[实用新型]复杂工况下阳极饱和电抗器铁芯磁特性测量装置及系统

说明书

本实用新型公开了一种复杂工况下阳极饱和电抗器铁芯磁特性测量装置及系统。该装置包括非铁磁性材料夹层、圆盘、锯齿形夹具调节螺栓、锯齿形夹具、防振动夹具、锯齿形夹具定位块、防振动夹具定位螺栓、防振动夹具定位块、步进电机、电缸、机架、活动上板和固定上板；所述锯齿形夹具包括活动颚、锯齿形夹具底板、活动颚定位螺栓、固定颚和活动颚定位螺母。该系统包括所述的装置、扭力扳手、温度记录仪、倾角传感器、示波器和上位机。本装置为阳极饱和电抗器铁芯的磁特性测量提供一种能够模拟各种复杂工况的实验平台，包括模拟两铁芯的应力变化以及铁芯气隙的形状和大小变化，实现对铁芯磁特性的精确测量。

技术领域

本实用新型涉及磁特性测量领域，具体是一种复杂工况下阳极饱和电抗器铁芯磁特性测量装置及系统。

背景技术

换流阀是直流输电系统中的核心装备，饱和电抗器又是特高压直流换流阀中重要的保护元件。随着我国特高压工程的建设对电工装备提出了更高的设计要求，采用简单的经验公式设计模式，往往不能满足现代特高压输变电性能上的要求。而且，现有的饱和电抗器设计过程中没有仔细考虑电工材料在实际运行过程中所表现出的复杂磁特性，设计出来的电抗器往往损耗偏大，效率偏低，容易出现过电压、过电流现象。

温升是电抗器运行良好的重要指标，国内多物理工况模拟和磁化特性建模技术相对落后，制约着特高压直流输电以及晶闸管整流设备的高端化发展。非线性负载的存在使得电力系统中的谐波流入电网，运行中的饱和电抗器需要承受交直流电压的共同作用，所以在其负载电流中必含有大量的高次谐波，这将导致电抗器铁芯硅钢片的磁化波形发生畸变，从而出现谐波漏磁场和高次谐波损耗。这种非正弦大电流激励产生的损耗过大且分布不均匀，可能引起电抗器的某一区域的局部过热，从而影响到电抗器的正常运行及其使用寿命。

饱和电抗器实际运行中所产生的振动与噪声问题也同样值得关注，其本质是电抗器铁芯材料所受应力的作用，这种现象直接影响电抗器铁芯材料磁特性的相关变化。因此，在实际工况下，不同应力对饱和电抗器的影响也不容忽视，做出相应的磁场分布模拟、铁芯损耗预测，为优化电抗器性能与结构改进提供必要的技术支持。

目前饱和电抗器研究大多是关于铁芯的损耗和温升，如《±1100kV特高压直流换流阀用饱和电抗器的铁损及温度分布仿真》一文中采用有限元仿真的方法，研究了饱和电抗器的铁芯损耗和温度分布规律，然而气隙对整体磁特性的影响却被忽略，目前也没有完备的实验数据可供参考。为了更准确地研究电抗器的损耗、振动、温升等情况，不仅要分析铁芯的磁特性，气隙的宽度、形状也要在电抗器铁芯优化设计的考虑之内。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种复杂工况下阳极饱和电抗器铁芯磁特性测量装置及系统。

本实用新型解决所述装置技术问题的技术方案是，提供一种复杂工况下阳极饱和电抗器铁芯磁特性测量装置，其特征在于该装置包括非铁磁性材料夹层、圆盘、锯齿形夹具调节螺栓、锯齿形夹具、防振动夹具、锯齿形夹具定位块、防振动夹具定位螺栓、防振动夹具定位块、步进电机、电缸、机架、活动上板和固定上板；所述锯齿形夹具包括活动颚、锯齿形夹具底板、活动颚定位螺栓、固定颚和活动颚定位螺母；

所述步进电机固定于机架一侧，其输出端与电缸连接；活动上板放置在电缸的端部，固定上板通过连接板固定于机架另一侧；步进电机转动，电缸将步进电机的旋转运动转换成直线运动，实现活动上板的升降及角度变化；

活动上板和固定上板上均开有锯齿形夹具燕尾槽滑道；锯齿形夹具底板的底部与锯齿形夹具燕尾槽滑道配合，实现锯齿形夹具底板沿锯齿形夹具燕尾槽滑道的移动；锯齿形夹具定位块分别固定于活动上板和固定上板上，开有螺纹通孔；锯齿形夹具调节螺栓与锯齿形夹具定位块内部的螺纹连接，一端固定有圆盘，拧动锯齿形夹具调节螺栓，实现锯齿形夹具调节螺栓沿锯齿形夹具定位块的移动，进而实现圆盘与锯齿形夹具底板的接触和分离；