專利名稱：一種飽和電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)送變電領(lǐng)域，特別涉及一種更優(yōu)性能的飽和電抗器。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，發(fā)電容量的不斷上升，電力系統(tǒng)發(fā)生短路引起的短路電流很大。電力系統(tǒng)發(fā)生短路引起的短路電流對(duì)電力系統(tǒng)的危害是很大的。減小短路電流，可使斷路器能夠切斷短路電流，減小電力設(shè)備在短路時(shí)的損害程度，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。近年來(lái)研究限制短路電流的方法與裝置(也稱電流限制器)成為熱門課題。利用飽和電抗器鐵芯的飽和特性構(gòu)成電流限制器。在飽和電抗器鐵芯上增加一組直流線圈，電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，直流電源給直流線圈提供直流電流，使飽和電抗器的鐵芯深度飽和。飽和電抗器的鐵芯深度飽和時(shí)，飽和電抗器呈現(xiàn)小電抗；串聯(lián)在輸電線路中的電流限制器對(duì)正常輸電沒有影響。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，控制模塊切斷直流線圈的直流電流，飽和電抗器的鐵芯脫離飽和；飽和電抗器呈現(xiàn)很大電抗。串聯(lián)在輸電線路中的飽和電抗器對(duì)短路電流起限制作用，減小短路電流。專利號(hào)2008101604501的“一種飽和電抗器短路電流限制裝置，，和專利號(hào) 2008101592788的“短路電流限制裝置及方法”是這方面的研究成果之一。飽和電抗器是飽和電抗型電流限制器的核心設(shè)備，也是最貴重的設(shè)備，它的特性直接影響電流限制器的性能指標(biāo)。發(fā)明專利號(hào)為2010105840411的“一種磁飽和電抗器”提出了一種在滿足性能要求條件下能減小飽和電抗器的體積與重量；在磁飽和狀態(tài)下，能降低飽和電抗器的電抗值的一種飽和電抗器。進(jìn)一步提高飽和電抗器的性能仍然是追求的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，在磁飽和狀態(tài)下，進(jìn)一步降低飽和電抗器的電抗值；且抗干擾能力強(qiáng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種飽和電抗器，它包括
一個(gè)飽和電抗器鐵芯；所述飽和電抗器鐵芯一側(cè)分別安裝至少一個(gè)電抗線圈和多個(gè)直流線圈，在飽和電抗器鐵芯另一側(cè)對(duì)應(yīng)位置對(duì)稱的分別設(shè)有一個(gè)與所述電抗線圈和直流線圈結(jié)構(gòu)、匝數(shù)相同的另一電抗線圈和另一直流線圈，從而構(gòu)成電抗線圈對(duì)和直流線圈對(duì)；其中，一個(gè)電抗線圈對(duì)的兩同名端分別為作為飽和電抗器交流回路的交流端子I和交流端子 II，它們的兩異名端相連；
各對(duì)直流線圈對(duì)中，其中一對(duì)直流線圈的一個(gè)同名端與一個(gè)異名端連接，剩余的同名端和異名端坐為直流端子I和直流端子II ；剩余各對(duì)直流線圈中的兩同名端與兩異名端分別相連。一種飽和電抗器，它包括
一個(gè)飽和電抗器鐵芯；飽和電抗器鐵芯一側(cè)分別安裝電抗線圈Li、直流線圈L2、直流線圈L5 ；飽和電抗器鐵芯另一側(cè)分別安裝電抗線圈L3、直流線圈L4、直流線圈L6 ；電抗線圈Ll與電抗線圈L3結(jié)構(gòu)、匝數(shù)相同；直流線圈L2與直流線圈L4結(jié)構(gòu)、匝數(shù)相同；直流線圈 L5與直流線圈L6結(jié)構(gòu)、匝數(shù)相同；
電抗線圈Ll的同名端為飽和電抗器交流回路的其中一個(gè)交流端子I，電抗線圈Ll的異名端與電抗線圈L3的異名端連接，電抗線圈L3的同名端為飽和電抗器交流回路的另一個(gè)交流端子II ；
直流線圈L2的同名端與直流線圈L4的異名端連接，直流線圈L2的異名端為飽和電抗器直流回路的其中一個(gè)直流端子I，直流線圈L4的同名端為飽和電抗器直流回路的另一個(gè)直流端子II ；
直流線圈L5的同名端與直流線圈L6的異名端連接，直流線圈L5的異名端與直流線圈 L6的同名端連接。所述飽和電抗器鐵芯為日字型結(jié)構(gòu)；兩側(cè)鐵芯的截面積相等；中間鐵芯的截面積等于兩側(cè)鐵芯的截面積之和。本發(fā)明提供了提供在磁飽和狀態(tài)下，降低飽和電抗器的電抗值的一種飽和電抗器結(jié)構(gòu)及連接方式。本發(fā)明的有益效果是在磁飽和狀態(tài)下，飽和電抗器的電抗值更低。本發(fā)明飽和電抗器用于電流限制器，電力系統(tǒng)正常導(dǎo)通運(yùn)行時(shí)，比發(fā)明專利號(hào)2010105840411的“一種磁飽和電抗器”的電抗值減小6%。減小了交流回路對(duì)直流回路的干擾，保護(hù)了直流電路中的電力電子器件。


圖1表示飽和電抗器結(jié)構(gòu)及連接方式；
其中，1.交流端子I，2.交流端子II，3.直流端子I，4.直流端子II，5.飽和電抗器鐵芯。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。飽和電抗器結(jié)構(gòu)及連接方式如圖1所示。裝置交流端子Il與交流端子112串連接入交流輸電回路；裝置直流端子13與直流端子114串連接入直流供電回路。由于電抗線圈Ll的同名端為飽和電抗器交流回路的交流端子II，電抗線圈Ll的異名端與電抗線圈L3的異名端連接，電抗線圈L3的同名端為飽和電抗器交流回路的交流端子II ；又由于電抗線圈Ll與電抗線圈L3結(jié)構(gòu)、匝數(shù)、繞制方法工藝要求相同；所以，在電抗線圈Ll流過的交流電流在鐵芯中產(chǎn)生的磁通Φ 1與電抗線圈L2流過的交流電流在鐵芯中產(chǎn)生的磁通Φ 2，大小相等，方向都向上，交流磁通分別在日型結(jié)構(gòu)兩側(cè)鐵芯向上，都經(jīng)過日字型結(jié)構(gòu)的中間鐵芯形成閉合回路。如果飽和電抗器的直流線圈L2、直流線圈L4直流電流為零；飽和電抗器鐵芯脫離飽和狀態(tài)，串聯(lián)在輸電回路中的電抗線圈Li、電抗線圈L3的電抗很大。所述飽和電抗器鐵芯5為日字型結(jié)構(gòu)；兩側(cè)鐵芯的截面積相等；中間鐵芯的截面積等于兩側(cè)鐵芯的截面積之和。直流線圈L2的同名端與直流線圈L4的異名端連接，直流線圈L2的異名端為飽和電抗器直流回路的其中一個(gè)直流端子13，直流線圈L4的同名端為飽和電抗器直流回路的直流端子114。電抗線圈Ll在飽和電抗器鐵芯中產(chǎn)生工頻磁通，該工頻磁通在直流線圈 L2產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)；電抗線圈L3在飽和電抗器鐵芯中產(chǎn)生工頻磁通，該工頻磁通在直流線圈L4產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)；由于直流線圈L2與直流線圈L4結(jié)構(gòu)、匝數(shù)、繞制方法的工藝要求相同，直流線圈L2的工頻感生電動(dòng)勢(shì)與直流線圈L4的工頻感生電動(dòng)勢(shì)相減為零，電抗線圈 Li、電抗線圈L3的交流電流對(duì)直流回路不產(chǎn)生影響。直流線圈L3、L4中流過直流電流時(shí)，直流線圈L3、L4產(chǎn)生的磁通一個(gè)向上，一個(gè)向下，直流磁通在兩側(cè)鐵芯形成磁通閉環(huán)；直流磁通路徑比目前已經(jīng)使用的雙口字型結(jié)構(gòu)飽和電抗器交流磁通路徑短，鐵芯飽和深，對(duì)交流線圈影響大。所以，直流磁通使所在鐵芯飽和時(shí)，交流線圈所在的鐵芯柱也同時(shí)是飽和的。飽和電抗器鐵芯處于飽和狀態(tài)，串聯(lián)在輸電回路中的電抗線圈Li、電抗線圈L3的電抗很小。飽和電抗器的各交流線圈與直流線圈層次繞制在相同的鐵芯柱上，加強(qiáng)了交流線圈與直流線圈的磁耦合。直流線圈L5的同名端與直流線圈L6的異名端連接，直流線圈L5的異名端與直流線圈L6的同名端連接。電抗線圈Ll在飽和電抗器鐵芯中產(chǎn)生工頻磁通，該工頻磁通在直流線圈L5產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)；電抗線圈L3在飽和電抗器鐵芯中產(chǎn)生工頻磁通，該工頻磁通在直流線圈L6產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)；由于直流線圈L5與直流線圈L6結(jié)構(gòu)、匝數(shù)、繞制方法的工藝要求相同，直流線圈L5的工頻感生電動(dòng)勢(shì)與直流線圈L6的工頻感生電動(dòng)勢(shì)相減為零，直流線圈L5與直流線圈L6中沒有電流流動(dòng)。如果直流端子13與直流端子114之間有干擾交流電壓，直流線圈L5的工頻感生電動(dòng)勢(shì)與直流線圈L6的工頻感生電動(dòng)勢(shì)相減不為零，直流線圈L5與直流線圈L6中有電流流動(dòng)，強(qiáng)制直流端子13與直流端子114之間的干擾交流電壓下降。減小了干擾電壓對(duì)直流電路的危害。本發(fā)明的飽和電抗器可用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)制造，完全可以實(shí)現(xiàn)。有廣闊應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種飽和電抗器，其特征是，它包括一個(gè)飽和電抗器鐵芯；所述飽和電抗器鐵芯一側(cè)分別安裝至少一個(gè)電抗線圈和多個(gè)直流線圈，在飽和電抗器鐵芯另一側(cè)對(duì)應(yīng)位置對(duì)稱的分別設(shè)有一個(gè)與所述電抗線圈和直流線圈結(jié)構(gòu)、匝數(shù)相同的另一電抗線圈和另一直流線圈，從而構(gòu)成電抗線圈對(duì)何直流線圈對(duì)；其中，一個(gè)電抗線圈對(duì)的兩同名端分別為作為飽和電抗器交流回路的交流端子I和交流端子 II，它們的兩異名端相連；各對(duì)直流線圈對(duì)中，其中一對(duì)直流線圈的一個(gè)同名端與一個(gè)異名端連接，剩余的同名端和異名端坐為直流端子I和直流端子II ；剩余各對(duì)直流線圈中的兩同名端與兩異名端分別相連。
2.如權(quán)利要求1所述的飽和電抗器，其特征是，它包括一個(gè)飽和電抗器鐵芯；飽和電抗器鐵芯一側(cè)分別安裝電抗線圈Li、直流線圈L2、直流線圈L5 ；飽和電抗器鐵芯另一側(cè)分別安裝電抗線圈L3、直流線圈L4、直流線圈L6 ；電抗線圈Ll與電抗線圈L3結(jié)構(gòu)、匝數(shù)相同；直流線圈L2與直流線圈L4結(jié)構(gòu)、匝數(shù)相同；直流線圈 L5與直流線圈L6結(jié)構(gòu)、匝數(shù)相同；電抗線圈Ll的同名端為飽和電抗器交流回路的其中一個(gè)交流端子I，電抗線圈Ll的異名端與電抗線圈L3的異名端連接，電抗線圈L3的同名端為飽和電抗器交流回路的另一個(gè)交流端子II ；直流線圈L2的同名端與直流線圈L4的異名端連接，直流線圈L2的異名端為飽和電抗器直流回路的其中一個(gè)直流端子I，直流線圈L4的同名端為飽和電抗器直流回路的另一個(gè)直流端子II ；直流線圈L5的同名端與直流線圈L6的異名端連接，直流線圈L5的異名端與直流線圈 L6的同名端連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的飽和電抗器，其特征是，所述飽和電抗器鐵芯為日字型結(jié)構(gòu)；兩側(cè)鐵芯的截面積相等；中間鐵芯的截面積等于兩側(cè)鐵芯的截面積之和。
全文摘要
本發(fā)明涉及在飽和狀態(tài)下，能降低飽和電抗器的電抗值的一種更優(yōu)性能的飽和電抗器。它包括一個(gè)飽和電抗器鐵芯；所述飽和電抗器鐵芯一側(cè)分別安裝至少一個(gè)電抗線圈和多個(gè)直流線圈，在飽和電抗器鐵芯另一側(cè)對(duì)應(yīng)位置對(duì)稱的分別設(shè)有一個(gè)與所述電抗線圈和直流線圈結(jié)構(gòu)、匝數(shù)相同的另一電抗線圈和另一直流線圈，從而構(gòu)成電抗線圈對(duì)何直流線圈對(duì)；其中，一個(gè)電抗線圈對(duì)的兩同名端分別為作為飽和電抗器交流回路的交流端子I和交流端子II，它們的兩異名端相連；各對(duì)直流線圈對(duì)中，其中一對(duì)直流線圈的一個(gè)同名端與一個(gè)異名端連接，剩余的同名端和異名端坐為直流端子I和直流端子II；剩余各對(duì)直流線圈中的兩同名端與兩異名端分別相連。
文檔編號(hào)H01F27/28GK102184765SQ20111004095
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者李曉明 申請(qǐng)人:山東大學(xué)