不饱和对称磁路可调电抗器制造技术

本实用新型专利技术给出一种不饱和对称磁路可调电抗器，它解决了目前各类可调电抗器成本高、效率低、噪声大和难以在实际生产中应用等问题，具有结构简单，使用方便，成本低，易于制作等优点，可用于电网限制过电压、消除发电机自励磁、无功功率动态补偿、电压波动动态抑制、谐波处理等。其结构为：它包括直流励磁控制回路、等截面的铁心、绕组和微处理器组成的控制器；相邻两铁心间由连接轭构成整体，其上安装绕组和直流励磁控制回路，并通过控制器调节励磁电流大小，进而调节电抗器的电感量。与磁阀式可控电抗器不同的是分裂铁心柱是等截面的，与磁控式可控电抗器不同的是分裂铁心柱上有分段的均匀气隙，同时总的磁路与前两者相比是不饱和对称结构的。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种不饱和对称磁路可调电抗器，属于先进制造与自动化技术中的输变 电设备领域。技术背景电力系统的无功平衡对电网的安全经济运行和改善电能质量具有重要意义。在电网中存 在大量的无功负荷频繁变化的设备，特别是电力电子技术和装置在电网的广泛应用，电压无 功问题更加突出，新型可靠实用的可调电抗器的研制和应用已成为电力系统迫切需要研究和 解决的重要关键技术课题之一。随着电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，静止无功补偿技术得到了迅速发展。 静止无功补偿是指用不同的静止开关投切电容器或电抗器，使其具有吸收和发出无功电流的 能力，用于提高电力系统的功率因数，稳定系统电压，抑制系统振荡等功能。主要有以下三 大类型， 一类是具有饱和电抗器的静止无功补偿装置(SR: SaturatedReactor);第二类是晶 闸管控制电抗器(TCR: Thyristor ControlReactor)、晶闸管投切电容器(TSC: Thyristor SwitchCapacitor)，这两种装置统称为SVC (StaticVar Compensator);第三类是采用自换 相变流技术的静止无功补偿装置一一高级静止无功发生器(ASVG: Advanced Static VarGenerator)o饱和电抗器分为自饱和电抗器和可控饱和电抗器两种，具有自饱和电抗器的无功补偿装 置是依靠电抗器自身固有的能力来稳定电压，它利用铁心的饱和特性来控制发出或吸收无功 功率的大小。可控饱和电抗器通过改变控制绕组中的工作电流来控制铁心的饱和程度，从而改变工作绕组的感抗，进一步控制无功电流的大小。目前可见报道的可控电抗器多数为调气隙式、相控式、高阻抗变压器型和磁饱和可控式。 磁阀式可控电抗器和磁控式可控电抗器的硅钢片长期处于饱和状态，铁心损耗大温升高，另 外还有振动和噪声，这些缺点阻碍了可控饱和电抗器的大量使用。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有各类电感量可调电抗器成本高、效率低、噪声大和难以 在实际生产中应用等问题，提供一种具有结构简单，使用方便，成本低，易于加工制作等优 点的不饱和对称磁路可调电抗器。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案-一种不饱和对称磁路可调电抗器，它包括至少一组电力电子器件组成的直流励磁控制回 路、至少一组等截面的铁心、至少一组绕组和至少一台微处理器组成的控制器；相邻两铁心 间由连接轭构成整体,其上安装绕组和直流励磁控制回路，并通过控制器调节励磁电流大小， 进而调节电抗器的电感量。所述铁心由对称的两组三相铁心柱构成六柱双框结构，并通过相邻两铁心间的连接轭构 成整体，铁心上安装绕组。所述铁心为两柱或三柱或四柱双框单相结构，相邻两铁心间由连接轭连接，铁心上还安 装绕组。所述铁心由一种导磁材料制成，铁心的铁心柱由与铁心柱等宽、等高的导磁材料和等宽、 分段的导磁材料叠加制成，分段的导磁材料与铁心柱等宽，每段导磁材料之间留有气隙，气 隙用非磁性材料填充，气隙和每段导磁材料的高度之和与铁心柱的高度相等。所述铁心由多种导磁材料制成，铁心的铁心柱由与铁心柱等高的两种或多种导磁材料叠 加制成，各种导磁材料的宽度可以是相等的或不相等的。所述铁心由多种导磁材料制成，铁心的铁心柱由与铁心柱等宽、等高的导磁材料和等宽、 分段的导磁材料叠加制成，分段的导磁材料与铁心柱等宽，每段导磁材料之间留有气隙，气隙用另一种或多种导磁材料填充，气隙和每段导磁材料的高度之和与铁心柱的高度相等。本技术采用一组等截面的铁心、 一组绕组、 一组电力电子器件组成的控制回路和一 台微处理器组成的控制器。铁心和绕组构成电抗器的本体部分，由电力电子器件组成的控制 回路和微处理器组成的控制器构成了电抗器的控制部分。上述铁心为导磁材料制成的六柱式 (三相)或两柱、三柱、四柱(单相)结构，相邻两铁心间由连接轭构成整体，其上安装有 绕组和直流励磁控制回路，通过控制器调节励磁电流的大小，就可以调节电抗器的电感量。 与磁阀式可控电抗器不同的是分裂铁心柱是等截面的，与磁控式可控电抗器不同的是分裂铁 心柱上有分段的均匀气隙，同时总的磁路与前两者相比是不饱和的。本技术的有益效果是结构简单，使用方便，成本低，易于加工制作。附图说明图1是本技术的六柱双框式结构图；图la是图1的侧视图；图2是本技术的三相磁路结构图；图3是本技术的一相磁路结构图；图4是本技术的可调电抗原理图；图5是本技术的控制系统硬件原理图。其中，l.铁心，2.连接轭，3.绕组，4.控制器。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术作进一步说明。图1、图la中所示为构成电抗器本体重要的部分-六柱式双框结构(三相)铁心1的结 构示意图。该铁心1由对称的两组三相铁心柱构成，并通过连接轭2构成整体，适用于三相电感量 连续可调电抗器(如图2所示)。当铁心柱采用一种导磁材料时，铁心柱是由与铁心柱等宽、 等高的导磁材料和等宽、分段的导磁材料叠加制成，分段的导磁材料与铁心柱等宽，每段导 磁材料之间留有气隙，气隙用非磁性材料填充，气隙和每段导磁材料的高度之和与铁心柱的 高度相等；当铁心柱采用多种导磁材料时，铁心柱是由与铁心柱等高的两种或多种导磁材料 叠加制成，各种导磁材料的宽度可以是相等的，也可以不相等；当铁心柱采用多种导磁材料 并且结构和权利要求4相同时，气隙可以用另一种或多种导磁材料代替。与磁阀式可控电抗器不同的是分裂铁心柱是等截面的，磁阀式可控电抗器的铁心饱和发 生在磁阀段，不饱和段和饱和段的磁路是串联的；与磁控式可控电抗器不同的是分裂铁心柱 上有分段的均匀气隙，磁控式可控电抗器的铁心是在整个磁路都饱和。而本技术可调电 抗器总的磁路是不饱和的，其中控制磁路和主磁路是并联的，这一特征减少了铁心的振动和 噪音并且使得加工制作更加方便。另外，本技术可调电抗器的结构保证了磁路的对称， 更重要的是交流磁路和直流磁路是分开的，这一特征能减少铁心漏磁，提高电抗器的效率， 减少铁心损耗。对于两柱、三柱、四柱双框(单相)结构的可调电抗器，其铁心柱的结构与工作原理和 三相可调电抗器的结构完全相同(如图3所示) 可调电抗器的调节可调电抗器的绕组3由主绕组和控制绕组组成。控制绕组可以是自藕式的，是主绕组的一部分，主绕组有抽头比为 #*的抽头，它们之间接有可控硅^、 不同铁心的上下 两个主绕组交叉连接后并联至电源(如图4所示)。由于可控硅接于控制绕组抽头之间，其上 电压很小，仅为系统额定电压的1 %左右，保证了运行可靠性。当可控电抗器主绕组接至电源电压时，在可控硅7^、 ^两端感应出1%左右电源电压的电压。电源电压正半周触发导通可控硅A,在回路中产生控制电流^和4;电源电压负半周期触发导通可控硅7^，在回路中产生控制电流^和^， 一个工频周期轮流导通^和、，产生的直流控制电流^和、，使电抗 器工作铁心饱和，输出电流增加。可控电抗器输出电流大小取决于可控硅控制角"，"越小， 产生的控制电流越强，从而电抗器工作铁心磁饱和度越高，输出电流越大。因此，改变可控 硅控制角，可平滑调节电抗器容量。控制绕组采用独立绕组时，与主绕组电气隔离。改变直流电压^^及相应的回路控制电流^大小，以调节铁心磁饱和程度，达到改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不饱和对称磁路可调电抗器，其特征在于：它包括至少一组电力电子器件组成的直流励磁控制回路、至少一组等截面的铁心、至少一组绕组和至少一台微处理器组成的控制器；相邻两铁心间由连接轭构成整体，其上安装绕组和直流励磁控制回路，并通过控制器调节励磁电流大小，进而调节电抗器的电感量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志英，王学才，孙树敏，
申请(专利权)人：孙志英，王学才，孙树敏，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]