[发明专利]用于低压静止无功补偿设备的低压相控半芯电抗器

说明书

技术领域

本发明属于电抗器，特别是适用于低压静止无功补偿设备的相控电抗器。

背景技术

通常低压动态无功补偿主要采用晶闸管开关来快速投切电容器（简称TSC），其响应速度最快能到40mS以内。但由于其属于阶跃性投切，其补偿精度不高，为了避免合闸涌流和操作过电压对可控硅开关和电容器的冲击，需要在每组电容器投切之前经过过零过度过程检测，对控制检测过程要求高，在一些现场谐波水平较高的系统，往往出现可控硅开关或电容器批量损坏的情况。近几年，低压的静止无功补偿装置开始得到应用，其控制核心是相控铁芯电抗器（晶闸管控制线性电抗器简称TCR），取到了较好的动态无功补偿效果。铁芯电抗器磁场通过铁芯与气隙构成回路，其电感值是否呈线性取决于铁芯的磁场工作状态。当铁芯出现磁饱和，则气隙内磁场将出现非线性的变化，造成电感非线性，而影响到了可控硅的线性控制，为了防止这种情况，一般的相控铁芯电抗器的铁芯以及体积做的比较大，成本很高。另外，还存在铁芯的磁滞伸缩引起的噪音问题，以及重量重、组装复杂、不能直接户外使用等问题。而相控空心电抗器由于体积过大，对外漏磁严重的问题，损耗过大，无法直接安装在低压柜体内，不适于低压的动态补偿装置。

发明内容

为了解决现有的相控铁芯电抗器控制线性差、成本高、重量重、噪音大的问题以及相控空心电抗器体积过大、对外漏磁严重的的不足,本发明的目的是提供一种用于低压静止无功补偿设备的低压相控半芯电抗器，该用于低压静止无功补偿设备的低压相控半芯电抗器结合空心电抗器与铁芯电抗器的优点，既可以做到体积小又可以使得电感在较大范围内呈线性关系、可以安装在低压柜体内或者直接用于户外。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于低压静止无功补偿设备的低压相控半芯电抗器，其特征是：相控电抗器采用半芯式结构，由线圈和含在线圈内的一段铁芯组成，安装在内绝缘筒和外绝缘筒之间的环形铁心由辐射叠片组成，铁心上下端灌注有绝缘填充物，内绝缘筒两端楔入端部压块，铁心外设有包封式结构的电抗器绕组，采用绝缘端部压块实现绕组与铁心的固定绑扎以及与绝缘子的机械连接，包封内的线圈经绝缘包绕填充形成整体，包封端部与铁芯的上、下端部由绝缘填充物填充成斜坡状，包封间有散热气道，各线圈引线连接在位于上下端部压块一侧的接线端子上。

所述的位于下端的端部压块通过绝缘支撑件、绝缘子固定在地脚上。

电抗器绕组采用包封式结构，采用绝缘压块实现绕组与铁心的固定绑扎以及与绝缘子的机械连接。包封内的线圈经绝缘包绕填充形成整体，以对抗外部的大气环境。包封端部与铁芯的上端部由绝缘填充物填充成斜坡状，防止雨水、污物堆积。为了满足散热，包封间有散热气道，使得包封与包封相分割。内部铁心采用环形铁心，辐射叠片，并浇注于内外两个绝缘筒之间，使铁心完全被密封。铁心的外景端部采用圆弧或折线形状，避免端部出现尖角，防止铁心出现局部磁饱和现象。铁心内侧绝缘筒楔入端部压块，从而保证了铁心在运行或故障时不移位。半芯式电抗器的绕组与铁心都是在环氧绝缘物及绝缘填充物密封包裹起来，绕组与铁心与外界环境完全隔离。铁心仅相当于空心电抗器的一个包封。产品近在进出线端子与端部压块间有机械连接，其余部分经固化后形成整体，因此，半芯电抗器的机械特性十分优异。

半芯相控电抗器可看作介于空心电抗器与铁芯电抗器之间的电抗器，其性能也同样在两者之间。相对于空气来说，铁芯的相对磁导率为空气的几十倍以上，半芯式电抗器的电感仍然呈线性。由于铁芯仅对部分磁路短路，铁心内的磁控较低，不易出现磁饱和，所以，半芯式电抗器的线性度要由于铁心电抗器。半芯式相控电抗器与空心、铁心电抗器的线性度、损耗、噪音、漏磁、体积、重量、占地、成本、安装方式、使用环境的对比，见下表。