專利名稱：一種低噪音飽和電抗器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)送變電領域，特別涉及一種低噪音飽和電抗器。
背景技術：
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，減小電力設備在短路時的損害程度，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。近年來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)正常運行時，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，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正常輸電沒有影響。當電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，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短路電流起限制作用，減小短路電流。專利號2008101604501的“一種飽和電抗器短路電流限制裝置，，和專利號 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備，也是最貴重的設備，它的特性直接影響電流限制器的性能指標。發(fā)明專利號為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。但是，該飽和電抗器的電抗線圈串聯(lián)，高次諧波電流不能流通，鐵芯產(chǎn)生高頻振動，噪音較大。另外，進一步降低飽和電抗器的電抗值仍然是追求的目標。

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，提供電壓波形較好，鐵芯產(chǎn)生的噪音較小，飽和狀態(tài)下電抗值更低的低噪音飽和電抗器。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案 一種低噪音飽和電抗器，它包括
一個飽和電抗器鐵芯；飽和電抗器鐵芯一側(cè)分別安裝電抗線圈Li、直流線圈L2 ；飽和電抗器鐵芯另一側(cè)分別安裝對應的電抗線圈L3、直流線圈L4 ；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；
電抗線圈Ll的同名端與電抗線圈L3的異名端連接，同時該端還作為飽和電抗器交流回路的其中一個交流端子I ；電抗線圈Ll的異名端與電抗線圈L3的同名端連接，同時作為飽和電抗器交流回路的另一個交流端子II ；直流線圈L2的同名端與直流線圈L4的同名端連接，直流線圈L2的異名端為飽和電抗器直流回路的其中一個直流端子I，直流線圈L4的異名端為飽和電抗器直流回路的另一個直流端子II。一種低噪音飽和電抗器，它包括
一個飽和電抗器鐵芯；飽和電抗器鐵芯一側(cè)分別安裝電抗線圈Li、直流線圈L2 ；飽和電抗器鐵芯另一側(cè)分別對應的安裝電抗線圈L3、直流線圈L4 ；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；
電抗線圈Ll的同名端與電抗線圈L3的同名端連接，同時作為飽和電抗器交流回路的其中一個交流端子I ；電抗線圈Ll的異名端與電抗線圈L3的異名端連接，同時作為飽和電抗器交流回路的另一個交流端子II ；
直流線圈L2的同名端與直流線圈L4的異名端連接，同時直流線圈L2的異名端作為飽和電抗器直流回路的其中一個直流端子I，直流線圈L4的同名端作為飽和電抗器直流回路的另一個直流端子II。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)正常導通運行時，比發(fā)明專利號2010105840411的“一種磁飽和電抗器”的電抗值減小50%。減小了交流回路對直流回路的干擾，保護了直流電路中的電力電子器件。電壓波形較好，鐵芯產(chǎn)生的噪音較小。


圖1表示一種噪音較小的飽和電抗器結(jié)構(gòu)及連接方式； 圖2表示另一種噪音較小的飽和電抗器連接方式；
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。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。實施例1
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的同名端與電抗線圈L3的異名端連接，為飽和電抗器交流回路的其中一個交流端子II，電抗線圈Ll的異名端與電抗線圈L3的同名端連接，為飽和電抗器交流回路的另一個交流端子Π2 ；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Φ1與電抗線圈 L2流過的交流電流在鐵芯中產(chǎn)生的磁通Φ2，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。
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)生感生電動勢；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)生感生電動勢；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的工頻感生電動勢與直流線圈L4的工頻感生電動勢相減為零，電抗線圈 Li、電抗線圈L3的交流電流對直流回路不產(chǎn)生影響。直流線圈L3、L4中流過直流電流時，直流線圈L3、L4產(chǎn)生的磁通一個向上，一個向下，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，對交流線圈影響大。所以，直流磁通使所在鐵芯飽和時，交流線圈所在的鐵芯柱也同時是飽和的。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。電抗線圈Ll與電抗線圈L3是并聯(lián)的，所以，飽和電抗器的電抗值進一步減小50%。飽和電抗器的交流線圈與直流線圈層次繞制在相同的鐵芯柱上，加強了交流線圈與直流線圈的磁耦合。電抗線圈Ll與電抗線圈L3是并聯(lián)的，高次諧波電流可在電抗線圈Ll與電抗線圈 L3中形成流通回路，使飽和電抗器的電壓波形較好。鐵芯產(chǎn)生高頻振動較小，飽和電抗器產(chǎn)生的噪音較小。電抗線圈Ll與直流線圈L2同柱，電抗線圈L3與直流線圈L4同柱，如果直流端子 13與直流端子114之間有干擾交流電壓，就會在電抗線圈Ll與電抗線圈L3之間形成環(huán)流， 強制直流端子13與直流端子114之間的干擾交流電壓下降。減小了干擾電壓對直流電路的危害。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。實施例2
圖2表示另一種噪音較小的飽和電抗器連接方式；它包括一個飽和電抗器鐵芯；飽和電抗器鐵芯一側(cè)分別安裝電抗線圈Li、直流線圈L2 ；飽和電抗器鐵芯另一側(cè)分別對應的安裝電抗線圈L3、直流線圈L4 ；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；
電抗線圈Ll的同名端與電抗線圈L3的同名端連接，同時作為飽和電抗器交流回路的其中一個交流端子Il ；電抗線圈Ll的異名端與電抗線圈L3的異名端連接，同時作為飽和電抗器交流回路的另一個交流端子Π2 ；
直流線圈L2的同名端與直流線圈L4的異名端連接，同時直流線圈L2的異名端作為飽和電抗器直流回路的其中一個直流端子13，直流線圈L4的同名端作為飽和電抗器直流回路的另一個直流端子114。圖2所示的飽和電抗器特點是，直流磁通流過鐵芯中間的鐵芯磁柱，交流磁通只在鐵芯兩側(cè)的鐵芯磁柱流動，不流入鐵芯中間鐵芯磁柱；交流磁通路徑短，直流磁通路徑長。圖1表示的一種飽和電抗器特點是，交流磁通流過鐵芯中間的鐵芯磁柱，直流磁通只在鐵芯兩側(cè)的鐵芯磁柱流動，不流入鐵芯中間鐵芯磁柱；直流磁通路徑短，交流磁通路徑長。
本發(fā)明的噪音較小的飽和電抗器可用現(xiàn)有技術設計制造，完全可以實現(xiàn)。有廣闊應用前景。
權利要求
1.一種低噪音飽和電抗器，其特征是，它包括一個飽和電抗器鐵芯；飽和電抗器鐵芯一側(cè)分別安裝電抗線圈Li、直流線圈L2 ；飽和電抗器鐵芯另一側(cè)分別安裝對應的電抗線圈L3、直流線圈L4 ；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；電抗線圈Ll的同名端與電抗線圈L3的異名端連接，同時該端還作為飽和電抗器交流回路的其中一個交流端子I ；電抗線圈Ll的異名端與電抗線圈L3的同名端連接，同時作為飽和電抗器交流回路的另一個交流端子II ；直流線圈L2的同名端與直流線圈L4的同名端連接，直流線圈L2的異名端為飽和電抗器直流回路的其中一個直流端子I，直流線圈L4的異名端為飽和電抗器直流回路的另一個直流端子II。
2.一種低噪音飽和電抗器，其特征是，它包括一個飽和電抗器鐵芯；飽和電抗器鐵芯一側(cè)分別安裝電抗線圈Li、直流線圈L2 ；飽和電抗器鐵芯另一側(cè)分別對應的安裝電抗線圈L3、直流線圈L4 ；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；電抗線圈Ll的同名端與電抗線圈L3的同名端連接，同時作為飽和電抗器交流回路的其中一個交流端子I ；電抗線圈Ll的異名端與電抗線圈L3的異名端連接，同時作為飽和電抗器交流回路的另一個交流端子II ；直流線圈L2的同名端與直流線圈L4的異名端連接，同時直流線圈L2的異名端作為飽和電抗器直流回路的其中一個直流端子I，直流線圈L4的同名端作為飽和電抗器直流回路的另一個直流端子II。
3.如權利要求1或2所述的低噪音飽和電抗器，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)明涉及一種在飽和狀態(tài)下，能降低飽和電抗器的電抗值的低噪音飽和電抗器。它包括飽和電抗器鐵芯；飽和電抗器鐵芯一側(cè)安裝電抗線圈L1、直流線圈L2；飽和電抗器鐵芯另一側(cè)安裝電抗線圈L3、直流線圈L4；電抗線圈L1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；電抗線圈L1的同名端與電抗線圈L3的異名端連接，為飽和電抗器交流回路的其中一個交流端子I，電抗線圈L1的異名端與電抗線圈L3的同名端連接，為飽和電抗器交流回路的另一個交流端子II；直流線圈L2的同名端與直流線圈L4的同名端連接，直流線圈L2的異名端為飽和電抗器直流回路的其中一個直流端子I，直流線圈L4的異名端為飽和電抗器直流回路的另一個直流端子II。
文檔編號H01F27/28GK102184766SQ20111004095
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權日2011年2月21日
發(fā)明者李曉明 申請人:山東大學