專利名稱：一種干式空心串聯(lián)電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)等使用的電抗器的結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種干式空心串聯(lián)電抗器的結(jié)構(gòu)。
電容器補(bǔ)償裝置中采用的串聯(lián)電抗器，主要是起抑制高次諧波的放大、限制合閘涌流和吸收高次諧波等作用。由于電網(wǎng)中存在著高次諧波，電容器組的投入會(huì)使高次諧波放大，為此在電容器組回路中串聯(lián)入電抗器，來抑制諧波放大，改善電網(wǎng)波形。其基本原理是設(shè)置一定的感抗，使電容電感串聯(lián)電路對(duì)于某次及以上的高次諧波呈現(xiàn)感性。
電容器裝置投入電網(wǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的合閘涌流，在不帶電抗器的裝置中，其涌流倍數(shù)可達(dá)穩(wěn)定電容電流的數(shù)十倍，這會(huì)對(duì)回路中的高壓電器帶來很大的危害。在電容器裝置中接入串聯(lián)電抗器，則合閘涌流可降至約4倍，限流效果明顯。由于電力機(jī)車上的整流裝置產(chǎn)生量值較大的高次諧波，尤以三次諧波量最大，更需要電容電感串聯(lián)式電抗器。
用于電力系統(tǒng)和電力機(jī)車電網(wǎng)用的無功補(bǔ)償、濾波、限流、阻尼、平波的電抗器，主要有二類(1)鐵心油浸電抗器，(2)空心電抗器。由于電抗器設(shè)計(jì)還往往要通過除基波電流以外的諧波電流，因此必然要求電抗器具備一定的過電流運(yùn)行的能力。鐵心電抗器磁化特性一般在1.2～1.3倍額定電流以下是線性的，因此在1.3倍額定電流以上，電抗器可能趨向磁飽和，電感值就不再是額定值。
在大于2倍以上額定電流時(shí)，其電感值急劇下降，電抗器限流功能大大降低，電容器裝置合閘時(shí)，往往會(huì)在電抗器內(nèi)涌入高倍數(shù)的大電流，產(chǎn)生嚴(yán)重的動(dòng)、熱沖擊破壞力，威脅電抗器及其他電器的安全運(yùn)行。
在電容補(bǔ)償裝置和濾波裝置中，串聯(lián)電抗器應(yīng)該采用磁化特性好、耐過電流能力強(qiáng)、過電流下電感值穩(wěn)定的產(chǎn)品，空心電抗器就是能滿足上述要求的較理想的產(chǎn)品。空心電抗器只有線圈，沒有鐵心，不存在磁飽和現(xiàn)象，電感值是一個(gè)常數(shù)，不隨通過電抗器電流的大小而改變。
空心電抗器主要有干式、油浸磁屏蔽式、水泥澆注式、扁線繞制夾裝式等，前二者可用于戶外，后兩者只能用于戶內(nèi)。扁銅線繞制夾裝式機(jī)械強(qiáng)度較低、耐短路電流沖擊的動(dòng)、熱穩(wěn)定性能較差。油浸磁屏蔽式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積重量都很大，且內(nèi)部充有大量絕緣油，購買和維護(hù)費(fèi)用高。
空心干式串聯(lián)電抗器，可裝設(shè)于戶外，這種方案能克服上述鐵心式、油浸式、扁線繞制夾裝式電抗器的缺陷。
國(guó)外廠商主要有加拿大Trench Electric(TE)公司TE公司的設(shè)計(jì)較合理，集膚效應(yīng)小，損耗較低，利用多層并聯(lián)線圈間產(chǎn)生互感，空間利用率高，使體積較其它產(chǎn)品大大縮小，機(jī)械強(qiáng)度高。該公司產(chǎn)品是世界上目前最先進(jìn)的產(chǎn)品。
但空心干式串聯(lián)電抗器還需要解決由于電網(wǎng)負(fù)載的變化而需要大致調(diào)節(jié)電抗量的問題，另一個(gè)考慮是當(dāng)在擴(kuò)容時(shí)，相應(yīng)的空心干式串聯(lián)電抗器一般需要重新更換，這就導(dǎo)致較大的浪費(fèi)和損失，還未見有能解決此類問題的空心干式串聯(lián)電抗器。
本實(shí)用新型的目的是解決變電站由于電網(wǎng)負(fù)載的變化而需要大致調(diào)節(jié)電抗量和變電站擴(kuò)容時(shí)相應(yīng)的空心干式串聯(lián)電抗器不需要重新更換的問題，同時(shí)充分發(fā)揮空心干式串聯(lián)電抗器的優(yōu)點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠的空心干式串聯(lián)電抗器，本實(shí)用新型的其它目的在說明書中還有列出。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種空心干式串聯(lián)電抗器，電抗器線圈繞組為并聯(lián)筒式繞組，由多個(gè)同心的環(huán)氧樹脂和玻璃纖維包封的圓筒形線包組成，每個(gè)線包中有若干線層，每個(gè)線層由一根或數(shù)根小截面鋁導(dǎo)線并繞而成，每根導(dǎo)線上包有玻璃纖維作為匝絕緣和環(huán)氧樹脂附結(jié)體，電抗器的線包均用浸有環(huán)氧樹脂的玻璃絲包繞，線包與線包之間用引拔條作撐條，形成散熱氣道，線圈用環(huán)氧玻璃絲扎帶緊固在兩端的導(dǎo)電星形架上，所有線層均并聯(lián)連接至星形架的導(dǎo)電臂上，其特征是包括由內(nèi)主線圈和外輔助線圈，在輔助線圈抽頭引出另一出線端，內(nèi)線圈為滿足大容量、低電感量的電抗，輔助線圈為滿足小容量、高電感量的電抗。
電抗器制成電感可調(diào)式結(jié)構(gòu)，一般為兩個(gè)規(guī)格的電抗量的值，達(dá)到調(diào)節(jié)電感量的目的。
內(nèi)外層兩個(gè)線圈一般是同軸的，內(nèi)層線圈一般為主線圈，而外層線圈通過與內(nèi)層線圈的互感產(chǎn)生電感量。中心抽頭引出出線端為較高電感量的輸出端。
導(dǎo)電星形架上采用一組用鋁材制成的能導(dǎo)電又能充當(dāng)線圈軸向、輻向固定架的導(dǎo)電星形架，用環(huán)氧玻璃絲束將它與線圈在兩個(gè)端部逐個(gè)包封地捆扎在一起，有效地提高了線圈的機(jī)械強(qiáng)度，導(dǎo)電性形架呈放射形。
為了使電抗器有良好的散熱條件，把整個(gè)線圈分為若干個(gè)包封，每個(gè)包封內(nèi)有數(shù)層并聯(lián)線圈，包封之間用聚胺酯玻纖引拔條作撐條，形成縱向氣道，使電抗器內(nèi)部熱量有效地得到散發(fā)。引拔條有比一般撐條高的機(jī)械強(qiáng)度、良好的絕緣和抗老化性能。
為了使電抗器獲得良好的絕緣性能，我們?cè)O(shè)置了裕度較大的匝間絕緣層，并采取措施對(duì)導(dǎo)線匝絕緣的包繞進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，匝絕緣層一般要耐受3000V以上的試驗(yàn)電壓，而運(yùn)行時(shí)匝間電壓只有幾伏至幾十伏，因此匝間絕緣是相當(dāng)安全可靠的。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是，節(jié)省材料，提高效率，不但解決了國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在運(yùn)行實(shí)踐中暴露的損耗小、噪聲大、局部過熱、燒毀等問題，而且能解決由于電網(wǎng)負(fù)載的變化而需要大致調(diào)節(jié)電抗量和變電站擴(kuò)容時(shí)相應(yīng)的空心干式串聯(lián)電抗器不需要重新更換的問題，還充分發(fā)揮干式空芯型電抗器的其它優(yōu)點(diǎn)1.無鐵芯、不存在磁飽和現(xiàn)象，線性度好。
2.電抗器由本體、金屬支柱件、支柱絕緣子等組成，用非磁性螺栓聯(lián)接而成一個(gè)整體。
3.本體采用多層并聯(lián)筒式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分設(shè)若干個(gè)包封(線圈組)，每個(gè)包封有數(shù)層線圈。包封之間有通風(fēng)道，以利空氣對(duì)流和散熱。
4.載流導(dǎo)體由相互絕緣的多股小截面導(dǎo)線組成，以降低渦流損耗，由于緊密繞制，也降低了漏磁損耗，因此電抗器具有較高的品質(zhì)因數(shù)。
5.線圈內(nèi)外均用環(huán)氧浸漬的玻璃絲包繞，經(jīng)高溫固化形成一個(gè)堅(jiān)固的整體，機(jī)械強(qiáng)度高，可耐受很大的短路電流的沖擊，噪音很小。
6.多層繞組的引出，采用鋁質(zhì)星狀導(dǎo)電架，可滿足線圈非整數(shù)匝引出的要求，使多層電流分布合理均勻，繞組牢固地固定在上下導(dǎo)電架之間，牢固可靠。
7.電抗器的安全性好。
以下結(jié)合附圖和通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示為A、B、C三相三臺(tái)迭裝的電抗器繞組，均由主、輔助線圈構(gòu)成，主、輔助線圈的進(jìn)線端I，主、輔助線圈的出線端分別為M、U。主、輔助線圈6、7均為并聯(lián)筒式繞組由多個(gè)同心的環(huán)氧樹脂和玻璃纖維包封的圓筒形線包組成，每個(gè)線包6、7中有若干線層，每個(gè)線層由一根或數(shù)根小截面鋁導(dǎo)線并繞而成。每根導(dǎo)線上包有玻璃纖維作為匝絕緣和環(huán)氧樹脂附結(jié)體。電抗器的線包均用浸有環(huán)氧樹脂的玻璃絲包繞，線包與線包之間用絕緣引拔條作撐條，形成散熱氣道。采用優(yōu)質(zhì)雙酚A環(huán)氧能保證質(zhì)量。線圈用環(huán)氧玻璃絲扎帶緊固在兩端的導(dǎo)電星形架14上，所有線層均并聯(lián)連接至星形架的導(dǎo)電臂14上。三臺(tái)迭裝的電抗器繞組之間安裝絕緣支柱瓷瓶2、21。電抗器線制完畢后經(jīng)加熱固化，整個(gè)線圈形成一個(gè)堅(jiān)固密實(shí)的整體，經(jīng)表面處理后，噴覆一層特殊的抗紫外的有機(jī)硅漆。能在戶外惡劣的氣象條件下工作。
電抗器不用鐵磁材料作構(gòu)件，以防止渦流引起發(fā)熱。
權(quán)利要求1.一種空心干式串聯(lián)電抗器，電抗器線圈繞組為并聯(lián)筒式繞組，由多個(gè)同心的環(huán)氧樹脂和玻璃纖維包封的圓筒形線包組成，每個(gè)線包中有若干線層，每個(gè)線層由一根或數(shù)根小截面鋁導(dǎo)線并繞而成，每根導(dǎo)線上包有玻璃纖維作為匝絕緣和環(huán)氧樹脂附結(jié)體，電抗器的線包均用浸有環(huán)氧樹脂的玻璃絲包繞，線包與線包之間用引拔條作撐條，形成散熱氣道，線圈用環(huán)氧玻璃絲扎帶緊固在兩端的導(dǎo)電星形架上，所有線層均并聯(lián)連接至星形架的導(dǎo)電臂上，其特征是包括內(nèi)主線圈和外輔助線圈，在輔助線圈抽頭引出另一出線端，內(nèi)線圈為滿足大容量、低電感量的電抗，輔助線圈為滿足小容量、高電感量的電抗。
專利摘要一種空心干式串聯(lián)電抗器,電抗器線圈繞組為并聯(lián)筒式繞組,由多個(gè)同心的環(huán)氧樹脂和玻璃纖維包封的圓筒形線包組成,電抗器的線包均用浸有環(huán)氧樹脂的玻璃絲包繞,線包與線包之間用引拔條作撐條,形成散熱氣道,其特征是包括內(nèi)主線圈和外輔助線圈,在輔助線圈抽頭引出另一出線端,內(nèi)線圈為滿足大容量、低電感量的電抗,輔助線圈為滿足小容量、高電感量的電抗。在電網(wǎng)負(fù)載的變化而和變電站擴(kuò)容時(shí)不需要重新更換電抗器。
文檔編號(hào)H01F30/06GK2295267SQ9723622
公開日1998年10月21日 申請(qǐng)日期1997年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月3日
發(fā)明者史波杰, 史寶祿, 周建平 申請(qǐng)人:無錫市泰波電抗器廠