CN202003796U - 高压正交磁化的单相可控电抗器 - Google Patents

Abstract

一种高压正交磁化的单相可控电抗器，包括主铁心柱(1)、第一旁轭(11)、第二旁轭(12)、第一旁柱(3)、第二旁柱(4)构成的工作铁心，以及工作绕组(2)、控制铁心(5、7)、控制绕组(6、8)。所述的主铁心柱(1)为单柱且等截面，由带间隙的多个铁心饼叠积而成；第一旁柱(3)和第二旁柱(4)为等截面铁心，不带气隙，第一旁柱(3)和第二旁柱(4)关于主铁心柱(1)左右对称布置；第一旁轭(11)和第二旁轭(12)为等截面铁心，不带气隙，关于主铁心柱(1)上下对称布置；工作绕组(2)套设在主铁心柱(1)上；两个控制铁心(5、7)与主铁心柱(1)正交，控制绕组(6、8)分别套设在控制铁心(5、7)的控制旁柱上。

Description

高压正交磁化的单相可控电抗器

技术领域

本实用新型涉及一种用于电力系统的电抗器，具体涉及一种基于正交磁化原理的可控电抗器。

背景技术

目前，可调磁偏的可控电抗器从铁心结构上区分为两种形式：即磁阀式和心柱饱和式可控电抗器。其中磁阀式可控电抗器如中国专利95223137.9等；心柱饱和式可控电抗器如中国专利：992503442等。磁阀式可控电抗器是通过控制主铁心柱上设有的小截面段的磁饱和状态来改变绕组的电抗，以达到改变电抗器的电抗值的目的，其结构特征是：铁心有两个主铁心柱及相应的铁轭构成，两个主铁心柱上均设有一个小截面段；每个铁心柱上各套有一个分为上下两部分的绕组，接在可控硅两端的绕组分接头间的匝数为每柱绕组总匝数的5％，其中工作绕组和控制绕组属于一个绕组。控制绕组兼有抽取直流偏磁所需的励磁能量的作用。其不足之处是，由于两个主铁心柱上均设有小截面段，因此其结构复杂、工艺性差、成本高。心柱磁饱和式可控电抗器具有类似结构，其特征在于：铁心柱为等截面，且其截面积小于铁轭截面积；在控制绕组外侧套有独立的工作绕组，该结构适用于高电压等级电力系统。以上所述两种可控电抗器的工作绕组，控制绕组套设在同一铁心柱上，互相影响，谐波特性差，对电网电能质量影响较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足之处，提出一种具有单个主铁心柱结构的基于正交磁化原理的单相电抗器，本实用新型通过外部电源能量柔性改变磁路磁阻大小，实现电抗值和容量可控，并可用于高电压等级电力系统。该电抗器结构简单，工艺性好，直流偏磁回路气隙小，直流偏磁损耗小，同时由于使用正交磁化的原理，工作磁通与控制磁通各自自成回路，互不影响，使得电抗器具有良好的谐波特性。

本实用新型包括由主铁心柱、旁柱、旁轭等构成的工作铁心，以及工作绕组，两组控制铁心及对应的两组控制绕组等；所述的主铁心柱为单柱且为等截面，由带间隙的多个铁心饼叠积而成。工作绕组套设在主铁心柱上。旁柱为等截面铁心，数量为两个，且关于主铁心柱左右对称布置。旁轭也为等截面铁心，数量为两个，且关于主铁心柱上下对称布置。旁柱、旁轭及主铁心柱构成卧置的“日”字形结构的工作铁心。与工作铁心类似，控制铁心也由旁柱，旁轭，主铁心柱构成，只是主铁心柱中间一段为气隙，控制铁心数量为两个。控制铁心的主铁心柱气隙段与工作铁心的主铁心柱正交，控制绕组套设在控制铁心的控制旁柱上，同一控制铁心上的两个绕组匝数相同，绕向相同，分别套设在控制铁心的两个控制旁柱上，两绕组并联接至外接直流电源。此外，控制铁心的位置可根据加工装配需要进行上下调整。直流电源产生的励磁磁通与工作磁通在控制铁心与主铁心柱相交部分正交。改变直流电流的大小，即可改变控制铁心的饱和程度，进而改变与控制铁心正交的主铁心柱部分的饱和程度，从而改变工作磁路主铁心柱的磁阻，达到控制电抗值和容量的目的。

附图说明

图1为本实用新型的工作铁心结构示意图；

图2为本实用新型实施例结构示意图；

图3为本实用新型实施例结构A-A截面图；

图4为本实用新型控制铁心结构示意图；

图5为图2所示实施例的控制铁心、绕组绕线及接线示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型专利作进一步详述：

图1为发明的工作铁心结构示意图。如图1所示，主铁心柱1，第一旁柱3、第二旁柱4及第一旁轭11、第二旁轭12共同构成卧置的“日”字形结构的工作铁心。主铁心柱1为单柱且等截面，由带间隙的多个铁心饼叠积而成。第一旁柱3和第二旁柱4为等截面铁心，不带气隙，关于主铁心柱1左右对称布置；第一旁轭11和第二旁轭12为等截面铁心，不带气隙，关于主铁心柱1上下对称布置。

图2为发明实施例的结构示意图；如图2所示，工作绕组2套设在如图1所示工作铁心的主铁心柱1上。控制铁心5、7分别与主铁心柱1正交，两组控制绕组6、8分别套设在控制铁心5、7上。调节控制绕组6、8电流的大小即改变控制铁心5、7与主铁心柱1正交部分铁心的饱和程度，进而改变工作磁路磁阻，达到控制电抗值和容量的目的。

图3为本实用新型实施例结构A-A截面图；如图3所示，正交截面9为图1所示控制铁心5与主铁心柱1的正交部分的截面，根据主铁心柱的具体形状和尺寸，该截面可以为圆形、椭圆形、渐进圆形、渐近椭圆形、矩形、梯形、鼓形、砂时计形等多种形状。绕组61、62套设在控制铁心5的旁柱51上，共同构成控制绕组6。控制旁轭52为控制铁心5的旁轭。

图4为本实用新型控制铁心结构示意图。如图4所示，控制主铁心柱14，气隙13，第一控制旁柱51，第一控制旁轭52共同组成的“日”字形结构的控制铁心。

图5为图2所示实施例的控制铁心、绕组绕线及接线示意图；如图5所示，绕组61、62绕向相同，匝数相同，套设在第一控制旁柱51上，方向线10为按图所示接线方法时，绕组61、62产生的直流励磁磁通的流动方向。正交截面9为控制铁心5与主铁心1正交部分。工作磁通垂直于正交截面9，直流励磁磁通与正交截面9平行。

Claims (3)

1.一种高压正交磁化的单相可控电抗器，包括主铁心柱(1)、第一旁轭(11)、第二旁轭(12)、第一旁柱(3)、第二旁柱(4)构成的工作铁心，其特征在于：所述的电抗器还包括工作绕组(2)、控制铁心(5、7)、控制绕组(6、8)；所述的主铁心柱(1)为单柱且等截面，由带间隙的多个铁心饼叠积而成；第一旁柱(3)和第二旁柱(4)为等截面铁心，不带气隙，第一旁柱(3)和第二旁柱(4)关于主铁心柱(1)左右对称布置；第一旁轭(11)和第二旁轭(12)为等截面铁心，不带气隙，关于主铁心柱(1)上下对称布置；工作绕组(2)套设在主铁心柱(1)上；两个控制铁心(5、7)与主铁心柱(1)正交，控制绕组(6、8)分别套设在控制铁心(5、7)的控制旁柱上。

2.根据权利要求1所述的高压正交磁化的单相可控电抗器，其特征在于：组成所述的控制绕组(6)的两个绕组(61、62)的匝数相同，绕向相同，两个绕组(61、62)并联后接至外接直流电源。

3.根据权利要求1所述的高压正交磁化的单相可控电抗器，其特征在于：所述的控制铁心为卧置的“日”字形结构，由控制主铁心柱(14)，气隙(13)，第一控制旁柱(51)，第一控制旁轭(52)组成。 

Images