一種基于正交磁化原理的可調(diào)電抗器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種正交磁化可調(diào)電抗器，所述電抗器主體結(jié)構(gòu)包括交流工作鐵心、正交鐵心、交流工作繞組和直流激磁繞組。所述交流工作鐵心為空心圓柱狀鐵心，由硅鋼片卷繞而成。正交鐵心為開口鐵心，空心圓柱鐵心嵌放于正交鐵心開口處，鐵心上下端與鐵心開口處緊密相連。交流工作繞組繞于交流工作鐵心上并外接電網(wǎng)，直流激磁繞組繞于正交鐵心上并接至外接直流偏磁電源。本發(fā)明的正交磁化可調(diào)電抗器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，電抗值線性，并能在很大范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)。
【專利說明】一種基于正交磁化原理的可調(diào)電抗器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種基于正交磁化原理的可調(diào)電抗器，具體涉及一種電網(wǎng)無功補(bǔ)償連續(xù)可調(diào)電抗器。

【背景技術(shù)】
[0002]在高壓和超高壓電網(wǎng)中，無功補(bǔ)償?shù)哪康氖侵坞娋W(wǎng)樞紐點(diǎn)電壓，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，增大線路輸電能力并減小線損，抑制電網(wǎng)的功率振蕩及工頻過電壓，調(diào)壓以及優(yōu)化無功潮流等。無功平衡是電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證，對(duì)于超高壓長(zhǎng)距離輸電網(wǎng)尤其如此。研宄證明，可調(diào)電抗器的容量不僅可以隨傳輸功率的大小而變化，平滑的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的無功功率，實(shí)現(xiàn)柔性輸電，還可以抑制工頻和操作過電壓，降低線路損耗，從而可大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，因此可調(diào)電抗器對(duì)于提高電力系統(tǒng)運(yùn)行性能有顯著作用。
[0003]常見的可調(diào)電抗器有調(diào)匝式可調(diào)電抗器、調(diào)氣隙尺寸式可調(diào)電抗器、可控硅控制電抗器和飽和電抗器。而應(yīng)用最為廣泛的可調(diào)電抗器有兩類:可控硅控制電抗器中的晶閘管控制電抗器、飽和電抗器中的磁閥式電抗器。晶閘管控制電抗器近年來由于功率電子的快速發(fā)展而得到廣泛應(yīng)用，晶閘管控制電抗器雖然反應(yīng)速度快，技術(shù)較成熟，但是造價(jià)高、維護(hù)困難、諧波污染較嚴(yán)重，大規(guī)模的應(yīng)用仍受到諸多限制；磁閥式可調(diào)電抗器由外部鐵心柱、分裂鐵心柱、繞組、可控硅及觸發(fā)裝置組成，每相有四個(gè)繞組，繞于雙鐵心柱上，每個(gè)鐵心柱的兩線圈分別與同相的另一鐵心柱的線圈交叉連接，每柱鐵心有一段小截面段，起到磁閥的作用，磁閥處可以設(shè)計(jì)的接近極限飽和，因此電抗器線性度較好，電抗器諧波很小，在不采取其它任何措施的情況下，三相對(duì)稱三角形連接的磁閥式可調(diào)電抗器可完全滿足電網(wǎng)對(duì)諧波要求。磁閥式可調(diào)電抗器直流控制電源由交流工作繞組自耦變壓后由可控硅整流獲得，交直流繞組存在電氣連接，因此接線較復(fù)雜。同時(shí)由于磁閥式可調(diào)電抗器額定工作狀態(tài)為極限飽和，此時(shí)容量已達(dá)到極限值，故其過負(fù)荷能力較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種正交磁化可調(diào)電抗器，在降低可調(diào)電抗器成本和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的的同時(shí)，電抗器還要有較大的線性調(diào)整范圍。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種基于正交磁化原理的可調(diào)電抗器，包括交流工作鐵心1、正交鐵心2、直流激磁繞組4和交流工作繞組3 ;所述交流工作繞組3繞于交流工作鐵心I的一側(cè)；所述正交鐵心2的一側(cè)設(shè)置有開口，所述交流工作鐵心I的另一側(cè)嵌放在正交鐵心2的開口處；所述直流激磁繞組4繞于正交鐵心2的另一側(cè)；所述交流工作鐵心I由電工硅鋼片卷繞成空心圓柱體；所述正交鐵心2由電工硅鋼片疊壓而成；所述正交鐵心2為空心方體或U型體。
[0007]進(jìn)一步的，交流工作繞組3接于電網(wǎng)，直流偏磁繞組4外接直流電源。
[0008]有益效果:本發(fā)明提供的基于正交磁化原理的可調(diào)電抗器:
[0009](I)本發(fā)明的正交磁化可調(diào)電抗器，交流工作鐵心由電工硅鋼片卷繞成空心圓柱體；正交鐵心由電工硅鋼片疊壓而成；鐵心結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工。
[0010](2)交流工作繞組和直流偏磁繞組分別繞于交流工作鐵心和正交鐵心上，兩者無電氣連接，避免了電網(wǎng)側(cè)高電壓大電流對(duì)控制回路的影響，提高了電抗器的可靠性。
[0011](3)采用單獨(dú)的直流電源給電抗器直流激磁繞組供電，因此接線簡(jiǎn)單。電抗器的電抗僅與直流激磁繞組有關(guān)，控制相對(duì)簡(jiǎn)單。
[0012](4)交流工作繞組和直流偏磁繞組產(chǎn)生的磁通互相正交，無磁耦合作用，兩繞組之間無能量的交換，提高了電抗器的響應(yīng)速度。
[0013](5)交流工作鐵心由電工硅鋼片卷繞成空心圓柱體相比疊片而成的鐵心，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、漏感小；相同電感的電抗器，其卷繞式鐵心的體積可以做的更小，效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為正交磁化可調(diào)電抗器實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為正交磁化可調(diào)電抗器實(shí)施方式二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為交流工作鐵心由電工硅鋼片卷繞成空心圓柱體示意圖；
[0017]圖4為正交鐵心為空心方體或U型體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]附圖標(biāo)記說明:交流工作鐵心1、正交鐵心2、交流工作繞組3、直流激磁繞組4、空心方體開口 5、空心方體側(cè)柱6、空心方體端部7、U型體正交鐵心8。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0020]實(shí)施例一:
[0021]如圖1所示的一種基于正交磁化原理的可調(diào)電抗器:包括交流工作鐵心1、正交鐵心2、交流工作繞組3和直流激磁繞組4 ;交流工作繞組3繞于交流工作鐵心I的一側(cè)；所述正交鐵心2的一側(cè)設(shè)置有開口，所述交流工作鐵心I的另一側(cè)嵌放在正交鐵心2的開口處；所述直流激磁繞組4繞于正交鐵心2的另一側(cè)。圖3為交流工作鐵心I示意圖，交流工作鐵心I由電工硅鋼片卷繞成空心圓柱體；卷繞成空心圓柱體相比疊片而成的鐵心，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、漏感?。幌嗤姼械碾娍蛊?，其卷繞式鐵心的體積可以做的更小，效率高。所述正交鐵心2由電工硅鋼片疊壓而成。圖4為空心方體示意圖，正交鐵心2為空心方體。交流工作繞組3接于電網(wǎng)，直流偏磁繞組4外接直流電源。
[0022]交流工作繞組3繞于交流工作鐵心I上，產(chǎn)生的交流工作磁通沿著交流工作鐵心I卷繞方向。直流激磁繞組4產(chǎn)生的直流激磁磁通由空心方體端部7流入交流工作鐵心1，直流激磁磁通沿交流工作鐵心I中心軸的縱向流通。交流工作磁通與直流偏磁磁通互相正交，交直流繞組互不影響。由于電抗器的正交結(jié)構(gòu)，交流工作磁通不會(huì)通過正交鐵心時(shí)，直流偏磁繞組中不會(huì)感應(yīng)出交流電壓，降低了對(duì)直流電源的影響。直流偏磁磁通僅僅起到偏磁作用，用于調(diào)節(jié)交流工作繞組3的電抗值，即交流工作鐵心I軸向飽和程度由直流偏磁電流決定，通過控制直流偏磁電流大小可快速調(diào)節(jié)交流工作鐵心軸向的飽和程度，從而快速調(diào)節(jié)電抗器的電抗值。
[0023]圖2為正交磁化可調(diào)電抗器實(shí)施方式二結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，交流工作鐵心I仍為空心圓柱狀卷繞鐵心，正交鐵心2為U型體鐵心，交流工作鐵心I嵌放在正交鐵心2的端部，使其兩鐵心緊密相連，保證直流偏磁磁通的流通。其余部件放置與實(shí)施例一一致。
[0024]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于正交磁化原理的可調(diào)電抗器，其特征在于:包括交流工作鐵心(1)、正交鐵心(2)、直流激磁繞組(4)和交流工作繞組(3);所述交流工作繞組(3)繞于交流工作鐵心(1)的一側(cè)；所述正交鐵心(2)的一側(cè)設(shè)置有開口，所述交流工作鐵心(1)的另一側(cè)嵌放在正交鐵心(2)的開口處；所述直流激磁繞組(4)繞于正交鐵心(2)的另一側(cè)；所述交流工作鐵心(1)由電工硅鋼片卷繞成空心圓柱體；所述正交鐵心(2)由電工硅鋼片疊壓而成；所述正交鐵心(2)為空心方體或U型體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于正交磁化原理的可調(diào)電抗器，其特征在于:交流工作繞組(3)接于電網(wǎng)，直流偏磁繞組(4)外接直流電源。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK104505237SQ201510018862
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2015年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月14日
【發(fā)明者】林克曼, 李念, 萬秋蘭, 林明耀 申請(qǐng)人:東南大學(xué)