一种采用多股绞线绕制动态模拟元件的方法技术

本发明专利技术提出了一种采用多股绞线绕制动态模拟元件的方法，其采用多股漆包绝缘绞线作为变压器模型和电抗器模型的绕组导线，绕制线圈，从而达到减少涡流损耗和减少不平衡电流损耗的目的；采用多股漆包绝缘绞线作为电力系统动态模拟系统的线路模型元件的绕组导线，绕制线圈，从而达到保证其时间常数频率特性变化趋势与原型一致。此外，采用多股绞线绕制的线路模型还大大减小了线路的集肤效应。因此，本发明专利技术的采用多股漆包绝缘绞线绕制线路模型元件的方法，能满足实际模拟的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统动态模拟系统领域，涉及。
技术介绍
众所周知，用小容量电机、电器模拟大容量相应原型时，经常碰到设法减少损耗的问题。 线圈绕组是变压器模型和电抗器模型的主要部件，因其产生了涡流损耗和不平衡电流损耗， 占模型损耗较大比重。为了降低模型损耗，需要优化线圈绕组的绕制方法，由原来广泛使用 的单股导线绕制绕组改为多股绞线绕制绕组。在研制线路模型元件时，要求其时间常数频率 特性能满足原型要求，为了保证这一点，需要采用多股漆包绝缘绞线绕制线路模型元件。变压器模型元件、并联电抗器模型元件、线路模型元件是构成电力系统动态模拟系统的 基本模拟元件。在研制变压器模型和并联电抗器模型这类模拟大容量原型的小容量电机模型 的过程中，经常碰到设法减少损耗的问题。也就是说，要求在保证变压器模型元件、并联电 抗器模型元件能准确模拟大容量原型变压器、原型电抗器参数及特性(如短路电抗值、并联 电抗值)的同时，需要尽量降低损耗。线圈绕组是这两种模型的主要部件，因其产生的损耗 占模型损耗的大部分。变压器、电抗器运行时，线圈绕组内通过电流，绕组导线在漏磁场中 会产生涡流损耗，并联导线中因漏磁场会引起不平衡电流损耗。大量计算分析表明，涡流损 耗系数与绕组导线总面积和单根裸导线轴向尺寸即导线宽度乘积的平方成正比，所以采用单 股导线绕制线圈时，因导线宽度不能取得很小(否则不好绕制)会使涡流损耗系数很大(即 涡流损耗很大)。而采用多股圆导线拧成的多股漆包绝缘绞线来绕制线圈绕组时，在导线总截 面积不变的情况下，因单根导线轴向大大减小，相应地涡流损耗系数会大大减小。此外，改 为多股圆导线拧成的多股漆包绝缘绞线可实现导线的完全换位，避免了并联导线在漏磁场中 引起的不平衡电流损耗。因此，采用多股绞线绕制变压器模型、电抗器模型的绕组部件能大 大减小模型损耗，满足模拟要求。因为原型线路时间常数会随系统频率的变化而变化，所以 在研制线路模型元件时，要求其时间常数频率特性满足模拟要求。
技术实现思路
因此本专利技术提出了，其特征在于(1)采用多股漆包绝缘绞线作为变压器模型和电抗器模型的绕组导线，绕制线圈，从而达到减少涡流 损耗和减少不平衡电流损耗的目的；(2)采用多股漆包绝缘绞线作为电力系统动态模拟系统 的线路模型元件的绕组导线，绕制线圈，从而达到保证其时间常数频率特性变化趋势与原型 一致。其中，所述多股漆包绝缘绞线采用多股圆形漆包导线拧成，使用其来绕制线圈，在导线 总截面积不变的情况下，因单根导线轴向大大减小，相应地涡流损耗系数会大大减小。其中，在绕制所述线圈时每个线圈分成2个线饼绕制，相对较大的元件每个线饼24层， 每层12匝，相对较小的元件每个线饼22层，每层11匝，所述2个线饼的绕法相同，绕完后 两线饼相向合并为一个线饼。其中，在绕制所述线圈时，元件在木胎上进行绕制，并且先在木胎上套以用绝缘板制作 的园筒以做为线圈的内衬。其中，在绕制所述线圈时，为防止线圈变形、坍塌和参数的差异，绕制时用力均匀适当， 并用薄膜带固定，最后进行浸漆处理。本专利技术的有益效果是经过元件试制和分析计算，比较多股漆包绝缘绞线和单股圆导线 绕制的线路模型的时间常数频率特性，发现单股导线绕制的线路模型频率特性变化趋势太快， 不能满足模拟要求，而由多股漆包绝缘绞线绕制的线路模型的频率特性与实际线路的频率特 性变化趋势几乎完全一致。此外，采用多股绞线绕制的线路模型还大大减小了线路的集肤效 应。因此，采用多股漆包绝缘绞线绕制线路模型元件，能满足模拟要求。附图说明图1是本专利技术的相对较大元件的线圈的绕制与抽头位置的示意图。 图2是本专利技术的相对较小元件的线圈的绕制与抽头位置的示意图。具体实施例方式以线路元件设计为例加以说明线圈总匝数WE =24X24=576匝，即共绕24层，每层24匝。 导线选择-① 选用19X01.00漆包绞线，绞线直径dj=5. 35mm，其中考虑了绝缘层和薄膜层的厚度。② 导线截面积S=14. 915 IMl2; 线圈尺寸①线圈平均直径Dp二37.65 cm;② 线饼高度-式中^——线圈每层匝数；——利用系数取值范围1.07-1.08;《——绕线直径。③ 线饼厚度+*w, *《=0.98x24x5.35/10 = 12.5832t= "( (J cm;式中W'——线圈绕制层数；t'——利用系数取值范围0.97-0.98;《——绕线直径。 线圈内径Dn=25. 067cm;⑤ 线圈外径Dw=50. 233cm;⑥ 导线总长度(包括抽头引线2m): LE=682.95m; 线圈的绕制与抽头位置如图1所示① 每个线圈分成2个线饼绕制，大元件每个线饼24层，每层12匝，小元件每个线饼 22层，每层11匝。② 二个线饼的绕法相同，绕完后两线饼相向合并为一。③ 引线编号如图l所示，一个线饼按绕制顺序标为1 2，另一个线饼按绕制顺序标为3 4。 铜重量GCU=90. 66kg;导线总长度L=3. l扭D/^w+2二682.95m，其中考虑了抽头的长度；绕制上述线圈的工艺要求1) 元件是在外径为24.74cm的木胎上绕制。每个线路电抗分成两个线饼绕制，每个线饼 24层，每层12匝，再合二为一。2) 绕制各个线饼时，先在木胎上套以用0.5m绝缘板制作的园筒以做为线圈的内衬。3) 胎具尺寸应保持一定，以保证各线圈尺寸和参数的一致性，并且为减少接触电阻，线鼻子均镀银处理。4) 为防止线圈变形、坍塌和参数的差异，绕制时应注意用力均匀适当，必要时可用薄膜 带固定。5) 线圈绕制好后，合二为一，用白布带半叠包一层，然后检查并测定参数，如无问题， 再进行浸漆处理。从而完成本专利技术的方法，采用多股漆包绝缘绞线作为电力系统动态模拟系统的变压器模 型的绕组导线，绕制线圈，采用多股漆包绝缘绞线作为电力系统动态模拟系统的电抗器模型 的绕组导线，绕制线圈，采用多股漆包绝缘绞线绕制电力系统动态模拟系统的线路模型元件。下表为利用本专利技术的方法绕制的线路电抗器的测试参数，现该电抗器已成功应用于动模 试验室的线路元件模拟。表l: ZXL-IV型线路电抗器串并联参数<table>table see original document page 6</column></row><table>此处已经根据特定的示例性实施例对本专利技术进行了描述。对本领域的技术人员来说在不 脱离本专利技术的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性 的，而不是对本专利技术的范围的限制，本专利技术的范围由所附的权利要求定义。权利要求1、，其特征在于(1)采用多股漆包绝缘绞线作为变压器模型和电抗器模型的绕组导线，绕制线圈，从而达到减少涡流损耗和减少不平衡电流损耗的目的；(2)采用多股漆包绝缘绞线作为电力系统动态模拟系统的线路模型元件的绕组导线，绕制线圈，从而达到保证其时间常数频率特性变化趋势与原型一致。2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述多股漆包绝缘绞线采用多股圆形漆包导线拧成，使用其来绕制线圈，在导线总截面积不变的情况下，因单根导线轴向大大减小，相 应地涡流损耗系数会大大减小。3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于在绕制所述线圈时每个线圈分成2个线饼绕 制，相对较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用多股绞线绕制动态模拟元件的方法，其特征在于：　（１）采用多股漆包绝缘绞线作为变压器模型和电抗器模型的绕组导线，绕制线圈，从而达到减少涡流损耗和减少不平衡电流损耗的目的；　（２）采用多股漆包绝缘绞线作为电力系统动态模拟系统 的线路模型元件的绕组导线，绕制线圈，从而达到保证其时间常数频率特性变化趋势与原型一致。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王仕荣，周泽昕，周春霞，杜丁香，张晓莉，詹荣荣，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]