一种新型超导可控电抗器制造技术

新型超导可控电抗器主要由超导励磁绕组、励磁直流电源、检测控制环节、交流绕组、短路绕组和铁心等组成。新型超导可控电抗器能够根据电网运行状态及时调整其电感值，使电网中的无功功率及时得到完全的补偿，以降低电网运行损耗，提高系统供电质量。新型超导可控电抗器与传统的可控电抗器比较，新型超导可控电抗器工作安全可靠，具有更高的过压和过载能力，工作寿命长，运行成本较低，安装维护简单。在３５ｋＶ及其以上的高电压等级电网中，其优势更加明显。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种新型超导可控电抗器
本专利技术涉及一种新型超导可控电抗器，属于输电线路动态无功补偿技 术领域。
技术介绍
随着国民经济的迅速发展，电力工业也在迅速发展，人们对电能的需 求日益增长，同时对供电的可靠性以及供电质量的要求也越来越高。由于 负荷不断增加，以及发电厂大幅增加，不但改变了电力系统的网络结构， 也改变了系统的电源分布，造成系统无功分布不尽合理。甚至可能造成局 部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。电力系统无功分布不合 理，不仅关系到电力系统向电力用户提供电能质量优劣，而且还直接影响 电网自身运行的安全性和经济性。合理的无功补偿能够有效地维持系统的 电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功远距离传输，从而降低 有功网损，减小发电费用。目前，电力系统用得比较多的无功补偿方法都是基于传统的可控电抗 器的SVC技术，但是，该方法存在以下问题① 由于晶闸管阀制造水平的限制，传统的可控电抗器不能直接用应在 35kV以上的系统中，通常通过降压变压器接在高电压等级的电网中；② 传统的可控电抗器带来大量的谐波，需要附加的滤波装置；③ 晶闸管阀需要准确的控制和复杂的保护装置； 晶闸管被用来提供全电压补偿，高压晶闸管是非常昂贵的。 新型超导可控电抗器的作用与传统的可控电抗器相似，但是，新型超 导可控电抗器在实现无功补偿功能上更加安全可靠、成本较低以及安装维 护简单，而且，长期运行时新型超导可控电抗器的超导励磁绕组上几乎没 有电功率损耗。特别在35kV及其以上高电压等级的电网中，它的优势比传 统的可控电抗器更加突出，符合当前国家向高电压等级电网发展的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是动态补偿电网无功功率，减小线路损耗，提高电网供 电质量。为达上述目的，本专利技术提供一种新型超导可控电抗器，该装置通过由 超导励磁绕组l、短路绕组2、交流绕组3、铁心4、励磁直流电源5和检 测控制环节6组成对电网无功功率进行动态补偿，其中-铁心4由硅钢片裁剪叠合而成的十二个铁柱和十二个铁轭组成，其中 六个铁柱对称地分布在圆周上，六个铁柱在中心部位，中心部位的六个铁 柱和六个分布在圆周上的铁柱之间由铁轭连接而成；铁心4的硅钢片的厚 度为0. 25-0. 35mm;硅钢片是冷轧，也可以是热轧的；硅钢片可以是有向也 可以是无向；中心部位的六个铁柱截面积之和可以是等于六个对称地分布 在圆周上的铁柱截面积之和，也可以大于或者小于六个对称地分布在圆周 上的铁柱截面积之和。超导励磁绕组1由超导材料绕制在铁心4中心部位的六个铁柱上；超 导励磁绕组1的超导材料是高温超导材料，也可以是低温超导材料；超导 材料可以是带材，也可以是线材或者是块材；缠绕方式有可以是连续的双 饼结构也可以是单饼结构或螺旋圆桶结构。交流绕组3分别绕制在铁心4对称地分布在圆周上的铁柱上，每相两 个交流绕组的同名端相连；交流绕组3采用导电材料可以是箔绕也可以是 线绕；缠绕方式可以是连续缠绕也可以是非连续缠绕。短路绕组2与超导励磁绕组1同轴，绕制在铁心4中心部位的六个铁 柱上；短路绕组2可以全部绕制在超导励磁绕组1的内层，也可以全部绕 制在超导励磁绕组1的外层，可以部分绕在超导励磁绕组1的内层，部分 绕在超导励磁绕组1的外层。检测控制环节6连接在超导励磁绕组1的两端；检測超导励磁绕组1 的两端电压和回路电流，并控制超导励磁绕组l的回路电流。励磁直流电源5连接在检测控制环节6的电源两端并采用可控恒流源设计。本专利技术的有益效果在于该装置能够根据电网上的负荷大小，及时调 整超导可控电抗器的电感值，动态补偿电网中无功功率，达到降低电网运 行损耗、提高系统供电质量的目的。装置主体由铁心电抗器、超导励磁绕 组和励磁直流电源组成，因此，结构简单、技术成熟，易于工业化生产。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1为新型超导可控电抗器俯视示意图；图2为新型超导可控电抗器的单相结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例详细说明本专利技术的具体实施方法。图1为新型超导可控电抗器俯视示意图，图2为新型超导可控电抗器的单相结构示意图。为了便于说明和作图，此二附图只表示新型超导可控电抗器外结构和单相结构。本专利技术提供一种新型超导可控电抗器，该装置通过由超导励磁绕组1、短路绕组2、交流绕组3、铁心4、励磁直流电源5和检测控制环节6组成对电网无功功率进行动态补偿，其中铁心4由硅钢片裁剪叠合而成的十二个铁柱和十二个铁轭组成，其中 六个铁柱对称地分布在圆周上，六个铁柱在中心部位，中心部位的六个铁 柱和六个分布在圆周上的铁柱之间由铁轭连接而成；铁心4的硅钢片的厚 度为0.30mm;硅钢片采用冷轧；硅钢片是有向的；中心部位的六个铁柱截 面积之和等于六个对称地分布在圆周上的铁柱截面积之和。超导働磁绕组1由超导材料绕制在铁心4中心部位的六个铁柱上；超 导励磁绕組1采用高温超导带材连续的双饼结构制作。交流绕组3分别绕制在铁心4对称地分布在圆周上的铁柱上，每相两 个交流绕组的同名端相连；交流绕组3采用扁铜线连续缠绕。短路绕组2与超导励磁绕组1同轴，绕制在铁心4中心部位的六个铁 柱上；短路绕组2绕制在超导励磁绕组1的外层。检测控制环节6连接在超导励磁绕组1的两端；检测超导励磁绕组1 的两端电压和回路电流，并控制超导励磁绕组1的回路电流。励磁直流电源5连接在检测控制环节6的电源两端并采用可控恒流源 设计。下面是新型超导可控电抗器的一例型号-380V/80kVA新型超导可控电抗器。主要技术指标相数为3相，频率50hz,额定功率8CMcVA，电网额定 电压380V，额定输入电流IOOA，漏抗压降小于IOV，控制系统输入电压 220V。主要设计参数交流绕组选用玻璃丝包扁铜线。铁心丰才料选择为0.3mm 冷车L、取向硅钢片。超导带材为Bi系高温超导带材，临界电流90A(自场， 77k)。铁芯直径:80mm。铁芯重量:170Kg。交流绕组匝数:28匝。铜线重量:31Kg。超导绕组匝数:150安匝。超导绕组安匝数:4500安匝。超导带材长度120m。液氮容器外径309mm，内径219mm，高150mm。 短路绕组匝数:70匝(有中间抽头)。 漏抗压降:5V。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型超导可控电抗器，该装置通过由超导励磁绕组（１）、短路绕组（２）、交流绕组（３）、铁心（４）、励磁直流电源（５）和检测控制环节（６）组成对电网无功功率进行动态补偿，其特征在于：　　　　铁心（４）由硅钢片裁剪叠合而成的十二个铁柱和十二个铁轭组成，其中六个铁柱对称地分布在圆周上，六个铁柱在中心部位，中心部位的六个铁柱和六个分布在圆周上的铁柱之间由铁轭连接而成；　　　　超导励磁绕组（１）由超导材料绕制在铁心（４）中心部位的六个铁柱上；　　　　检测控制环节（６）连接在超导励磁绕组（１）与励磁直流电源（５）组成的回路中；　　　　励磁直流电源（５）通过检测控制环节（６）连接在超导励磁绕组两端；　　　　交流绕组（３）分别绕制在铁心（４）对称地分布在圆周上的铁柱上，每相两个交流绕组的同名端相连；　　　　短路绕组（２）与超导励磁绕组（１）同轴，绕制在铁心（４）中心部位的六个铁柱上。

【技术特征摘要】
1、一种新型超导可控电抗器，该装置通过由超导励磁绕组(1)、短路绕组(2)、交流绕组(3)、铁心(4)、励磁直流电源(5)和检测控制环节(6)组成对电网无功功率进行动态补偿，其特征在于铁心(4)由硅钢片裁剪叠合而成的十二个铁柱和十二个铁轭组成，其中六个铁柱对称地分布在圆周上，六个铁柱在中心部位，中心部位的六个铁柱和六个分布在圆周上的铁柱之间由铁轭连接而成；超导励磁绕组(1)由超导材料绕制在铁心(4)中心部位的六个铁柱上；检测控制环节(6)连接在超导励磁绕组(1)与励磁直流电源(5)组成的回路中；励磁直流电源(5)通过检测控制环节(6)连接在超导励磁绕组两端；交流绕组(3)分别绕制在铁心(4)对称地分布在圆周上的铁柱上，每相两个交流绕组的同名端相连；短路绕组(2)与超导励磁绕组(1)同轴，绕制在铁心(4)中心部位的六个铁柱上。2、 权力要求1所述的一种新型超导可控电抗器，其特征在于 其中所述铁心(4)的硅钢片的厚度为0.25-0.35mm;硅钢片是冷轧，也可以是热轧的；硅钢片可以是有向也可以是无向；中心部位的六个铁柱 截面积之和可以是等于六个对称地分布在圆周上的铁柱截面积之和，也可...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙尚传，李锋，张永，方绪怀，陈家林，
申请(专利权)人：深圳市配天网络技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]