一种超导可控电抗器制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种超导可控电抗器，包括一次绕组、二次超导绕组、铁芯、低温冷却容器、冷却管、进液管、出液管和无磁支撑装置。冷却管包括上冷却管和下冷却管，进液管与下冷却管相连通，出液管与上冷却管相连通，进液管和出液管分别延伸出低温冷却容器；上冷却管设置于二次超导绕组的一端、且位于低温冷却容器的开口端，下冷却管设置于二次超导绕组的另一端，面向二次超导绕组一侧的上冷却管和下冷却管上开设有多个冷却孔。本发明专利技术公开的电抗器通过在二次超导绕组上下端部设置冷却管实现二次超导绕组的降温，实现冷却介质的循环流动和利用，从而及时转移二次超导绕组上下端部线圈交流损耗产生的热量。

【技术实现步骤摘要】
一种超导可控电抗器
本专利技术涉及电抗器
，特别是涉及一种超导可控电抗器。
技术介绍
电抗器是一种重要的电气装置，在电力系统中广泛应用于限制工频过电压、消除发电机自励磁、限制操作过电压、限制短路电流以及平波等。随着电力系统的不断发展，对电抗器的性能要求越来越高，在许多场合希望电抗器的电抗值可实时调节或控制。现有技术中，超导电抗器的线圈采用超导材料来绕制，并且在低温条件下运行。常用的超导可控电抗器在结构上主要包括一次常规工作绕组、若干二次超导绕组、铁芯和低温容器，一次常规工作绕组和二次超导绕组分别套接在铁芯柱外周，二次超导绕组放置于低温容器中，通过低温容器对二次超导绕组进行降温。但是，二次超导绕组两端的线圈由于交流损耗产生的热量显著高于绕组其他位置线圈产生的热量，使得二次超导绕组两端温升较大，极易造成电抗器损毁。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种超导可控电抗器，以解决现有技术中二次超导绕组两端的线圈由于交流损耗产生的热量显著高于绕组其他位置线圈产生的热量，使得二次超导绕组两端温升较大，极易造成电抗器损毁的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：本专利技术公开了一种超导可控电抗器，包括：一次绕组、二次超导绕组、铁芯、低温冷却容器、冷却管、进液管、出液管和无磁支撑装置；所述铁芯包括铁芯框和铁芯柱，所述铁芯柱垂直设置于所述铁芯框内部；所述二次超导绕组包括第一超导绕组和第二超导绕组，所述低温冷却容器包裹所述第一超导绕组和第二超导绕组、且所述第一超导绕组位于所述第二超导绕组的内侧，所述一次绕组位于所述低温冷却容器的外周，且所述低温冷却容器套接于所述铁芯柱外周，所述第一超导绕组、第二超导绕组和一次绕组的中轴线与所述铁芯柱的中轴线为同一条直线；所述冷却管包括上冷却管和下冷却管，所述进液管与所述下冷却管相连通，所述出液管与所述上冷却管相连通，所述进液管和出液管分别延伸出所述低温冷却容器；所述上冷却管设置于所述二次超导绕组的一端、且位于所述低温冷却容器的开口端，所述下冷却管设置于所述二次超导绕组的另一端，面向所述二次超导绕组一侧的所述上冷却管和下冷却管上开设有多个冷却孔；所述无磁支撑装置的支撑面上分别设置定位所述二次超导绕组和冷却管的定位槽，所述无磁支撑装置对应设置于所述二次超导绕组的两端。优选地，其特征在于，所述上冷却管包括第一上冷却管和第二上冷却管，所述下冷却管包括第一下冷却管和第二下冷却管；其中，所述第一上冷却管和第二上冷却管分别设置于所述第一超导绕组和第二超导绕组上端的外侧，所述第一下冷却管和第二下冷却管分别设置于所述第一超导绕组和第二超导绕组下端的外侧，且所述冷却管上面向所述二次超导绕组一侧开有多个孔。优选地，所述无磁支撑装置上还设置有流通槽，所述流通槽设置于所述无磁支撑装置的非支撑面上。优选地，所述低温冷却容器设置为复合材料无磁杜瓦，所述杜瓦包括瓦身和瓦盖，二次超导绕组设置于所述瓦身内；所述瓦盖包括盆体瓦盖和平板瓦盖，所述盆体瓦盖与所述低温冷却容器的开口匹配，所述平板瓦盖设置于所述盆体瓦盖上、用于覆盖盆体瓦盖；所述进液管和出液管通过所述盆体瓦盖和平板瓦盖延伸出所述低温冷却容器。优选地，所述铁芯框上设置有与所述进液管和出液管匹配的定位孔，所述定位孔贯穿所述铁芯框，所述进液管和出液管通过所述定位孔延伸出所述铁芯；多个所述定位孔沿所述铁芯框边框水平面的长度方向排列；多个所述定位孔的圆心位于同一条直线上；所述铁芯框设置为高导磁率、高电阻率的非晶磁性合金薄片。优选地，所述盆体瓦盖与所述平板瓦盖之间形成的空间内设置有环形磁铁，所述环形磁铁设置为多个相互绝缘的非晶磁性合金薄片叠加而成。优选地，所述一次绕组内环面与所述低温冷却容器外环面之间设置有环形地屏。优选地，所述二次超导绕组设置为多个饼式线圈串联结构。优选地，所述铁芯框和铁芯柱由多个相互绝缘的非晶磁性合金薄片叠加而成。由以上技术方案可见，本专利技术实施例提供的超导可控电抗器基于真空技术、低温技术、超导技术、绝缘技术、电磁技术和材料技术相结合，以常规电抗器为基础，以无磁、绝缘、耐低温复合材料容器实现超导绕组及其冷却介质的盛装，并且在二次超导绕组的上下端部设置冷却管，进液管与下冷却管连通，出液管与上输液管连通，并且在冷却管上开设有冷却孔，实现了冷却介质的循环流通和利用，冷却介质在循环流通的过程中将二次超导绕组两端温升较大的介质及时转移。同时在二次超导绕组上部设置高导磁率、高电阻率的环形磁铁，降低了磁场在二次超导绕组上下端的发散程度，也降低了二次超导绕组由于交流损耗产生的热量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种超导可控电抗器剖面结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种低温冷却容器结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种超导可控电抗器分解结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种铁芯结构示意图；图1-图4中，符号表示：1-一次绕组，2-二次超导绕组，21-第一超导绕组，22-第二超导绕组，3-铁芯，31-铁芯框，311-定位孔，32-铁芯柱，4-冷却管，41-第一上冷却管，42-第二上冷却管，43-第一下冷却管，44-第二下冷却管，5-进液管，6-出液管，7-无磁支撑装置，71-定位槽，72-流通槽，8-低温冷却容器，81-盆体瓦盖，82-平板瓦盖，9-环形地屏，10-环形磁铁。具体实施方式本专利技术实施例提供一种超导可控电抗器，为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。参见图1，为本专利技术实施例提供的一种超导可控电抗器剖面结构示意图，参见图2，为本专利技术实施例提供的一种低温冷却容器结构示意图。如图所示，本专利技术实施例提供的电抗器包括一次绕组1、二次超导绕组2、铁芯3、低温冷却容器8、冷却管4、进液管5、出液管6和无磁支撑装置7。其中，铁芯3包括铁芯框31和铁芯柱32，铁芯框31为长方形铁芯框，在铁芯框31内垂直设置铁芯柱32，铁芯柱32为圆柱形铁芯柱32。另外，铁芯框31和铁芯柱32均由多个相互绝缘的非晶磁性合金薄片叠加形成，非晶磁性合金薄片为高导磁率、高电阻率材质，有效降低铁芯3产生的涡流及其产生的焦耳热，同时，高导磁率、高电阻率的非晶磁性合金薄片替代常规的硅钢片制作铁芯3，铁芯柱32增强了电抗器中心的磁场，减少了外磁场对超导绕组上下两端线圈的影响。二次超导绕组2包括第一超导绕组21和第二超导绕组22，低温冷却容器8包裹第一超导绕组21和第二超导绕组22，且第一超导绕组21位于第二超导绕组22的内侧，一次绕组1位于低温冷却容器8的外周，且低温冷却容器8套接于铁芯柱32外周，第一超导绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导可控电抗器，其特征在于，包括：一次绕组(1)、二次超导绕组(2)、铁芯(3)、低温冷却容器(8)、冷却管(4)、进液管(5)、出液管(6)和无磁支撑装置(7)；所述铁芯(3)包括铁芯框(31)和铁芯柱(32)，所述铁芯柱(32)垂直设置于所述铁芯框(31)内部；所述二次超导绕组(2)包括第一超导绕组(21)和第二超导绕组(22)，所述低温冷却容器(8)包裹所述第一超导绕组(21)和第二超导绕组(22)，且所述第一超导绕组(21)位于所述第二超导绕组(22)的内侧，所述一次绕组(1)位于所述低温冷却容器(8)的外周，所述低温冷却容器(8)套接于所述铁芯柱(32)外周，所述第一超导绕组(21)、第二超导绕组(22)和一次绕组(1)的中轴线与所述铁芯柱(32)的中轴线为同一条直线；所述冷却管(4)包括上冷却管和下冷却管，所述进液管(5)与所述下冷却管相连通，所述出液管(6)与所述上冷却管相连通，所述进液管(5)和出液管(6)分别延伸出所述低温冷却容器(8)；所述上冷却管设置于所述二次超导绕组(2)的一端、且位于所述低温冷却容器(8)的开口端，所述下冷却管设置于所述二次超导绕组(2)的另一端，面向所述二次超导绕组(2)一侧的所述上冷却管和下冷却管上开设有多个冷却孔；所述无磁支撑装置(7)的支撑面上分别设置定位所述二次超导绕组(2)和冷却管(4)的定位槽(71)，所述无磁支撑装置(7)对应设置于所述二次超导绕组(2)的两端。...

【技术特征摘要】
1.一种超导可控电抗器，其特征在于，包括：一次绕组(1)、二次超导绕组(2)、铁芯(3)、低温冷却容器(8)、冷却管(4)、进液管(5)、出液管(6)和无磁支撑装置(7)；所述铁芯(3)包括铁芯框(31)和铁芯柱(32)，所述铁芯柱(32)垂直设置于所述铁芯框(31)内部；所述二次超导绕组(2)包括第一超导绕组(21)和第二超导绕组(22)，所述低温冷却容器(8)包裹所述第一超导绕组(21)和第二超导绕组(22)，且所述第一超导绕组(21)位于所述第二超导绕组(22)的内侧，所述一次绕组(1)位于所述低温冷却容器(8)的外周，所述低温冷却容器(8)套接于所述铁芯柱(32)外周，所述第一超导绕组(21)、第二超导绕组(22)和一次绕组(1)的中轴线与所述铁芯柱(32)的中轴线为同一条直线；所述冷却管(4)包括上冷却管和下冷却管，所述进液管(5)与所述下冷却管相连通，所述出液管(6)与所述上冷却管相连通，所述进液管(5)和出液管(6)分别延伸出所述低温冷却容器(8)；所述上冷却管设置于所述二次超导绕组(2)的一端、且位于所述低温冷却容器(8)的开口端，所述下冷却管设置于所述二次超导绕组(2)的另一端，面向所述二次超导绕组(2)一侧的所述上冷却管和下冷却管上开设有多个冷却孔；所述无磁支撑装置(7)的支撑面上分别设置定位所述二次超导绕组(2)和冷却管(4)的定位槽(71)，所述无磁支撑装置(7)对应设置于所述二次超导绕组(2)的两端。2.根据权利要求1所述的超导可控电抗器，其特征在于，所述上冷却管包括第一上冷却管(41)和第二上冷却管(42)，所述下冷却管包括第一下冷却管(43)和第二下冷却管(44)；其中，所述第一上冷却管(41)和第二上冷却管(42)分别设置于所述第一超导绕组(21)和第二超导绕组(22)上端的外侧，所述第一下冷却管(43)和第二下冷却管(44)分别设置于所述第一超导绕组(21)和第二超导绕组(22)下端的外侧，且所述冷却管(4)上面向所述二次超导绕组(2)一侧开有多个孔。3.根据权利要求1所述的超导...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宏明，胡南南，朱银锋，陈清清，黑颖顿，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，安徽因速丹电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南;53