專利名稱：直流偏磁式可控電抗器的制作方法
技術領域：
本發明是電網中提供無功功率的一種新型電氣設備。
背景技術：
可控電抗器是在磁放大器的基礎上發展起來的。隨著高磁感應強 度及低損耗的晶粒取向鋼帶和高磁導率、高矩形系數的坡莫合金材料 的出現，磁放大器以及飽和電抗器的理論及應用達到一個新水平，并 且已引入到電力系統。普通磁飽和電抗器的主要缺點是控制直流的 改變會導致結成三角形線圈內部電流的變化，過渡過程時間取決于三 角形線圈時間常數，其數值較大，使響應時間變慢，無法滿足快速調 節的需要；另外就是有效材料消耗G.0kg/kVA)和有功損耗(1.0%) 較大， 一般不可控的鐵心電抗器的有效材料消耗及有功損耗分別只有 0.8kg/kVA和0.5%。由于這些缺點使傳統的可控電抗器的推廣應用受 到了限制。俄羅斯曾提出可控電抗器"磁閥"的概念，并隨后實現了 繞組(工作繞組、控制繞組、補償繞組)布置的全新結構設計與樣品 研制，使可控電抗器的發展有了一定的進展。但這種電抗器的致命弱 點是為保證只有較小截面的磁閥段始終處于飽和，而其余部分不飽 和，勢必要增加其余部分鐵心截面的面積，使電抗器的有效材料用量 增多，成本較高,且損耗增加、噪音增大。在此基礎上，專利01229191.9 提出了一種磁控式可控電抗器的概念，通過全磁路的飽和來達到電抗 器容量可控的目的，基本上克服了以上的缺點，但在實際應用中，我們發現磁閥式和磁控式電抗器其可控硅電位高，實行電隔離有時比較 困難且同樣增加成本。
發明內容
本發明就是針對上述情況，將直流偏磁式電磁隔離效果好的特點 繼續發揮，另外采用鐵心截面積相等的結構來簡化制造工藝，另外采 用浸漆工藝，使直流偏磁式可控電抗器達到更低的諧波噪音、更低的 成本、更低的損耗的目標。
本發明由對稱的鐵心柱、鐵心軛部、高壓繞組、低壓控制繞組、 控制器等所構成。電抗器本體采用的是對稱的結構，其目的是保證在 任何情況下磁路都是完全對稱的，可以消除由磁路不對稱所造成的損 耗增加、噪音增加的不良影響。
以前直流偏磁式可控電抗器也采用磁閥式結構，給電抗器的制造 帶來很多麻煩，在本發明中，電抗器鐵心改為截面積相等的結構，可 以大大簡化結構，同時飽和在更長的磁路發生也更容易把容量做大。
直流偏磁式電抗器的鐵心所用的材料也有要求，希望所用材料的
磁化曲線上在相同的磁通密度B的點所對應的磁場強度H應該更大 些，其目的是為了同容量的情況下可適當減小電抗器的體積，因此電 抗器鐵心的全部或部分所用材料，該材料磁化曲線上在磁通密度B 為1.5特斯拉(T)的點的磁場強度H要大于200安培/米(A/m)。
電抗器高壓繞組所在的鐵心柱上可以有氣隙，這主要是為了使電 抗器更容易發展超大的容量，因為同樣結構有氣隙肯定比無氣隙電抗 器的容量更大。
電抗器可以是單相電抗器，為三柱式結構，三柱式結構其中兩邊 的鐵心柱上安裝有高壓線圈，中間的鐵心柱上有控制線圈，中間的鐵心柱比兩邊的截面積要大50%以上，主要是為了更好的導磁。兩邊柱 高壓線圈在中柱上產生的疊加磁場接近于零，不會影響低壓控制繞組 的正常工作。在各類可控電抗器中，磁閥式及普通直流偏磁式其分裂 鐵心柱上有一段或多段凹進去的部分，磁飽和主要集中于這部分，由 于飽和過于集中，在大容量時制造起來有一定的難度。而本發明磁場 飽和的路徑加長很多，自然同樣的容量需要的磁場密度就小，飽和程 度低損耗就低，噪音就小，而且全鐵心柱一樣的截面積，加工工藝非 常簡單，降低生產成本。
電抗器可以是三相電抗器，為六柱式結構，高壓線圈安裝在對稱 的六個鐵心柱上，控制繞組安裝與縱鐵軛垂直的橫鐵軛上，高壓線圈 產生的疊加磁場在橫鐵軛上接近于零，不會影響低壓控制繞組的正常 工作。這種結構磁場飽和都只是在鐵心柱部分，軛部不飽和，比三個 單相組成三相電抗器結構緊湊、成本也降低很多。
本發明在原來直流偏磁式電抗器的基礎上進行了改迸，其最顯著 的特點是電抗器鐵心柱采用相等截面積的結構，大大簡化電抗器的制 造工藝。容易采用鐵心浸漆的工藝來降低振動和噪音，同時降低了損 耗。使本電抗器具有簡單的結構、寬廣的調節范圍、較小的噪音、較 小的損耗等特點。
圖1為三鐵心柱直流偏磁式可控電抗器的結構示意圖。
圖2為六鐵心柱直流偏磁式可控電抗器的結構示意圖。 圖中，l為電抗器鐵心柱，2為電抗器縱鐵軛，3為高壓繞組，4 為低壓控制繞組，5為橫鐵軛，6為氣隙，7為低壓控制繞組鐵心柱。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
圖1、 2中，電抗器高壓繞組并聯接入高壓電源系統，控制繞組 通入低電壓的直流電流。圖1、 2中，鐵心柱全是等有效截面積的結 構，采用疊鐵心的工藝更簡單。鐵心材料采用硅鋼片，也可以采用其 他高硅鋼等材料。鐵心上可以開氣隙以增加電抗器的容量。
電抗器的繞組中，控制繞組接在一個低電壓直流電源上，該直流 電源由變壓器經可控硅橋式整流電路產生可控的直流電流，通過控制 可控硅的導通角就可以控制電抗器本身的直流磁通，從而就可以控制 電抗器的容量。
本發明具有結構簡單、成本低廉、性能優異等特點。
權利要求
1、一種用于電網中提供無功功率的直流偏磁式可控電抗器，由對稱的鐵心柱(1)、(7)、鐵心軛部(2)、(5)、高壓繞組(3)、低壓控制繞組(4)、控制器等所構成；其特征在于所述的電抗器整個鐵心柱(1)、(7)有效截面積相等或者相近。
2、 根據權利要求l所述的直流偏磁式可控電抗器，其特征在于所述的電抗器鐵心的全部或部分所用的材料，該材料磁化曲線上在磁通密度B為1.5特斯拉(T)的點的磁場強度H大于200安培沐(A/m)。
3、 根據權利要求l、 2所述的直流偏磁式可控電抗器，其特征在 于所述的電抗器單相時為三個鐵心柱結構，三相時為六個鐵心柱結 構。
4、 根據權利要求l、 2所述的直流偏磁式可控電抗器，其特征在 于所述的電抗器高壓繞組(3)所在的鐵心柱(1)上可以有氣隙(6)。
5、 根據權利要求l、 2所述的直流偏磁式可控電抗器，其特征在 于所述的電抗器低壓控制繞組應安裝在高壓繞組產生的疊加磁場接 近零的那些鐵心柱(7)或鐵軛(5)上。
全文摘要
電網無功補償所采用的方式基本上都不是容量連續可調的，本發明采用的是一種直流偏磁式可控電抗器，可以產生連續可調的無功功率。本裝置由電抗器鐵心采用等截面積的結構，使制造更簡單。采用高磁阻的材料可有效縮小體積，電抗器單相采用三個鐵心柱結構時中間鐵心柱比兩邊的截面積要大。三相時則采用六鐵心的結構，比三個單相結果更緊湊，增加氣隙則是為了更容易做成更大的容量。比其他可控電抗器噪音要低、損耗要小，性能更可靠。
文檔編號H01F17/04GK101661826SQ20091016959
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月10日 優先權日2009年9月10日
發明者劉有斌 申請人:劉有斌