[实用新型]磁路并联漏磁自屏蔽式可控电抗器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可控电抗器，具体是磁路并联漏磁自屏蔽式可控电抗器，属于电网和输变电设备节能控制领域。

背景技术

随着超高压大电网的形成和城市电网中电缆线路剧增，电网中的无功功率变化和电压波动等问题日益突出，实施无功功率动态平衡和电压波动的动态抑制、加强电网谐波治理、抑制超高压输电长线路末端电压升高和减少线路单相接地时的潜供电流、消除发电机自励磁等措施，对电网的安全经济运行、促进电网节能，具有重要意义。随着电网中冲击性负荷(如电弧炉、电解铝、轧钢、电气化铁路、城市地铁、煤矿提升设备等)逐渐增多，电力电子技术和装置在电网中的广泛应用，动态无功补偿和滤波装置对可控电抗器的安全可靠性等技术经济指标，提出了更高的要求。

目前，可控电抗器主要有以下几种类型：调匝式、调气隙式、晶闸管控制电抗器式(TCR)、高短路阻抗变压器式(TCT)和磁饱和式等，它们各有自己的优缺点。

调匝式可控电抗器是通过断路器或接触器投切抽头，改变匝数实现电抗可调，这种调节简单易行但达不到连续可调。调气隙式可控电抗器是通过精密机械传动方式，连续改变磁路中气隙的长度，实现电抗的连续可调，存在着响应速度慢、噪声大、易发生机械失灵等问题。晶闸管控制电抗器式可控电抗器是通过控制晶闸管的导通角和导通时间，以控制流过电抗器电流的大小和相位，实现了对电抗器容量的连续快速可调，在冶金行业应用广泛；由于单只晶闸管耐压水平较低，该类型可控电抗器应用到6kV以上电网中，需要用很多只晶闸管串联，在多只晶闸管同步触发和均压、控制维护等方面难度大，可靠性有待提高；该装置占地面积大，晶闸管发热量大需要辅助冷却设备，自身产生的谐波量大需要配备专用滤波设备，成本高价格昂贵。高短路阻抗变压器式可控电抗器是将变压器和电抗器设计为一体，将变压器的短路阻抗设计为100％，再在变压器的低压侧接入晶闸管进行调节，实现对感性无功功率的连续或有级控制；该类型可控电抗器可满足高电压、大容量、连续可调的要求，存在着变压器漏磁面积非常大造成效率低、结构和制造工艺复杂、成本高等不足，应用较少。磁饱和式可控电抗器是采用直流助磁原理，通过调节控制绕组中的励磁电流来控制铁芯的饱和程度以实现电抗的连续可调，结构型式有磁阀式和裂芯式；与TCR对比，磁饱和式可控电抗器具有晶闸管控制电压低、可靠性高、占地面积小、免维护、谐波小、制造和维护成本低、抑制过电压能力强等优点；也存在着铁芯的硅钢片长期工作在过饱和区域，铁芯损耗大、温升高、噪声大、铁芯截面利用率低、结构和加工工艺十分复杂等问题，致使磁饱和式可控电抗器这项先进可靠的技术，长期以来未能在电网中广泛的推广应用。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种结构可靠、损耗小、噪声低、铁芯截面充分利用、制造成本低、能够可靠地应用于超/特高压电网的磁路并联漏磁自屏蔽式可控电抗器。

本实用新型的磁路并联漏磁自屏蔽式可控电抗器，其结构是由铁芯和绕组组成，铁芯芯柱截面由不饱和区域铁芯和饱和区域铁芯交错排列组成并联磁路，通过不饱和区域铁芯吸收饱和区域铁芯的漏磁通形成自屏蔽，铁芯外套装绕组，绕组是由L1-L6组成，其中L1和L5线头并接，L4和L6线尾并接，L1、L2的中间接点接可控硅4的阳极形成整流电路，L3、L4的中间接点接可控硅的阳极形成整流电路，L2的尾端、L6的首端、L3的首端、L5的尾端并接续流二极管的负极，可控硅的阴极与续流二极管的正极并接。

绕组还可以是由3个独立的绕组L1-L3组成，其中L2的两端并接可控硅组成整流电路，两只可控硅的阴极阳极相互并接L2首端，可控硅的阴极阳极相互并接的另一端与绕组L2的末端接外接电源，L3的两端接一滤波保护回路，铁芯芯柱的主磁通经过上下铁轭闭合形成磁回路。

本实用新型的优异效果是其饱和区域铁芯的漏磁通由主磁通方向前后相邻或左右相邻的不饱和区域铁芯吸收而形成自屏蔽，使铁芯的损耗、噪声、谐波含量大幅度降低，不需要采用单独的磁屏蔽装置或者在金属结构件上附设磁屏蔽结构，工艺简单，能够大幅度减少铁芯硅钢片的用量。

附图说明

图1是不同磁阻铁芯芯柱的磁路并联结构示意图；

图2是不同面积铁芯芯柱的磁路并联结构示意图；

图3是漏磁自屏蔽铁芯的结构示意图；

图4是单框双柱式铁芯结构示意图；

图5是图4的A-A向断面结构示意图；

图6是单框双柱带旁轭式铁芯结构示意图；

图7是图6的B-B向断面结构式意图；

图8是三框六柱式铁芯结构示意图；