过动态调节无功功率，抑制冲击负荷运行时引起的母线电压波动，有利于暂态电压恢复，提高系统电压稳定水平。
SVC包括晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor，简称TCR)、磁阀式可控电抗器(Megnetic Controlled Reactor，简称MCR)等，其中，TCR的每相都采用一对反并联的晶闸管阀与一个线性的空心电抗器相串联组成；虽然，TCR可以为电力系统动态无功补偿、减少电压波动、稳定系统电压水平、解决充电功率和无功倒送等问题，但是，TCR晶闸管阀组两端直接承受系统电压，且采用的空心电抗器漏磁大，导致设备整体占地面积大，并且传统并联补偿电抗器占地面积较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种芯式可控电抗器，解决了现有的电抗器存在整体设备较大的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种芯式可控电抗器，包括A相、B相和C相，各相的铁芯柱上均绕组有第一绕组、第二绕组和第三绕组，其中，第二绕组、第一绕组和第三绕组自内至外依次套装在各相的铁芯柱上；且，第二绕组和铁芯柱之间设置有铁芯绝缘；所述第一绕组和第二绕组之间设置有第一绝缘；第一绕组和第三绕组之间设置有第二绝缘。
优选地，各相的第一绕组的首尾依次连接形成三角形结构。
优选地，A相铁芯柱上的第一绕组的尾端与B相铁芯柱上的第一绕组的首端相接；B相铁芯柱上的第一绕组的尾端与C相铁芯柱上的第一绕组的首端相接；C相铁芯柱上的第一绕组的尾端与A相铁芯柱上的第一绕组的首端相接。
优选地，各相的第二绕组的尾端相连并引出形成带中线的星形结构。
优选地，A相铁芯柱上的第二绕组的尾端与B相铁芯柱上的第二绕组的尾端及C相铁芯柱上的第二绕组的尾端相连并引出。
优选地，所述第二绕组与晶闸管控制闸连接。
优选地，各相的第三绕组的尾端相连并引出形成带中线的星形结构。
优选地，A相铁芯柱上的第三绕组的尾端与B相铁芯柱上的第三绕组的尾端及C相铁芯柱上的第三绕组的尾端相连并引出。
优选地，所述第三绕组与晶闸管控制闸连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种芯式可控电抗器，本发明利用增加漏磁通道尺寸的方法，在满足绝缘距离的基础上增加第一绕组与第三绕组之间的距离，从而增加电抗器的电抗值，第一绕组与第二绕组之间的距离为绝缘距离，从而增加电抗器的电抗值，记作电抗1；第一绕组与第三绕组之间的距离为绝缘距离，从而增加电抗器的电抗值，记作电抗2；第二绕组与第三绕组为松耦合，从而使第二绕组基本不受第三绕组的影响，作为电抗器时，电抗1和电抗2的电抗百分数均大于50％，不仅有效的把电抗和变压器集成于一体，减少电抗器的体积，电抗1和电抗2还可以分别控制，从而可以采用多种控制方式控制输出。
附图说明
图1是绕组连接方式示意图；
图2是电压矢量图；
图3是绕线结构示意图；
其中，1、第一绕组2、第二绕组3、第三绕组4、铁芯柱5、铁芯绝缘6、第一绝缘7、第二绝缘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细叙述。
如图1至图3所示，本发明提供的一种芯式可控电抗器，包括A相、B相、C相、第一绕组1、第二绕组2和第三绕组3，其中，各相的铁芯柱上均绕制有第一绕组1、第二绕组2和第三绕组3。
所述A相、B相和C相的第一绕组1的首尾端依次连接形成三角形结构；所述A相、B相和C相的第二绕组2的尾端相连并引出形成带中线的星形结构；所述A相、B相和C相的第三绕组3的尾端相连并引出形成带中线的星形结构。
第一绕组1的首端与第二绕组2的首端和第三绕组3的首端为同名端。
所述各相第一绕组1的首尾端相连形成三角形结构，具体为：
A相铁芯柱上的第一绕组的尾端与B相铁芯柱上的第一绕组的首端相接，记为端点B；
B相铁芯柱上的第一绕组的尾端与C相铁芯柱上的第一绕组的首端相接，记为端点C；
C相铁芯柱上的第一绕组的尾端与A相铁芯柱上的第一绕组的首端相接，记为端点A，形成三角形结构。
端点A、B、C与待补偿电网相连。
所述相的第二绕组2尾端相连并引出形成带中线的星形结构，具体为：
A相铁芯柱上第二绕组的首端记为端点a1；B相铁芯柱上第二绕组的首端记为端点b1；C相铁芯柱上第二绕组的首端记为端点c1。
A相铁芯柱上的第二绕组的尾端与B相铁芯柱上的第二绕组的尾端及C相铁芯柱上的第二绕组的尾端相连并引出，记为端点n1。
当第二绕组作为电抗器时，a1、b1、c1、n1与晶闸管控制闸连接。
所述各相的第三绕组尾端相连并引出形成带中线的星形结构，具体为：
A相铁芯柱上第三绕组的首端记为端点a2；B相铁芯柱上第三绕组的首端记为端点b2；C相铁芯柱上第三绕组的首端记为端点c2。
A相铁芯柱上的第三绕组的尾端与B相铁芯柱上的第三绕组的尾端及C相铁芯柱上的第三绕组的尾端相连并引出，记为端点n2。
当第三绕组作为电抗器时，a2、b2、c2、n2与晶闸管控制闸连接。
参照图3，在A相、B相和C相的每一相铁芯柱上各绕三个绕组，各相的第二绕组2靠近铁芯柱4，第二绕组1与铁芯柱4之间为铁芯绝缘5，第一绕组1位于中间，第一绕组1与第二绕组2之间为第一绝缘6，第三绕组3在最外侧，第一绕组1与第三绕组3之间为第二绝缘7。
其中：第一绕组1与第二绕组2之间的距离取决于它们之间的绝缘距离，第一绕组1与第三绕组3之间的距离取决于它们之间的电抗值，远大于它们之间的绝缘距离。
本发明的工作原理为：
本发明利用增加漏磁通道尺寸的方法，在满足绝缘距离的基础上增加第一绕组1与第三绕组3之间的距离，从而增加电抗器的电抗值，第一绕组1与第二绕组2之间的距离为绝缘距离，其电抗值满足第二绕组2连接电容器的要求即可；第二绕组2与第三绕组3为松耦合，从而使第二绕组2基本不受第三绕组3的影响；第一绕组1为三角形联结可有效的减少第二绕组2与第三绕组3产生并注入电网的谐波；
第二绕组与第三绕组为松耦合，从而使第二绕组基本不受第三绕组的影响，电抗1和电抗2可以分别控制，作为电抗器时，电抗1和电抗2的电抗百分数均大于50％，不仅有效的把电抗和变压器集成于一体，减少电抗器的体积，电抗1和电抗2还可以分别控制，从而可以采用多种控制方式控制输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明TCT的原边可以直接挂在高压母线上，而副边绕组的设计电压为15％～50％母线电压，从而降低了控制系统的电压；
2.本发明TCT采用变压器与电抗器集成一体的结构，有效地解决设备整体占地面积大的问题；同时在维护方面与普通变压器相当，基本不需要维护。
3.本发明第二绕组与第三绕组为松耦合，从而使第二绕组与第三绕组之间不会相互影响。
4.电抗1和电抗2可以分别控制，从而可以采用多种控制方式控制输出。
5.本发明作为电抗器时，电抗1和电抗2的电抗百分数均大于50％，不仅有效的把电抗和变压器集成于一体，减少电抗器的体积。

Claims (9)

1.一种芯式可控电抗器，其特征在于，包括A相、B相和C相，各相的铁芯柱(4)上均绕组有第一绕组(1)、第二绕组(2)和第三绕组(3)，其中，第二绕组、第一绕组和第三绕组自内至外依次套装在各相的铁芯柱(4)上；且，第二绕组(2)和铁芯柱(4)之间设置有铁芯绝缘；所述第一绕组(1)和第二绕组(2)之间设置有第一绝缘(6)；第一绕组和第三绕组之间设置有第二绝缘。
2.根据权利要求1所述的一种芯式可控电抗器，其特征在于，各相的第一绕组(1)的首尾依次连接形成三角形结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种芯式可控电抗器，其特征在于，A相铁芯柱上的第一绕组的尾端与B相铁芯柱上的第一绕组的首端相接；B相铁芯柱上的第一绕组的尾端与C相铁芯柱上的第一绕组的首端相接；C相铁芯柱上的第一绕组的尾端与A相铁芯柱上的第一绕组的首端相接。
4.根据权利要求1所述的一种芯式可控电抗器，其特征在于，各相的第二绕组(2)的尾端相连并引出形成带中线的星形结构。
5.根据权利要求1或4所述的一种芯式可控电抗器，其特征在于，A相铁芯柱上的第二绕组的尾端与B相铁芯柱上的第二绕组的尾端及C相铁芯柱上的第二绕组的尾端相连并引出。
6.根据权利要求1或4所述的一种芯式可控电抗器，其特征在于，所述第二绕组与晶闸管控制闸连接。
7.根据权利要求1所述的一种芯式可控电抗器，其特征在于，各相的第三绕组(3)的尾端相连并引出形成带中线的星形结构。
8.根据权利要求1或6所述的一种芯式可控电抗器，其特征在于，A相铁芯柱上的第三绕组的尾端与B相铁芯柱上的第三绕组的尾端及C相铁芯柱上的第三绕组的尾端相连并引出。
9.根据权利要求1或6所述的一种芯式可控电抗器，其特征在于，所述第三绕组与晶闸管控制闸连接。
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