一種混合偏磁磁飽和可控電抗器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合偏磁磁飽和可控電抗器，包括：電抗器鐵心、偏磁永磁體、交流工作繞組、直流偏磁繞組。所述電抗器鐵心由硅鋼片疊壓而成，鐵心包含三個(gè)鐵心柱。中間鐵心柱上留有縫隙作為可控電抗器的氣隙。兩側(cè)鐵心柱橫截面上對稱的嵌入兩塊偏磁永磁體，偏磁永磁體充磁方向相反，產(chǎn)生的永磁磁通沿外圍鐵心流通。兩側(cè)鐵心柱對稱的繞有匝數(shù)相同的直流偏磁繞組，兩直流偏磁繞組順向串聯(lián)，中間鐵心柱上繞有交流工作繞組。本發(fā)明滿足電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件的同時(shí)該電抗器有較大的線性調(diào)節(jié)范圍。
【專利說明】 一種混合偏磁磁飽和可控電抗器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種電抗器，具體涉及一種混合偏磁磁飽和可控電抗器。

【背景技術(shù)】
[0002]無功平衡對電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到重要的作用。對于輸電線路，隨著超高壓、長距離電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，線路對地的充電容量顯著增加，造成輕載和空載時(shí)由于超前無功功率過大而使受端電壓上升；超前電流使輸電過程中電力損耗增大以及切除負(fù)荷產(chǎn)生工頻過電壓等后果。而對于配網(wǎng)來說，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，大型軋鋼機(jī)、煉鋼電弧爐、電焊機(jī)等大功率沖擊負(fù)荷使用越來越廣泛。這些沖擊性負(fù)荷導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動(dòng)、電壓閃變、電壓波形畸變，威脅電氣設(shè)備的安全，影響了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003]研宄表明動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置能夠吸收超前無功功率，限制操作過電壓，對于保證電網(wǎng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，確保供電質(zhì)量有重要的作用。傳統(tǒng)的并聯(lián)電抗器功率通常容量固定不能自動(dòng)連續(xù)平滑的調(diào)節(jié)，難以很好的滿足電網(wǎng)對于無功功率動(dòng)態(tài)的需求，只能用于容量有限的傳統(tǒng)電網(wǎng)。自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置因其可連續(xù)調(diào)節(jié)、平滑跟蹤負(fù)荷變化等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)電網(wǎng)中常用的自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置有晶閘管控制電抗器和磁飽和可控電抗器。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)下，線路常態(tài)是處于負(fù)載或者滿載，需要并網(wǎng)可調(diào)電抗器工作于小電抗?fàn)顟B(tài)，以降低無功補(bǔ)償。對于現(xiàn)有直流控制的飽和電抗器，需要較大的直流偏磁以獲得較小的電抗值，此類可控電抗器對于經(jīng)常處于負(fù)載或者滿載的線路并不經(jīng)濟(jì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種混合偏磁磁飽和可控電抗器，電抗器電抗值跟直流偏磁電流成正比，滿足電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件的同時(shí)該電抗器有較大的線性調(diào)節(jié)范圍。
[0006]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:
[0007]一種混合偏磁磁飽和可控電抗器，包括電抗器鐵心1、交流工作繞組3和兩組直流偏磁繞組4 ;所述電抗器鐵心I中包含中間鐵芯柱，以及以所述中間鐵芯柱為中心，對稱設(shè)置的兩側(cè)鐵芯柱；在兩側(cè)鐵心柱的橫截面上分別嵌入偏磁永磁體2，所述對稱嵌入的偏磁永磁體2的橫截面積相同；在中間鐵心柱上設(shè)置有氣隙5 ;所述兩組直流偏磁繞組4分別繞于兩側(cè)鐵心柱上；所述交流工作繞組3繞于中間鐵心柱上；所述兩組直流偏磁繞組4順向串聯(lián)。
[0008]進(jìn)一步的，所述對稱嵌入兩側(cè)鐵心柱上的偏磁永磁體2充磁方向相反。
[0009]進(jìn)一步的，所述兩組直流偏磁繞組4匝數(shù)相同。
[0010]進(jìn)一步的，所述兩組直流偏磁繞組4外接直流勵(lì)磁電源，并且通過外接直流勵(lì)磁電源產(chǎn)生的直流偏磁磁通相反。
[0011]進(jìn)一步的，所述電抗器鐵心I由硅鋼片疊壓而成。
[0012]有益效果:本發(fā)明提供的一種混合偏磁磁飽和可控電抗器:
[0013](I)、混合偏磁磁飽和可控電抗器的控制特性與直流偏磁飽和電抗器的控制特性相反；本發(fā)明直流偏磁電流小時(shí)電抗值小，直流偏磁電流大時(shí)電抗值大。電抗器工作于小電抗?fàn)顟B(tài)時(shí)損耗小。
[0014](2)、偏磁永磁體和直流偏磁繞組產(chǎn)生的混合磁通僅在兩側(cè)鐵心柱上流通，不通過中間鐵心柱；中間鐵心柱和氣隙中僅有交流工作繞組產(chǎn)生的工作磁通通過；中間鐵心柱上的氣隙不在直流磁通路徑上:兩直流偏磁繞組產(chǎn)生的直流磁通只沿鐵心外圍流通，即直流磁通路徑上不存在氣隙(氣隙磁阻較大)，所以只需要較小的直流勵(lì)磁電源產(chǎn)生偏磁磁通，即本發(fā)明的可控電抗器對直流偏磁電源的要求小。
[0015](3)、交流工作繞組和直流偏磁繞組沒有電氣連接，降低了直流側(cè)的絕緣要求，電抗器的控制相對簡單。
[0016](4)、兩組直流偏磁繞組采用順向串聯(lián)連接，使得交流工作繞組在兩組直流偏磁繞組中感應(yīng)出的交流電勢互相抵消，因此交流工作繞組對直流偏磁電源的影響小。
[0017](5)、借助直流控制的磁飽和可控電抗器，制造工藝簡單、成本低廉、結(jié)構(gòu)可靠，有助于提高電網(wǎng)的輸電能力、調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓、補(bǔ)償無功功率以及限制操作過電壓。
[0018](6)兩側(cè)偏磁永磁體的橫截面相同，是為了兩組直流偏磁繞組產(chǎn)生的直流磁通在中間鐵心柱上互相抵消。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為混合偏磁飽和電抗器示意圖；
[0020]圖2為永磁體充磁和直流偏磁電流流向示意圖；
[0021]圖中有:電抗器鐵心1、偏磁永磁體2、交流工作繞組3、直流偏磁繞組4、氣隙5。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0023]如圖1所示的一種混合偏磁磁飽和可控電抗器，包括電抗器鐵心1、交流工作繞組3和兩組直流偏磁繞組4 ;所述電抗器鐵心I中包含中間鐵芯柱，以及以所述中間鐵芯柱為中心，對稱設(shè)置的兩側(cè)鐵芯柱；在兩側(cè)鐵心柱的橫截面上分別嵌入偏磁永磁體2，所述對稱嵌入的偏磁永磁體2的橫截面積相同；在中間鐵心柱上設(shè)置有氣隙5 ;所述兩組直流偏磁繞組4分別繞于兩側(cè)鐵心柱上；所述交流工作繞組3繞于中間鐵心柱上；所述兩組直流偏磁繞組4順向串聯(lián)。
[0024]進(jìn)一步的，所述對稱嵌入兩側(cè)鐵心柱上的偏磁永磁體2充磁方向相反。
[0025]進(jìn)一步的，所述兩組直流偏磁繞組4匝數(shù)相同。
[0026]進(jìn)一步的，所述兩組直流偏磁繞組4外接直流勵(lì)磁電源，并且通過外接直流勵(lì)磁電源產(chǎn)生的直流偏磁磁通相反。
[0027]進(jìn)一步的，所述電抗器鐵心I由硅鋼片疊壓而成。
[0028]本發(fā)明中的一種混合偏磁磁飽和可控電抗器，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，采用偏磁永磁體2和直流電流混合偏磁的方式控制電抗器的電抗值，電抗值和直流偏磁電流大小成正比，混合偏磁的方式使得電抗器在小電抗?fàn)顟B(tài)下需要較小的直流偏磁電流，因此電抗器工作于小電抗?fàn)顟B(tài)時(shí)損耗較小，可用于常態(tài)工作需要小電抗。偏磁永磁體和直流偏磁繞組的調(diào)節(jié)均可改變電抗器鐵心的磁通飽和程度，故兩者的共同存在可使得鐵心飽和程度調(diào)節(jié)范圍較大，因此電抗調(diào)節(jié)范圍較大。
[0029]工作原理:一種混合偏磁磁飽和可控電抗器通過偏磁永磁體2和直流偏磁繞組4共同控制兩側(cè)的鐵心柱的磁通飽和程度，以達(dá)到控制交流工作繞組電抗值的目的。中間鐵心柱上的交流工作繞組3的電抗值和兩側(cè)的鐵心柱的磁通飽和程度相關(guān)，兩側(cè)的鐵心柱的磁通飽和程度較大時(shí)，電抗值較?。环粗?，電抗值較大。當(dāng)直流偏磁繞組產(chǎn)生的直流偏磁磁通方向和永磁體磁通的方向相反時(shí)，兩者磁通相互抵消，隨著直流偏磁繞組電流的增加，兩側(cè)的鐵心柱的磁通飽和程度降低，中間鐵心柱上交流工作繞組3磁通路徑上的磁阻降低，工作繞組的電抗增大；當(dāng)直流偏磁繞組產(chǎn)生的直流偏磁磁通方向和永磁體磁通的方向相同時(shí)，兩側(cè)的鐵心柱的磁通飽和程度增加，中間鐵心柱上的交流工作繞組3磁通路徑上的磁阻增加，工作繞組的電抗減小。
[0030]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)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種混合偏磁磁飽和可控電抗器，其特征在于:包括電抗器鐵心(I)、交流工作繞組(3)和兩組直流偏磁繞組(4);所述電抗器鐵心(I)中包含中間鐵芯柱，以及以所述中間鐵芯柱為中心，對稱設(shè)置的兩側(cè)鐵芯柱；在兩側(cè)鐵心柱的橫截面上分別嵌入偏磁永磁體(2)，所述對稱嵌入的偏磁永磁體(2)的橫截面積相同；在中間鐵心柱上設(shè)置有氣隙(5);所述兩組直流偏磁繞組(4)分別繞于兩側(cè)鐵心柱上；所述交流工作繞組(3)繞于中間鐵心柱上；所述兩組直流偏磁繞組(4)順向串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控電抗器，其特征在于:所述對稱嵌入兩側(cè)鐵心柱上的偏磁永磁體(2)充磁方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合偏磁磁飽和可控電抗器，其特征在于:所述兩組直流偏磁繞組(4)匝數(shù)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合偏磁磁飽和可控電抗器，其特征在于:所述兩組直流偏磁繞組(4)外接直流勵(lì)磁電源，并且通過外接直流勵(lì)磁電源產(chǎn)生的直流偏磁磁通相反。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合偏磁磁飽和可控電抗器，其特征在于:所述電抗器鐵心(I)由硅鋼片疊壓而成。
【文檔編號(hào)】H01F27/24GK104505239SQ201510019490
【公開日】2015年4月8日 申請日期: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, 林明耀 申請人:東南大學(xué)