CN2295267Y - 一种干式空心串联电抗器 - Google Patents

Abstract

一种空心干式串联电抗器,电抗器线圈绕组为并联筒式绕组,由多个同心的环氧树脂和玻璃纤维包封的圆筒形线包组成,电抗器的线包均用浸有环氧树脂的玻璃丝包绕,线包与线包之间用引拔条作撑条,形成散热气道,其特征是包括内主线圈和外辅助线圈,在辅助线圈抽头引出另一出线端,内线圈为满足大容量、低电感量的电抗,辅助线圈为满足小容量、高电感量的电抗。在电网负载的变化而和变电站扩容时不需要重新更换电抗器。

Description

一种干式空心串联电抗器

本实用新型涉及一种电网等使用的电抗器的结构，尤其涉及一种干式空心串联电抗器的结构。

电容器补偿装置中采用的串联电抗器，主要是起抑制高次谐波的放大、限制合闸涌流和吸收高次谐波等作用。由于电网中存在着高次谐波，电容器组的投入会使高次谐波放大，为此在电容器组回路中串联入电抗器，来抑制谐波放大，改善电网波形。其基本原理是设置一定的感抗，使电容电感串联电路对于某次及以上的高次谐波呈现感性。

电容器装置投入电网时，会产生很大的合闸涌流，在不带电抗器的装置中，其涌流倍数可达稳定电容电流的数十倍，这会对回路中的高压电器带来很大的危害。在电容器装置中接入串联电抗器，则合闸涌流可降至约4倍，限流效果明显。由于电力机车上的整流装置产生量值较大的高次谐波，尤以三次谐波量最大，更需要电容电感串联式电抗器。

用于电力系统和电力机车电网用的无功补偿、滤波、限流、阻尼、平波的电抗器，主要有二类：(1)铁心油浸电抗器，(2)空心电抗器。由于电抗器设计还往往要通过除基波电流以外的谐波电流，因此必然要求电抗器具备一定的过电流运行的能力。铁心电抗器磁化特性一般在1.2～1.3倍额定电流以下是线性的，因此在1.3倍额定电流以上，电抗器可能趋向磁饱和，电感值就不再是额定值。

在大于2倍以上额定电流时，其电感值急剧下降，电抗器限流功能大大降低，电容器装置合闸时，往往会在电抗器内涌入高倍数的大电流，产生严重的动、热冲击破坏力，威胁电抗器及其他电器的安全运行。

在电容补偿装置和滤波装置中，串联电抗器应该采用磁化特性好、耐过电流能力强、过电流下电感值稳定的产品，空心电抗器就是能满足上述要求的较理想的产品。空心电抗器只有线圈，没有铁心，不存在磁饱和现象，电感值是一个常数，不随通过电抗器电流的大小而改变。

空心电抗器主要有干式、油浸磁屏蔽式、水泥浇注式、扁线绕制夹装式等，前二者可用于户外，后两者只能用于户内。扁铜线绕制夹装式机械强度较低、耐短路电流冲击的动、热稳定性能较差。油浸磁屏蔽式结构复杂，体积重量都很大，且内部充有大量绝缘油，购买和维护费用高。

空心干式串联电抗器，可装设于户外，这种方案能克服上述铁心式、油浸式、扁线绕制夹装式电抗器的缺陷。

国外厂商主要有加拿大Trench Electric(TE)公司TE公司的设计较合理，集肤效应小，损耗较低，利用多层并联线圈间产生互感，空间利用率高，使体积较其它产品大大缩小，机械强度高。该公司产品是世界上目前最先进的产品。

但空心干式串联电抗器还需要解决由于电网负载的变化而需要大致调节电抗量的问题，另一个考虑是当在扩容时，相应的空心干式串联电抗器一般需要重新更换，这就导致较大的浪费和损失，还未见有能解决此类问题的空心干式串联电抗器。

本实用新型的目的是：解决变电站由于电网负载的变化而需要大致调节电抗量和变电站扩容时相应的空心干式串联电抗器不需要重新更换的问题，同时充分发挥空心干式串联电抗器的优点，提供一种结构简单，工作稳定可靠的空心干式串联电抗器，本实用新型的其它目的在说明书中还有列出。

本实用新型的目的是这样实现的：一种空心干式串联电抗器，电抗器线圈绕组为并联筒式绕组，由多个同心的环氧树脂和玻璃纤维包封的圆筒形线包组成，每个线包中有若干线层，每个线层由一根或数根小截面铝导线并绕而成，每根导线上包有玻璃纤维作为匝绝缘和环氧树脂附结体，电抗器的线包均用浸有环氧树脂的玻璃丝包绕，线包与线包之间用引拔条作撑条，形成散热气道，线圈用环氧玻璃丝扎带紧固在两端的导电星形架上，所有线层均并联连接至星形架的导电臂上，其特征是包括由内主线圈和外辅助线圈，在辅助线圈抽头引出另一出线端，内线圈为满足大容量、低电感量的电抗，辅助线圈为满足小容量、高电感量的电抗。

电抗器制成电感可调式结构，一般为两个规格的电抗量的值，达到调节电感量的目的。

内外层两个线圈一般是同轴的，内层线圈一般为主线圈，而外层线圈通过与内层线圈的互感产生电感量。中心抽头引出出线端为较高电感量的输出端。

导电星形架上采用一组用铝材制成的能导电又能充当线圈轴向、辐向固定架的导电星形架，用环氧玻璃丝束将它与线圈在两个端部逐个包封地捆扎在一起，有效地提高了线圈的机械强度，导电性形架呈放射形。

为了使电抗器有良好的散热条件，把整个线圈分为若干个包封，每个包封内有数层并联线圈，包封之间用聚胺酯玻纤引拔条作撑条，形成纵向气道，使电抗器内部热量有效地得到散发。引拔条有比一般撑条高的机械强度、良好的绝缘和抗老化性能。

为了使电抗器获得良好的绝缘性能，我们设置了裕度较大的匝间绝缘层，并采取措施对导线匝绝缘的包绕进行严格的质量控制，匝绝缘层一般要耐受3000V以上的试验电压，而运行时匝间电压只有几伏至几十伏，因此匝间绝缘是相当安全可靠的。

本实用新型的特点是，节省材料，提高效率，不但解决了国内产品在运行实践中暴露的损耗小、噪声大、局部过热、烧毁等问题，而且能解决由于电网负载的变化而需要大致调节电抗量和变电站扩容时相应的空心干式串联电抗器不需要重新更换的问题，还充分发挥干式空芯型电抗器的其它优点：

1.无铁芯、不存在磁饱和现象，线性度好。

2.电抗器由本体、金属支柱件、支柱绝缘子等组成，用非磁性螺栓联接而成一个整体。

3.本体采用多层并联筒式结构，内部分设若干个包封(线圈组)，每个包封有数层线圈。包封之间有通风道，以利空气对流和散热。

4.载流导体由相互绝缘的多股小截面导线组成，以降低涡流损耗，由于紧密绕制，也降低了漏磁损耗，因此电抗器具有较高的品质因数。

5.线圈内外均用环氧浸渍的玻璃丝包绕，经高温固化形成一个坚固的整体，机械强度高，可耐受很大的短路电流的冲击，噪音很小。

6.多层绕组的引出，采用铝质星状导电架，可满足线圈非整数匝引出的要求，使多层电流分布合理均匀，绕组牢固地固定在上下导电架之间，牢固可靠。

7.电抗器的安全性好。

以下结合附图和通过实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图

如图所示为A、B、C三相三台迭装的电抗器绕组，均由主、辅助线圈构成，主、辅助线圈的进线端I，主、辅助线圈的出线端分别为M、U。主、辅助线圈6、7均为并联筒式绕组：由多个同心的环氧树脂和玻璃纤维包封的圆筒形线包组成，每个线包6、7中有若干线层，每个线层由一根或数根小截面铝导线并绕而成。每根导线上包有玻璃纤维作为匝绝缘和环氧树脂附结体。电抗器的线包均用浸有环氧树脂的玻璃丝包绕，线包与线包之间用绝缘引拔条作撑条，形成散热气道。采用优质双酚A环氧能保证质量。线圈用环氧玻璃丝扎带紧固在两端的导电星形架14上，所有线层均并联连接至星形架的导电臂14上。三台迭装的电抗器绕组之间安装绝缘支柱瓷瓶2、21。电抗器线制完毕后经加热固化，整个线圈形成一个坚固密实的整体，经表面处理后，喷覆一层特殊的抗紫外的有机硅漆。能在户外恶劣的气象条件下工作。

电抗器不用铁磁材料作构件，以防止涡流引起发热。

Claims (1)

1.一种空心干式串联电抗器，电抗器线圈绕组为并联筒式绕组，由多个同心的环氧树脂和玻璃纤维包封的圆筒形线包组成，每个线包中有若干线层，每个线层由一根或数根小截面铝导线并绕而成，每根导线上包有玻璃纤维作为匝绝缘和环氧树脂附结体，电抗器的线包均用浸有环氧树脂的玻璃丝包绕，线包与线包之间用引拔条作撑条，形成散热气道，线圈用环氧玻璃丝扎带紧固在两端的导电星形架上，所有线层均并联连接至星形架的导电臂上，其特征是包括内主线圈和外辅助线圈，在辅助线圈抽头引出另一出线端，内线圈为满足大容量、低电感量的电抗，辅助线圈为满足小容量、高电感量的电抗。