[发明专利]一种等效气隙可调电抗器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电抗器，具体涉及一种等效气隙可调电抗器。

背景技术

在高压和超高压电网中，无功补偿的目的是支撑电网枢纽点电压，提高电网的稳定性，增大线路输电能力并减小线损，抑制电网的功率振荡及工频过电压，调压以及优化无功潮流等。无功平衡是电网安全、稳定、经济运行的重要保证，对于超高压长距离输电网尤其如此。研究证明，可调电抗器其容量不仅可以随传输功率的大小而变化，平滑的调节系统的无功功率，实现柔性输电，还可以抑制工频和操作过电压，降低线路损耗，从而可大大提高系统的稳定性和安全性，因此可调电抗器对于提高电力系统运行性能有显著作用。

常见的可调电抗器有调匝式可控电抗器、调气隙尺寸式可控电抗器、可控硅控制电抗器和饱和电抗器。而应用最为广泛的可控电抗器有两类：可控硅控制电抗器中的晶闸管控制电抗器(TCR)、饱和电抗器中的磁阀式电抗器(MCR)。近年来由于功率电子的快速发展晶闸管控制电抗器从而得到广泛应用，晶闸管控制电抗器虽然反应速度快，技术较成熟，但是造价高、维护困难、谐波污染较严重，大规模的应用仍受到诸多限制；磁阀式可控电抗器其制造工艺简单、成本低廉、可靠性高，电抗器磁阀式在整个容量调节范围内主铁心始终处于铁磁的线性区，磁阀处可以设计的接近极限饱和，因此电抗器线性度较好，铁心谐波大约为晶闸管控制电抗器的一半。但是由于其容量已达到极限值，所以磁阀式可控电抗器过负荷能力较差。

调气隙尺寸电抗器采用电动结构带动传动轴控制气隙的大小，气隙的改变导致铁心内磁通的改变，从而达到连续改变工作绕组电抗值的目的。虽然和MCR一样有类似于变压器的铁心，具有较高的稳定性和可靠性，并且电抗调节范围大、谐波较小，但由于采用机械装置控制气隙尺寸响应速度比MCR和TCR慢，所以一直未受到足够的重视和推广应用。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种等效气隙可调电抗器，调节直流等效气隙绕组中的直流电流以替代机械装置控制气隙的大小，在保证电抗器线性和调节范围的同时，提高电抗器的可靠性和响应速度。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种等效气隙可调电抗器，包括铁心1、交流工作绕组2和若干组直流等效气隙绕组；所述铁心1为封闭的环形结构，以铁心1的中心点为原点建立直角坐标系，铁心1的两侧以Y轴对称；Y轴左侧的铁心1中部绕有交流工作绕组2，Y轴右侧的铁心1中部设置有若干对铁心孔4，成对的铁心孔对称设置在X轴两侧，在相邻的两个铁心孔内绕制有一组直流等效气隙绕组，各组直流等效气隙绕组之间反向串联；在X轴方向上和Y轴方向上，相邻两个铁心孔的间距相等；直流等效气隙绕组均沿X轴方向或均沿Y轴方向绕制。

进一步的，沿X轴方向设置有2n排铁心孔，n为自然数。

进一步的，所述铁心孔4为方孔或圆孔。

进一步的，所述若干组成对的铁心孔4为2组或者4组。

进一步的，所述铁心1由电工硅钢片叠压而成。

有益效果：本发明提供的一种等效气隙可调电抗器：

1)、交流工作绕组和直流等效气隙绕组共用一个铁心，大大简化了铁心的结构，降低了硅钢材料用量。

2)、由于直流等效气隙绕组仅在铁心局部产生磁通使得铁心局部饱和，局部饱和效应可以看成等效气隙。用直流控制的等效气隙替代机械装置控制气隙，提高设备的可靠性和响应速度。

3)、采用多组直流等效气隙绕组反向串联，降低直流等效气隙绕组中感应的交流电压分量，从而降低了交流电压分量对直流电源影响。

4)、交流工作绕组和直流等效气隙绕组两者间无电气连接，避免了电网侧高电压、大电流对控制回路的影响，提高电抗器的可靠性。

5)、采用单独的直流电源给等效气隙可调电抗器中的直流等效气隙绕组供电，因此接线简单。电抗器的电抗仅与直流等效气隙绕组有关，控制简单。

附图说明

图1为四孔等效气隙可调电抗器示意图；

图2为八孔等效气隙可调电抗器示意图；

图3为方孔等效气隙可调电抗器示意图；

图4为四孔等效气隙可调电抗器绕线方向示意图；

图5为八孔等效气隙可调电抗器绕线方向示意图；

图6为方孔等效气隙可调电抗器绕线方向示意图；

图中有：铁心1、交流工作绕组2、直流等效气隙绕组3、铁心孔4、局部磁通5、横梁6、侧柱7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

实施例一：