[发明专利]一种干式空心电抗器的制作方法

说明书

本发明公开一种干式空心电抗器的制作方法，包括以下步骤：以等效电感值为基准，在各层包封满足温升限制要求的前提下，在满足电感、总损耗和温升约束条件的基础上，根据各层包封的匝数和电流值，经过迭代计算最终确定各层包封采用膜包矩形铝绞线绕制而成，每根膜包矩形铝绞线由至少两根单丝圆铝线绞合而成，经绕制后的各层包封放入对应尺寸的模具中抽真空，并浇注环氧树脂进行固化，形成浇注式包封。本发明的有益效果是：通过以预设的等效电感值为基准，在各层包封满足温升的前提下，确定电抗器的包封层数，各层包封的匝数和电流值，设计所得的电抗器能够满足在短时间内承受内30kA的试验电流的要求。

技术领域

本发明涉及电抗器制造技术领域，尤其涉及一种干式空心电抗器的制作方法。

背景技术

随着柔性直流技术发展，对换流变压器及其附件的可靠性提出更高要求，在研究换流变压器的燃爆试验时，需要试验线路满足短时(1s)电流值为30kA的要求，超大的线路电流需要依靠电抗器进行限流，而现有的干式空心电抗器在30kA的大电流试验线路中表现为难以精确控制，无法满足试验线路的安全运行和试验数据的精确提取。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种干式空心电抗器的制作方法，主要解决现有的干式空心电抗器无法在短时间内承受内30kA的试验电流的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种干式空心电抗器的制作方法，包括以下步骤：

步骤一，根据预定的额定电感、额定电流和短路电流作为作为边界输出约束参数，设定电抗器为N层封包，N≥2，计算每层包封的自感，以及计算当前层包封与其他各层包封的互感，再根据各层包封的并联关系计算出电抗器的等效电感值；

步骤二，以所述等效电感值为基准，在各层包封满足温升限制要求的前提下，初选各层包封的导线尺寸，以及每层包封的导线匝数、电抗高度和内外径尺寸，经过迭代计算确定电抗器的包封层数、各层包封的匝数和电流值，各所述电流值的累加值大于或等于30kA，在满足各层包封自感和互感的前提下，根据各层包封的匝数和电流值，初步选取各层包封导线的结构规格尺寸，通过计算各层包封的导线损耗，以及计算各层温升的满足能力，确定各层包封导线总损耗计算为直流电阻耗和涡流耗之和；

步骤三，在满足等效电感值、总损耗、温升和动热稳定性约束条件的基础上，根据所述各层包封的匝数和电流值，经过迭代计算最终确定各层包封采用膜包矩形铝绞线绕制而成，每根所述膜包矩形铝绞线由至少两根单丝圆铝线绞合而成；

步骤四，经绕制后的各层包封放入对应尺寸的模具中抽真空，并浇注环氧树脂进行固化，形成浇注式包封；

步骤五，将各个浇注式包封并联后，与铝质星形架、支柱绝缘子和支架进行安装固定。

在一些实施方式中，所述等效电感值的计算方法为：建立矩阵方程组

其中，R_n为第n层包封的直流电阻值，L_n.n为第n层包封的自感值，M_n.n为第n层包封与其他包封的互感值，ω为角频率，I为第n层包封的电流值，U为第n层包封的电压值；

求解所述矩阵方程组，获得所述等效电感值。

在一些实施方式中，所述各层包封导线总损耗的计算方法为：

其中，I_f为当前层包封在频率f下的额定电流，R₀为当前层包封的直流电阻值，Z(f)为谐波损耗电阻系数。

在一些实施方式中，所述膜包矩形铝绞线的外部绝缘膜单侧厚度小于等于0.6mm。

在一些实施方式中，所述膜包矩形铝绞线的填充率小于等于0.86。