專利名稱：一種磁飽和式單相可控電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電抗器，具體涉及一種電力系統(tǒng)使用的磁飽和式的可控電抗
O
背景技術(shù)：
目前，可調(diào)磁偏的可控電抗器從鐵心結(jié)構(gòu)上區(qū)分為兩種形式即磁閥式和心柱飽和式可控電抗器。中國(guó)專利95223137. 9提出一種磁閥式可控電抗器；中國(guó)利99250344. 2 提出一種心柱飽和式可控電抗器。專利95223137. 9提出的磁閥式可控電抗器是通過(guò)控制鐵心柱上設(shè)有的小截面段的磁飽和狀態(tài)來(lái)改變繞組的電抗，以達(dá)到改變電抗器的電抗值的目的，其結(jié)構(gòu)特征是鐵心由兩個(gè)主鐵心柱及相應(yīng)的鐵軛構(gòu)成，兩個(gè)主鐵心柱上均設(shè)有一個(gè)小截面段；每個(gè)鐵心柱上各套有一個(gè)分為上下兩部分的繞組，接在可控硅兩端的繞組分接頭間的匝數(shù)為每柱繞組總匝數(shù)的5%，其中工作繞組和控制繞組屬于一個(gè)繞組?？刂评@組兼有抽取直流偏磁所需的勵(lì)磁能量的作用。其不足之處是，由于兩個(gè)主鐵心柱上均設(shè)有小截面段，因此其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝性差、成本高。心柱磁飽和式可控電抗器具有類似結(jié)構(gòu)，其鐵心柱為等截面，且其截面積小于鐵軛截面積；在工作繞組內(nèi)側(cè)裝配有獨(dú)立的控制繞組、取能繞組等，該結(jié)構(gòu)適用于高電壓等級(jí)電力系統(tǒng)。其不足之處是，控制繞組、取能繞組與工作繞組同心放置，導(dǎo)致工作繞組的平均匝長(zhǎng)較大，電抗器的用銅量、用鐵量、總成本較高，且工作繞組、控制繞組、取能繞組以及處于深度飽和狀態(tài)的主鐵心柱發(fā)熱集中，且容易產(chǎn)生局部過(guò)熱。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提出一種具有單個(gè)主鐵心柱結(jié)構(gòu)的、無(wú)內(nèi)嵌取能繞組的、旁柱和/或磁軛飽和式單相可控電抗器。本實(shí)用新型電抗器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，可以有效減少材料消耗，降低成本，同時(shí)發(fā)熱源分散，有利于散熱，工作可靠。 本實(shí)用新型可利用外部電源能量柔性改變磁路磁阻大小，實(shí)現(xiàn)電抗值和容量可控，可用于高電壓等級(jí)系統(tǒng)。本實(shí)用新型電抗器包括由主鐵心柱、旁柱、旁軛等構(gòu)成的鐵心以及工作繞組、控制繞組等，其特征是電抗器主鐵心柱為單柱，且為等截面，由帶間隙的多個(gè)鐵心餅疊積而成。 旁柱為兩個(gè)，且為等截面，關(guān)于主鐵心柱左右對(duì)稱布置，且每個(gè)旁柱的橫截面積為主鐵心柱截面積的一半；旁軛也為兩個(gè)，且為等截面，關(guān)于主鐵心柱上下對(duì)稱，且每個(gè)旁軛橫截面積為主鐵心柱截面積的一半。所述的旁柱，旁軛均沒(méi)有間隙。整個(gè)鐵心為臥置的“日”字形結(jié)構(gòu)。主鐵心柱外套設(shè)有分為兩個(gè)部分的工作繞組，第一工作繞組為倒梯形結(jié)構(gòu)，第二工作繞組為梯形結(jié)構(gòu)；兩個(gè)工作繞組的梯形上底一端并聯(lián)在一起作為高壓首端，梯形下底一端并聯(lián)在一起作為高壓末端。兩個(gè)控制繞組套設(shè)在旁柱上，第一旁柱、第二旁柱上分別套裝的控制繞組的匝數(shù)相同，繞向相同或相反，兩繞組串聯(lián)后經(jīng)可調(diào)電阻接至直流電源。所述的控制繞組也可對(duì)稱的套設(shè)在第一旁軛或第二旁軛上，兩繞組匝數(shù)相同，繞向相同或相反，兩繞組串聯(lián)后經(jīng)可調(diào)電阻接至直流電源。直流電源產(chǎn)生的勵(lì)磁磁通不經(jīng)過(guò)主鐵心柱，直接在旁柱、 旁軛上閉合。改變直流電流的大小，即可改變旁柱及旁軛的飽和程度，進(jìn)而改變磁路磁阻， 達(dá)到控制電抗值和容量的目的。

圖1為本實(shí)用新型的鐵心結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1的繞組繞線及接 線方式示意圖；圖4為圖1中繞組的另一種繞線及接線方式示意圖；圖5為圖2、3接線方式直流勵(lì)磁磁通的流動(dòng)方向示意圖；圖6為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型配設(shè)四個(gè)控制繞組時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型的鐵心結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示，主鐵心柱1、第一旁柱3、第二旁柱4、第一旁軛10、第二旁軛11共同組成臥置的“日”字形結(jié)構(gòu)鐵心。主鐵心柱1為單柱且等截面，由帶間隙的多個(gè)鐵心餅疊積而成。第一旁柱3、第二旁柱4為等截面鐵心柱，且關(guān)于主鐵心柱1左右對(duì)稱；第一旁軛11、第二旁軛12為等截面鐵心柱，且關(guān)于主鐵心柱1上下對(duì)稱。且第一旁柱3、第二旁柱4、第一旁軛11、第二旁軛12的截面積均為主鐵心柱1截面積的一半。圖2為發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2所示，第一工作繞組2、第二工作繞組7套設(shè)在主鐵心柱1上，其中第一工作繞組2成倒梯形，第二工作繞組7成梯形。控制繞組5、6 分別套設(shè)在第一旁柱3、第二旁柱4上。調(diào)節(jié)控制繞組5、6中直流電流的大小即可調(diào)節(jié)第一旁柱3、第二旁柱4及第一旁軛10、第二旁軛11上磁通的飽和程度，進(jìn)而控制電抗值。圖3為圖2的繞組繞線及接線方式示意圖；如圖3所示，控制繞組5、6匝數(shù)相同， 繞向相反，控制繞組5、6串聯(lián)后經(jīng)可調(diào)電阻Rc接至直流電源Ec。第一工作繞組2、第二工作繞組7匝數(shù)相同，繞向相反，第一工作繞組2、第二工作繞組7的梯形上底一端相連，為高壓首端；第一工作繞組2、第二工作繞組7的梯形下底一端相連，為高壓末端，又稱中性點(diǎn)端。圖4為圖2中繞組的另一種繞線及接線方式示意圖；如圖4所示，控制繞組5、6匝數(shù)相同，繞向相同，控制繞組5、6串聯(lián)后經(jīng)可調(diào)電阻Rc接至直流電源Ec。圖5為圖3、4接線方式直流勵(lì)磁磁通的流動(dòng)方向示意圖；如圖5所示，控制繞組5、 6產(chǎn)生的勵(lì)磁磁通經(jīng)由第一旁柱3、第一旁軛10、第二旁柱4、第二旁軛11，最后經(jīng)第一旁柱 3閉合，不經(jīng)過(guò)主鐵心柱1。圖6為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖6所示，第一工作繞組2、第二工作繞組7套設(shè)在主鐵心柱1上，其中第一工作繞組2成倒梯形，第二工作繞組7成梯形。 控制繞組8、9對(duì)稱地套設(shè)在旁軛10兩側(cè)。所述控制繞組8、9也可以同樣的方式對(duì)稱地套設(shè)在旁軛11上。調(diào)節(jié)控制繞組8、9的電流大小即可調(diào)節(jié)旁柱3、4及旁軛10、11上磁通的飽和程度，進(jìn)而控制電抗值。[0019] 圖7為本實(shí)用新型配設(shè)四個(gè)控制繞組時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖7所示，控制繞組有四個(gè)，為圖中所示8、9、12、13 ；其中，控制繞組8、9對(duì)稱地套設(shè)在旁軛10兩側(cè)；控制繞組12、13 對(duì)稱地套設(shè)在旁軛11兩側(cè)。
權(quán)利要求1.一種磁飽和式單相可控電抗器，包括由主鐵心柱(1)、第一旁柱(3)、第二旁柱(4)、 第一旁軛(10)和第二旁軛(11)構(gòu)成的鐵心，其特征在于所述的電抗器還包括第一工作繞組(2)、第二工作繞組(7)，控制繞組(5、6)；主鐵心柱(1)為單柱，且為等截面，由帶間隙的多個(gè)鐵心餅疊積而成；第一工作繞組(2)、第二工作繞組(7)套在主鐵心柱(1)上，;兩個(gè)控制繞組(5、6)分別套設(shè)在第一旁柱(3)、第二旁柱(4)上；第一旁柱(3)和第二旁柱(4)為等截面鐵心，且尺寸相同，第一旁柱(3)和第二旁柱(4)的截面積均為主鐵心柱(1)截面積的二分之一；第一旁軛(10)與第二旁軛(11)為等截面鐵心，且尺寸相同，第一旁軛(10)與第二旁軛(11)的截面積均為主鐵心柱(1)截面積的二分之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于，所述的第一工作繞組(2)成倒梯形，第二工作繞組(7)成梯形；第一工作繞組(2)和第二工作繞組(7)的梯形上底一端連接在一起作為高壓首端，第一工作繞組(2)和第二工作繞組(7)的梯形下底一端連接在一起構(gòu)成高壓末端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于，所述的兩個(gè)控制繞組(5、6)對(duì)稱套設(shè)在第一旁柱(3)或第二旁柱(4)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于所述的兩個(gè)控制繞組(5、6)的匝數(shù)相同，控制繞組(5)和控制繞組(6)串聯(lián)后經(jīng)可調(diào)電阻Rc接至外接直流電源Ec。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于所述的第一旁軛(10)的兩側(cè)對(duì)稱地套設(shè)兩個(gè)控制繞組(8、9)，所述的兩個(gè)控制繞組(8、9)的匝數(shù)相同，。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于所述的第二旁軛(11)的兩側(cè)對(duì)稱地套設(shè)兩個(gè)控制繞組(8、9)，所述的兩個(gè)控制繞組(8、9)的匝數(shù)相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于所述的兩個(gè)控制繞組(8、9)對(duì)稱地套設(shè)在旁軛(10)的兩側(cè)，兩個(gè)控制繞組(12、13)對(duì)稱套設(shè)在旁軛(11)的兩側(cè)，四個(gè)控制繞組(8、9、12、13)的匝數(shù)相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁飽和式單相可控電抗器，其特征在于，所述的第一旁柱 (3)、第二旁柱(4)、第一旁軛(10)和第二旁軛(11)均不帶間隙。
專利摘要一種磁飽和式單相可控電抗器，包括由主鐵心柱(1)、兩個(gè)旁柱(3、4)、兩個(gè)旁軛(10、11)構(gòu)成的鐵心，兩個(gè)工作繞組(2、7)，控制繞組(5、6)。主鐵心柱(1)為單柱、等截面，由帶間隙的多個(gè)鐵心餅疊積而成。兩個(gè)工作繞組(2、7)套在主鐵心柱(1)上?？刂评@組(5、6)套在兩個(gè)旁柱(3、4)上或兩個(gè)旁軛(10、11)上；兩個(gè)旁柱(3、4)為等截面鐵心，尺寸相同，兩個(gè)旁柱(3、4)的截面積均為主鐵心柱(1)截面積的二分之一；兩個(gè)旁軛(10、11)為等截面鐵心，且尺寸相同，兩個(gè)旁軛(10、11)的截面積均為主鐵心柱(1)截面積的二分之一。兩個(gè)工作繞組成梯形相對(duì)布置，兩個(gè)工作繞組(2、7)的梯形上底一端連接在一起作為高壓首端，兩個(gè)工作繞組(2、7)的梯形下底一端連接在一起構(gòu)成高壓末端。
文檔編號(hào)H01F27/24GK202003797SQ20112004719
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者張國(guó)強(qiáng), 李康 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所