[发明专利]电抗器

说明书

公开一种供在HVDC电力传输设备中使用的电抗器（100），包括核心结构（130）和缠绕所述核心结构（130）的初级线圈（150）。核心结构（130）包括沿核心结构（130）的堆叠方向所堆叠的主核心元件（136）和辅助核心元件（138）。核心元件中的每一个（136、138）是包括多个层压（140、142）的层压结构，每个核心元件（136、138）的层压（140、142）具有相应层压。层压厚度在主核心元件（136）与辅助核心元件（138）之间改变。

技术领域

本发明涉及供在HVDC电力传输设备中使用的电抗器。

背景技术

HVDC（高压直流）电力传输将直流用于电力的传输。这是对更加常见的交流电力传输的备选方案。使用HVDC电力传输存在多个益处。

为了使用HVDC电力传输，通常需要将交流（AC）转换成直流（DC）并且再次将DC转换回AC。当今大多数HVDC传输系统已经基于线路换向转换器（LCC），例如使用晶闸管阀的六脉冲桥式转换器。LCC使用例如晶闸管的元件，所述晶闸管能够通过适当触发信号来接通，并且只要它们经过正向偏压则保持为导通。在LCC中，转换器依靠已连接AC电压来提供从一个阀到另一个阀的换向。

已知为晶闸管阀内的晶闸管编组或者单独晶闸管提供电抗器，以阻碍浪涌电流，所述浪涌电流在接通阀时原本可能损坏晶闸管。这类电抗器可包括缠绕有初级线圈的电感器，并且可提供有与电抗器并联的电阻器，以用于抑制电流振荡。

按照本发明的一方面，提供一种供在HVDC电力传输设备中使用的电抗器，包括核心结构以及缠绕核心结构的初级线圈；其中核心结构包括主核心元件以及沿核心结构的堆叠方向所堆叠的辅助核心元件；其中核心元件中的每一个是包括多个层压的层压结构，每个核心元件的层压具有相应层压厚度；以及其中层压厚度在主核心元件与辅助核心元件之间改变。

主核心元件中的层压的层压厚度可小于辅助核心元件中的层压的层压厚度。相应地，涡流损耗在辅助核心元件中可比在主核心元件中更大。所述或每个辅助核心元件中的相对较高能量损耗可提供电流振荡阻尼。

当辅助核心元件中的层压的层压厚度大于主核心元件中的层压的层压厚度时，阻尼电阻可主要通过所述或每个辅助核心元件的性质（特别是通过作为层压厚度的函数的涡流损耗的等级）来确定。将会理解，核心的阻尼电阻总体上可通过主核心元件和辅助核心元件两者的性质（和其中的涡流损耗）来确定。然而，通过提供具有更大层压厚度的辅助核心元件，涡流损耗的更大比例可集中在辅助核心元件中，并且因而辅助核心元件的设计总体上可主要通过阻尼电阻来确定。

主核心元件可包括间隙。间隙可以是主核心元件的磁通路径中的间隙（“磁通路径间隙”）—即形成核心元件周围的磁通路径的铁磁材料中的间隙。该间隙可被隔离物（例如，诸如尼龙的聚合隔离物）所占据。在一些示例中，所述（或每个）辅助核心元件可包括间隙。

核心元件的电抗可主要通过核心元件中的间隙的大小来确定。与适当设计包络内的其他参数（例如层压厚度）的变化相比，核心元件中的间隙的大小的变化可对电抗器的电抗具有更大影响。电抗器的电抗总体上将取决于每个核心的电抗。

当主核心元件包括间隙时，核心（以及由此电抗器）的电抗可主要通过间隙的大小来控制或确定。当辅助核心元件中的层压的层压厚度大于主核心元件中的层压的层压厚度时，电抗器的电抗可主要通过主核心元件的性质（特别是通过间隙）来确定和调整—将会理解，核心的电抗总体上可通过主核心元件和辅助核心元件两者的性质来确定。然而，与适当设计包络内的其他参数（例如层压厚度）的变化相比，主核心中的间隙的大小的变化总体上可对核心（和/或电抗器）的电抗具有更大影响。

间隙可以是可变的。相应地，核心的电抗可通过改变间隙的尺寸来改变。