CN114868212A - 具有辅助电力的并联电抗器 - Google Patents

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CN114868212A CN202080090037.1A CN202080090037A CN114868212A CN 114868212 A CN114868212 A CN 114868212A CN 202080090037 A CN202080090037 A CN 202080090037A CN 114868212 A CN114868212 A CN 114868212A
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L·亚马扎克
P·阿维利诺
N·阿玛拉
D·德阿泽维多巴希万吉
A·苏萨
H·塔尼纳加
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Abstract

呈现了一种并联电抗器，包括初级绕组(1)和钢芯(2)。钢芯包括底轭(3)、顶轭(4)、第一芯柱(5)、第二芯柱(6)和主柱(7)。第一芯柱、第二芯柱和主柱被布置成平行并在顶轭和底轭之间，以对通过钢芯的磁通量形成支撑。初级绕组缠绕在主柱周围，以产生通过钢芯的磁通量。并联电抗器进一步包括辅助绕组(8；8’)，该辅助绕组被布置成缠绕在底轭、顶轭、第一芯柱或第二芯柱周围并且被构造成从由初级绕组产生的磁通量产生辅助电力。初级绕组和辅助绕组与钢芯电绝缘并且彼此电绝缘。冷却风扇(12)被构造成通过由辅助绕组产生的辅助电力来驱动。

Description

具有辅助电力的并联电抗器
技术领域
本公开涉及并联电抗器。
背景技术
并联电抗器的主要应用是向电力网供应感应电力，以便将电压稳定性和功率因数保持处于适当的水平。并联电抗器通常是自冷式装备，即，仅使用无源散热器来降低油温并且与热虹吸管类似。
由于焦耳效应、磁滞损耗和其他原理所致，并联电抗器耗散能量。一般工程目标是尽可能减少装备中耗散的能量，例如，通过利用质量更好的材料并以优化的布局来布置部件。
在电力系统中，损耗可以是几十千瓦，这使冷却成为关于装备设计的一项重要因素。
如果将风扇与无源散热器(passive radiator)结合使用，则并联电抗器的冷却系统可以更高效。当辅助风扇与并联电抗器的无源冷却相结合时，实现了在非标准条件(诸如，过电压和高环境温度)下操作并联电抗器而不影响并联电抗器的预期寿命的更高灵活性。可以提供占地面积更小且质量更低的并联电抗器，从而允许降低装备成本、降低原材料(诸如，铜和钢)的消耗、以及降低土建工程的成本。最重要的是，可以进一步实现对预期寿命的更好控制。
当并联电抗器配备有风扇时，冷却风扇和其他辅助装置通常需要外部电源。然而，在位于偏远地区的并联电抗器中，获得冷却以及被布置成与并联电抗器连接的其他装置所需的辅助电力可能既复杂又昂贵。
在US 1984996中，提供了一种电气绕组的通风系统，其中利用由布置在主绕组内部的辅助绕组激励的冷却风扇。然而，这种解决方案不可直接应用于并联电抗器。
发明内容
本发明的一个目的是如何在并联电抗器中实施辅助电源。
根据本发明的方面，呈现了一种并联电抗器，包括初级绕组和钢芯。钢芯包括底轭、顶轭、第一芯柱、第二芯柱和主柱。第一芯柱、第二芯柱和主柱被布置成平行并且在顶轭和底轭之间，以对通过钢芯的磁通量形成支撑。初级绕组缠绕在主柱周围，以产生通过钢芯的磁通量。并联电抗器进一步包括辅助绕组，该辅助绕组被布置成缠绕在底轭、顶轭、第一芯柱或第二芯柱周围并且被构造成从由初级绕组产生的磁通量产生辅助电力。初级绕组和辅助绕组与钢芯电绝缘并且初级绕组和辅助绕组彼此电绝缘。
并联电抗器可进一步包括冷却风扇，该冷却风扇被构造成通过由辅助绕组产生的辅助电力来驱动。
并联电抗器可进一步包括箱体和冷却散热器(radiator)，其中，初级绕组和钢芯被布置在箱体内部。冷却散热器可布置在箱体的外部上并且被构造成无源地冷却箱体。冷却风扇可被构造成增加通过冷却散热器的空气循环以改进它们的冷却效率。
并联电抗器可进一步包括布置在箱体外部的控制柜、穿过箱体的馈通法兰、以及连接到控制柜和辅助绕组的电力电缆。电力电缆可布置成穿过馈通法兰。
辅助绕组可包括在底轭、顶轭、第一芯柱或第二芯柱周围的若干匝，匝数是取决于钢芯中的磁通密度和冷却风扇的操作电压来配置的。
辅助绕组将并联电抗器芯内部的磁感应用作辅助电源，这可以用于例如并联电抗器冷却。因此，不需要外部电源来为冷却风扇供电。
进一步地，辅助电路将需要更少的电缆布线(cabling)，并且由于例如天气对电缆和/或保护装置的影响所致的操作风险得以降低。
通常，除非本文中另有明确定义，否则权利要求中使用的所有术语都将根据其在技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确陈述，否则对“一/一个/元件、设备、部件、器件、步骤等”的所有引用都将被开放地解释为指代元件、设备、部件、器件、步骤等的至少一个实例。除非明确陈述，否则本文中所公开的任何方法的步骤都不必按所公开的确切顺序执行。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考附图来描述方面和实施例，在附图中：
图1是示意性地图示根据本文中所呈现的实施例的并联电抗器的概览的图；
图2是示意性地详细图示图1中所示的并联电抗器的一部分的图；以及
图3是示意性地详细图示图1中所示的并联电抗器的有源部分的替代性构型的一部分的图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更充分地描述本公开的方面，附图中示出了本发明的某些实施例。
然而，这些方面可以以若干不同的形式体现，并且不应被解释为限制性的；相反，这些实施例是通过示例的方式提供的，使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的所有方面的范围。在整个描述中，相似的附图标记指代相似的元件。
根据本发明的方面，参考图1和图2呈现了并联电抗器，该并联电抗器包括初级绕组1和钢芯2。钢芯包括底轭3、顶轭4、第一芯柱5、第二芯柱6和主柱7。第一芯柱5、第二芯柱6和主柱7被布置成平行并在顶轭4和底轭3之间，以对通过钢芯2的磁通量形成支撑。初级绕组1缠绕在主柱7周围，以产生通过钢芯2的磁通量。并联电抗器进一步包括辅助绕组8，该辅助绕组缠绕在底轭3、顶轭4、第一芯柱5或第二芯柱6周围并且被构造成从由初级绕组1产生的磁通量产生辅助电力。初级绕组1和辅助绕组8与钢芯2电绝缘并且彼此电绝缘。
并联电抗器可进一步包括冷却风扇12，该冷却风扇被构造成通过由辅助绕组7产生的辅助电力来驱动。
并联电抗器可进一步包括箱体10和冷却散热器13。初级绕组1和钢芯2(即，并联电抗器的有源部分9)布置在箱体内部，并且冷却散热器13布置在箱体10的外部上并且被构造成无源地冷却箱体10。冷却风扇被构造成增加通过冷却散热器的空气循环以改进它们的冷却效率。
并联电抗器可进一步包括布置在箱体10外部的控制柜11、穿过箱体10的馈通法兰14、以及连接到控制柜11和辅助绕组1的电力电缆15。电力电缆15被布置成穿过馈通法兰14。
辅助绕组8可包括在底轭3、顶轭4、第一芯柱5或第二芯柱6周围的若干匝。匝数可取决于钢芯2中的磁通密度和冷却风扇12的操作电压来配置。
接下来参考图1和图2进一步详细描述本发明的方面。
钢芯2可被描述为具有以直线侧卧的数字8的形状。因此，顶轭4从第一柱5、第二柱6和主柱7向上布置，并且底轭3布置在第一柱5、第二柱6和主柱7下方。钢芯2(包括芯柱5、底轭3、顶轭4和主柱7)从电磁角度看被视作一体式零件，即使不同的部分通常单独制造且然后安装在一起也如此。
控制柜11可被构造成检测并联电抗器的温度并取决于该温度来控制冷却风扇12。温度可通过温度传感器16在箱体10的顶部中测得。冷却风扇12可通过至辅助绕组5的直接连接件15或经由控制柜11供电。在后一种情况下，可将电压控制应用于辅助电力以使其适应不同的电气装备。
并联电抗器可以被视作两部分：箱体10内部的有源部分9、以及包括箱体10及其他外部装置和附件的外部部分。
有源部分9浸入充当冷却剂和介电绝缘介质的油中。在初级绕组1和辅助绕组8以及钢芯2中产生的热量被转移到油，并且油与散热器13进行热量交换。
冷却是通过在内部在绕组/钢芯中到油的自然对流、以及在外部经由箱体10散热器13从油到空气的自然对流来执行的。根据国际标准，它被称为油浸自冷(Oil NaturalAir Natural–ONAN)。
通过安装缠绕在钢芯2周围的辅助绕组8，可以利用来自初级绕组1的磁通量。
并联电抗器的钢芯2可例如由钢片材制成，并且钢芯2是并联电抗器的最重部分。因此，钢芯2可有利地配备有用于结构支撑的附加部分和零件。这种附加部分和零件主要设置在钢芯2的侧部上、在第一芯柱5和第二芯柱6附近，但在顶轭4上方通常存在间隙。因此，辅助绕组8被图示在顶轭4周围的这种有利位置中，即使可以从底轭3、第一芯柱5和第二芯柱6周围的位置接收到相同的辅助电力也如此。
有源部分9已参考图1和图2针对单相应用进行了描述。参考图1和图3呈现了三相应用。有源部分9对于三相应用而言是类似的，除了芯在底轭3和顶轭4之间包括三个平行的主柱7a、7b、7c之外，并且初级绕组包括每相一个绕组1a、1b、1c，这些绕组分别缠绕在三个主柱7a、7b和7c周围。辅助绕组8的位置被进一步图示在底轭3周围而不是顶轭4周围，即使可以从底轭4、第一芯柱5和第二芯柱6周围的位置接收到相同的辅助电力也如此。
上文已主要参考几个实施例及其示例描述了本公开的方面。然而，如由本领域技术人员容易了解的，在如由所附专利权利要求定义的本发明的范围内，除了上文所公开的实施例之外的其他实施例同样是可能的。

Claims (4)

1.一种并联电抗器，包括初级绕组(1)和钢芯(2)；
-所述钢芯包括底轭(3)、顶轭(4)、第一芯柱(5)、第二芯柱(6)和主柱(7)，其中，所述第一芯柱、所述第二芯柱和所述主柱被布置成平行并且在所述顶轭和所述底轭之间，以对通过所述钢芯的磁通量形成支撑；并且
-所述初级绕组缠绕在所述主柱周围，以产生通过所述钢芯的所述磁通量；
其特征在于，所述并联电抗器进一步包括：
-辅助绕组(8；8’)，被布置成缠绕在所述底轭、顶轭、第一芯柱或第二芯柱周围并且被构造成从由所述初级绕组产生的所述磁通量产生辅助电力；
-其中，所述初级绕组和所述辅助绕组与所述钢芯电绝缘并且所述初级绕组和所述辅助绕组彼此电绝缘，
-其中，冷却风扇(12)被构造成通过由所述辅助绕组产生的所述辅助电力来驱动。
2.根据权利要求1所述的并联电抗器，进一步包括箱体(10)和冷却散热器(13)，其中，所述初级绕组和所述钢芯被布置在所述箱体内部，并且所述冷却散热器被布置在所述箱体的外部上并且被构造成无源地冷却所述箱体，并且其中，所述冷却风扇被构造成增加通过所述冷却散热器的空气循环以改进它们的冷却效率。
3.根据权利要求2所述的并联电抗器，进一步包括布置在所述箱体外部的控制柜(11)、穿过所述箱体的馈通法兰(14)、以及连接到所述控制柜和所述辅助绕组的电力电缆(15)，所述电力电缆被布置成穿过所述馈通法兰。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的并联电抗器，其中，所述辅助绕组包括在所述底轭、顶轭、第一芯柱或第二芯柱周围的若干匝，匝数是取决于所述钢芯中的磁通密度和所述冷却风扇的操作电压来配置的。
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