感应控制电压调节器制造技术

一种主要用于高压调节的感应控制电压调节器，包括一条基于磁心（１）的磁路，磁心（１）带有两个或多个磁通路径或支腿（２），该路径或支腿带有至少一个供给输出电压（Ｕ）的主绕组（３）。而且，该电压调节器包括至少一个带有减小导磁率的一个区（５）的可磁化调节支腿（４）。调节支腿由连接到一个可变电容器（８）上的一个调节绕组（６）围绕着。所述绕组的至少一个、或其一部分，由一根高压电缆缠绕，该电缆包括至少一个载流导体，该载流导体由至少一个具有半导体性能的第一层、一个固体绝缘层及一个具有半导体性能的第二层围绕着。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及感应控制电压调节器，更具体地说，涉及一种在权利要求1的前言中所定义的通过电气变压器或电抗器装置的感应调节。本专利技术也涉及一种由权利要求13中所定义的这样一种感应控制电压调节器使用的调节器绕组，并且涉及在权利要求21中所定义的用于电线中的电压控制和用于电厂设备中的无功功率控制的方法。用于较低电压范围的常规感应控制电压调节器，通过使用带有彼此相对旋转或移动的线圈的电感器而布置，如例如由I.L.Ia Cour和K.Faye-Hansen在书籍Die Wechselstromtechnik Bd.2，“DieTransformatoren”，Verlag von Julius Springer，Berlin，Germany，1936，第586-598页，“Drehtransformator und Schubtransformator”在文献中描述的那样。而且这种方案涉及机械运动。另外，对于高压以合理的成本不能进行这样一种感应控制。绝缘构造是一种严格的设计限制。另一种技术从US-A-4 206 434得知，其中在感应控制电压调节器的不同支腿之间的磁通描述成由可变直流磁化重新分配。为此目的，需要一个可变直流源。因而，电气高压控制大都由电气变压器进行，该变压器包括一个或多个缠绕在变压器铁心的一个或多个支腿上的绕组。绕组包括使从变压器供给不同电压级成为可能的抽头。如在上面描述的和在电压干线中使用的当前电力变压器和配电变压器，包括用于电压调节的抽头变换器。他们在机械方面比较复杂，并且由于在触点之间的放电易受机械磨损和电物理腐蚀。调节仅能是分段的。因而，对于与不同抽头的连接需要逐步电压调节和可动触点。包括用于高压控制的可动装置且不能得到无级连续电压供给可能是不利的。先有技术电压调节的缺点通过根据本专利技术的感应控制电压调节器避免。要找到的特征特性在于，调节器的磁路包括至少一个带有减小导磁率的区的可磁化调节支腿，并且在于至少一个另外绕组绕所述调节支腿缠绕，所述另外的绕组连接到一个可变电容器上。使得到这样一种高压，即36kV高至800kV，的电压调节成为可能的一个重要条件是，变压器或电抗器中的至少一个绕组、或其一部分，由一根高压电缆建造，该电缆包括至少一个导体、一个具有半导体性能的第一层、一个固体绝缘层、及一个具有半导体性能的第二层。因而，变压器/电抗器是所谓的干式的。这样一种设计的高压电缆的使用使得有可能“捕获”电缆绝缘物内的电场。这意味着有可能设计用于高压用途的感应控制电压调节器。另一个优点在于，即使当弯曲电缆时，所述层也布置成彼此粘结。因此，在电缆的整个寿命期间，在诸层之间实现良好接触。通过把装有可变电容的至少一个绕组放置在磁路的至少一条磁通路径(也称作“支腿”)上，该支腿带有一个跨过磁通减小导磁率的区，通过改变电容能改变该支腿的磁阻。这能用于在磁路不同支腿之间的磁通的重新分配。因而，跨过围绕这些支腿的绕组的感应电压以及绕组的电感也改变。依据变压器/电抗器类型、相数等，该原理能在多种不同的几何排列中使用。在装有电容的绕组的负磁阻背后的理论，主要由如下理想公式给出。装有电容的绕组形成负磁阻Rc＝-n2w2C。绕组匝数n和电容器电容C可以以这样一种方法选择，以与正磁阻RL＝I/Am1m0相对应，其中l是磁通路径的长度，A是磁心的横截面积，m1是磁通路径的导磁率，及m0是空气的导磁率。磁通F在磁心不同支腿上的分布，并因而缠绕在这些支腿上的绕组的电压，作为电容C的函数是可变的。依据使用的电容调节的类型，电压/电感调节是连续的或以小步幅进行，对应于切换到电路中的分立电容。由于在匝数、电容和磁阻之间的关系，能选择与低电压、大电流和大电容结合的小匝数，或与高电压、小电流和低电容结合的大匝数，这取决于可变电容的哪种实现最实际。使用下面更详细描述的电缆概念，电容器能集成在变压器/电抗器壳体中，因为其绕组是电位自由的。由如在附图中表明的示范性实施例的如下详细描述，本专利技术的这些和其他特征和优点将变得更加明白，在附图中附图说明图1是根据本专利技术带有两个支腿、一个气隙和一个调节绕组的变压器铁心的一部分的原理图，图2是根据本专利技术的变压器铁心的一部分的原理图，该变压器的一个主支腿分成两个子支腿，其中一个包括气隙和调节绕组，图3是图2中所示变压器铁心部分一种改进，其中两个子支腿都包括气隙和调节绕组，及图4是在根据本专利技术的调节绕组中使用的高压电缆的剖视图。现在参照一些最佳实施例将详细描述本专利技术，其原理表示在包括的附图中。在各图中使用的类似标号是指具有相应功能的类似或其他设备。图1至3表示仅对本专利技术重要的电压调节器的部分。尽管诸图表示根据本专利技术的一种单相电压调节器，但熟悉本技术的专业人员可以很好地懂得，该专利技术原理也能用于两相或多相用途。图1表示通常以磁铁板外壳形式包括在变压器或电抗器磁路中的变压器或电抗器铁心1的一部分。该磁路包括两条或多条主磁通路径2(或支腿，如他们在如下描述中命名的那样)。表示在图1中的主支腿2之一带有一个主绕组3。与主支腿2平行，表示有一个带有减小导磁率的区5的可磁化调节器支腿4。区5可以是一个气隙、多个间隙、在铁心中的凹腔、或具有比铁心材料的导磁率低的导磁率m1的固体材料插入物，或者可以通过任何其他适当方法得到，例如如在US-A-4 047 138中描述的那样。调节器支腿4由另一个绕组6(下面也称作调节器绕组)围绕着，其导体7连接到一个可变电容器8上。如上所述，根据装有电容的绕组的负磁阻背后的理论，通过改变电容器8的电容能控制和调节主绕组3的输出电压U。根据本专利技术的这种感应控制电压调节器的另一个实施例表示在图2中。在这种情况下，带有主绕组3的主支腿2在主绕组3下面(下游)分成两个子支腿2A和2B。子支腿之一，即2A，相当于参照图1在上面描述的调节器支腿4。因而，子支腿2A包括具有减小导磁率的区5和连接到可变电容器8上的一个调节器绕组6。来自主绕组3的输出电压U经串联连接到主绕组3上的两个子绕组3A和3B供给。子绕组3A和3B由子支腿2A和2B的相应一个携带。子绕组3A和3B彼此反向着缠绕。因而，子绕组3A和3B以这样一种方式缠绕，从而当磁通在子支腿之一中上升而在另一个支腿中下降时，在子绕组3A、3B中的电压相对于主绕组3得到相同的符号。因此电压调节范围加倍。图3表示相对于图2在上面讨论的一个实施例的改进实施例。因而，在图3的情况下，子支腿2A和2B都包括具有减小导磁率的区5A和5B及调节器绕组6A和6B，每一个绕组分别连接到一个独立可变电容器8A和8B上。通过带有两个调节支腿，有可能增大调节范围。为了使得有可能得到高压，即在约36kV至800kV的场中，的调节，通过使用图4中作为一个例子所示的类型的一种高压电缆61，缠绕绕组3、3A、3B、6、6A和6B的至少一个，或其任何一个的一部分。在本专利技术中使用的电缆是可弯曲的，并且其种类在WO 97/45919和WO 97/45847中更详细地描述。在WO97/45918、WO97/45930和WO97/45931中能找到有关电缆的另外描述。因而，在根据本专利技术的装置中的绕组最好具有与带有固体、挤压绝缘物的电缆相对应的类型，具有现在用于配电的类型，例如XLPE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应控制电压调节器，特别是一种变压器或一种电抗器装置，包括一个包含一个可磁化铁心（１）的磁路，铁心（１）带有两个或多个主磁通路径或支腿（２），该主支腿的至少一个由一个主绕组（３）包围着，所述调节器的特征在于：至少一个可磁化调节支腿（４；２Ａ；２Ｂ）带有减小导磁率的一个区（５；５Ａ；５Ｂ），并且至少一个另外的绕组（６；６Ａ；６Ｂ）绕所述调节支腿缠绕，所述另外的绕组连接到一个可变电容器（８；８Ａ；８Ｂ）上，及主绕组（３）的诸匝的至少一匝包括一根高压电缆（６１），电缆（６１）包括一个导体（６３１）、一个具有半导体性能的第一层（６３２）、一个绕所述第一层（６３２）提供的固体绝缘层（６３３）、及一个绕绝缘层（６３３）提供的具有半导体性能的第二层（６３４）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】SE 1997-9-30 9703560-41.一种感应控制电压调节器，特别是一种变压器或一种电抗器装置，包括一个包含一个可磁化铁心(1)的磁路，铁心(1)带有两个或多个主磁通路径或支腿(2)，该主支腿的至少一个由一个主绕组(3)包围着，所述调节器的特征在于至少一个可磁化调节支腿(4；2A；2B)带有减小导磁率的一个区(5；5A；5B)，并且至少一个另外的绕组(6；6A；6B)绕所述调节支腿缠绕，所述另外的绕组连接到一个可变电容器(8；8A；8B)上，及主绕组(3)的诸匝的至少一匝包括一根高压电缆(61)，电缆(61)包括一个导体(631)、一个具有半导体性能的第一层(632)、一个绕所述第一层(632)提供的固体绝缘层(633)、及一个绕绝缘层(633)提供的具有半导体性能的第二层(634)。2.根据权利要求1所述的调节器，并且其特征还在于另外的绕组(6；6A；6B)的至少一个也包括一根高压电缆(61)，电缆(61)包括一个导体(631)、一个具有半导体性能的第一层(632)、一个绕所述第一层(632)提供的固体绝缘层(633)、及一个绕绝缘层(633)提供的具有半导体性能的第二层(634)。3.根据权利要求1或权利要求2所述的调节器，并且其特征还在于减小导磁率的所述区(5；5A；5B)是气隙类型的。4.根据权利要求3所述的调节器，其特征在于每个调节支腿(4；2A；2B)包括一个或多个气隙(5；5A；5B)。5.根据权利要求3所述的调节器，其特征在于减小导磁率的所述区(5；5A；5B)通过在每个所述调节支腿(4；2A；2B)中制成的凹腔得到。6.根据权利要求3所述的调节器，其特征在于减小导磁率的所述区(5；5A；5B)通过具有低导磁率的一种材料的固体插入物得到。7.根据任一项以上权利要求所述的调节器，并且其特征还在于所述主支腿(2)分成两个子支腿(2A、2B)，子支腿之一形成带有一个另外绕组(6A)的所述调节支腿(2A)。8.根据权利要求1至6任一项所述的调节器，并且其特征还在于所述主支腿(2)分成两个子支腿(2A、2B)，每一个形成带有一个另外绕组(6A、6B)的调节支腿，连接到一个可变电容器(8A、8B)上。9.根据权利要求7和8任一项所述的调节器，并且其特征还在于所述主绕组(3)的至少一部分由两个彼此串联连接的子绕组(3A、3B)形成，每个子绕组绕属于其的子支腿(2A、2B)缠绕。10.根据任一项以上权利要求所述的调节器，并且其特征还在于所述调节器是一个在用于每相独立调节的每相中有一个调节支腿(4；2A；2B...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌德福乐姆，克里斯蒂萨瑟，塞思登雪特，马茨莱昂，
申请(专利权)人：ABB股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]