專利名稱：一種大功率鐵芯電抗器強(qiáng)冷散熱方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種電力設(shè)備的散熱方法及其散熱器件，尤其是指一種大功率電 抗器散熱方法及裝置，國(guó)際專利分類號(hào)為B61F05/02，主要用于各種大功率電抗器或變壓 器的散熱。
背景技術(shù)：
電抗器是用來限制電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊，平滑電源電壓 中包含的尖峰脈沖，或平滑橋式整流電路換相時(shí)產(chǎn)生的電壓缺陷，它既能阻止來自電網(wǎng) 的干擾，又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對(duì)電網(wǎng)的污染。電抗器作為無功補(bǔ)償手段， 在電力系統(tǒng)中是不可缺少的。而且隨著輸電容量的增大，大功率電抗器也就應(yīng)運(yùn)而生。
電力系統(tǒng)中所采取的電抗器常見的有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器 主要用來限制短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來限制電網(wǎng)中的高次諧 波。220kV、 110kV、 35kV、 10kV電網(wǎng)中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功 補(bǔ)嘗?？梢酝ㄟ^調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來調(diào)整運(yùn)行電壓。超高壓并聯(lián)電抗器有改善電力 系統(tǒng)無功功率有關(guān)運(yùn)行狀況的多種功能，主要包括 (l)輕空載或輕負(fù)荷線路上的電容效應(yīng)，以降低工頻暫態(tài)過電壓。 [OOOS] (2)改善長(zhǎng)輸電線路上的電壓分布。 (3)使輕負(fù)荷時(shí)線路中的無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動(dòng)同 時(shí)也減輕了線路上的功率損失。 (4)在大機(jī)組與系統(tǒng)并列時(shí)降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓，便于發(fā)電機(jī)同期并 列。 (5)防止發(fā)電機(jī)帶長(zhǎng)線路可能出現(xiàn)的自勵(lì)磁諧振現(xiàn)象。 (6)當(dāng)采用電抗器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地裝置時(shí)，還可用小電抗器補(bǔ)償線路相間及 相地電容，以加速潛供電流自動(dòng)熄滅，便于采用。 由于各種電抗器在工作時(shí)會(huì)發(fā)熱，所以一般都要對(duì)電抗器進(jìn)行冷卻，目前冷卻 的介質(zhì)主要是油和水，電抗器按結(jié)構(gòu)及冷卻介質(zhì)分為空芯式、鐵芯式、干式、油浸式 等，例如干式空芯電抗器、干式鐵芯電抗器、油浸鐵芯電抗器、油浸空芯電抗器、夾持 式干式空芯電抗器、繞包式干式空芯電抗器、水泥電抗器等。 電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是1實(shí)現(xiàn)大功率高水平的控制；2清潔電能；3縮小 裝置的尺寸和重量。因而傳統(tǒng)的電抗器已不能適應(yīng)市場(chǎng)的需求，不斷地提高可靠性實(shí)現(xiàn) 電抗器的進(jìn)一步小型輕量化和高性能化是電抗器的發(fā)展趨勢(shì)。
傳統(tǒng)的電抗器存在以下不足 1、散熱困難，同等功率情況下使得電抗器體積增大；
2、溫升高，使用壽命短； 3、由于采用風(fēng)冷，使得電抗器在運(yùn)行時(shí)噪音大； 4、由于功率大(300KVA以上)，需要使用高等級(jí)磁材料和絕緣材料，使成本增高。 大功率鐵芯式電抗器是一種廣泛應(yīng)用于各種大功率牽引電力系統(tǒng)的電氣輔助設(shè) 備，由于功率大發(fā)熱也就大，所以對(duì)于這一類電抗器普遍采用外置的水冷散熱器進(jìn)行散 熱，但是目前這類鐵芯式水冷散熱電抗器都是采用在電抗器線圈的側(cè)面位置設(shè)置散熱 板，并在電抗器線圈與鐵芯的周邊位置設(shè)置一些循環(huán)的冷卻水管與電抗器側(cè)面的散熱板 連接起來，通過循環(huán)冷卻水將電抗器的發(fā)熱帶出到散熱器進(jìn)行冷卻，這樣的冷卻方式雖 具有一定的效果，但是效果仍然不理想，尤其是由于現(xiàn)在的散熱板都是設(shè)在線圈之間 的，所以對(duì)于鐵芯的(發(fā))熱量無法有效帶走，所以導(dǎo)致鐵芯的(發(fā))熱量上升，因此很 有必要對(duì)此加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本專利發(fā)明所要解決的問題是針對(duì)現(xiàn)有大功率鐵芯式電抗器散熱方式及其結(jié) 構(gòu)的不足，在不改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有大功率鐵芯式電抗器整體結(jié)構(gòu)的條件下，提出一種 散熱性能更好的大功率鐵芯式電抗器散熱方式及其結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種大功率鐵芯式電抗器散熱方 式，將電抗器鐵芯拆分為兩部分，并在兩部分電抗器鐵芯之間加入散熱器(板)，并使兩 部分電抗器鐵芯緊貼在散熱器(板)的兩邊，通過電抗器鐵芯中間的散熱器將鐵芯部分的 熱帶走，對(duì)鐵芯進(jìn)行冷卻。所述的散熱器可以是板式或管式水冷散熱器，也可以是熱管 散熱器。其板式或管式水冷散熱器可以是蛇形管式散熱器結(jié)構(gòu)，也可以是槽形循環(huán)板式 散熱器結(jié)構(gòu)。 根據(jù)上述方法所提出的一種大功率鐵芯式電抗器散熱是 一種大功率鐵芯式電 抗器散熱裝置，包括電抗器鐵芯、電抗器線圈，電抗器線圈是分組纏繞在電抗器鐵芯鐵 芯柱上的，其特點(diǎn)在于所述的電抗器鐵芯為兩體結(jié)構(gòu)，是由兩部分組合形成的，在兩 部分電抗器鐵芯之間夾有散熱器(板)，并且兩部分電抗器鐵芯緊貼在散熱板的兩邊，由 緊固件緊固為一體，通過電抗器鐵芯中間的散熱板將鐵芯部分的熱量帶走，對(duì)鐵芯進(jìn)行
冷卻。所述的散熱板可以是板式或管式水冷散熱板，也可以是熱管散熱器。其板式或管 式水冷散熱板可以是蛇形管式散熱器結(jié)構(gòu)，也可以是槽形循環(huán)板式散熱器結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明將電抗器鐵芯拆分為兩體，并在中間加入散熱裝置，可有效控制鐵芯溫 度，對(duì)電抗器的散熱起到很好的作用。 一些特殊的電抗器因電流大及環(huán)境的因素，工作 時(shí)發(fā)熱量相當(dāng)大，通過在鐵芯中和鐵芯與線圈的側(cè)面加入各式散熱器能達(dá)到更好的散熱 效果?？煞乐挂蜩F芯的高溫使硅鋼片間絕緣不良或因夾件與鐵芯間絕緣損壞，使鐵芯局 部短路，形成鐵芯燒損。在大功率條件下本發(fā)明電抗器與傳統(tǒng)電抗器相比較，其技術(shù)創(chuàng) 新點(diǎn)為 l)同等功率情況下，降低重量三分之一，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、工藝性 強(qiáng)，性能穩(wěn)定； 2)溫升低，提高了特種電抗器的使用壽命； 3)實(shí)現(xiàn)了采用普通材料生產(chǎn)特種電抗器，降低成本三分之一；4)產(chǎn)品電感量2uH-10mH ;最大沖擊電流1000-10000A ;溫升《60K。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)側(cè)向示意圖
圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視示意圖
圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖
圖中1、電抗器鐵芯；2、左鐵芯部分；3、右鐵芯部分；4、散熱器；5、電 抗器線圈；6、鐵芯柱；7、緊固件。
具體實(shí)施例方式
附圖l-4給出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。 從附圖中可以看出，本發(fā)明為一種大功率鐵芯式電抗器散熱方式，它是將電抗 器鐵芯1沿鐵芯縱向剖切(即電抗器線圈與線圈連線的方向)拆分為兩部分，分別為左鐵 芯部分2和右鐵芯部分3，并在左鐵芯部分2和右鐵芯部分3兩部分電抗器鐵芯之間加入 有散熱器(板)4，散熱器(板)4的兩邊分別與左鐵芯部分2和右鐵芯部分3的一面緊貼在 一起，通過電抗器兩部分電抗器鐵芯中間的散熱器(板)4將鐵芯部分的熱帶走，對(duì)鐵芯進(jìn) 行冷卻。所述夾在電抗器兩部分電抗器鐵芯中間的散熱器(板)4可以是板式或管式水冷 散熱器(板)，也可以是熱管散熱器。其板式或管式水冷散熱器(板)可以是蛇形管式散 熱器結(jié)構(gòu)，也可以是槽形循環(huán)板式散熱器結(jié)構(gòu)。 根據(jù)上述方法所提出的一種大功率鐵芯式電抗器散熱是 一種大功率鐵芯式電 抗器散熱裝置，包括電抗器鐵芯l、電抗器線圈5，電抗器線圈5是分組纏繞在電抗器鐵 芯1鐵芯柱6上的，其特點(diǎn)在于所述的電抗器鐵芯l為兩體結(jié)構(gòu)，分別為左鐵芯部分2 和右鐵芯部分3，是由左鐵芯部分2和右鐵芯部分3兩部分組合形成的，在兩部分電抗器 鐵芯之間夾有散熱器(板)4，并且兩部分電抗器鐵芯緊貼在散熱器(板)4的兩邊，由緊固 件7緊固為一體，通過電抗器鐵芯中間的散熱器(板)將鐵芯部分的熱帶走，對(duì)鐵芯進(jìn)行 冷卻。所述的散熱器(板)可以是板式或管式水冷散熱器(板)，也可以是熱管散熱器。 其板式或管式水冷散熱器(板)可以是蛇形管式散熱器結(jié)構(gòu)，也可以是槽形循環(huán)板式散熱 器結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明將電抗器鐵芯拆分為兩體，并在中間加入散熱裝置，可有效控制鐵芯溫 度，對(duì)電抗器的散熱起到很好的作用。 一些特殊的電抗器因電流大及環(huán)境的因素，工作 時(shí)發(fā)熱量相當(dāng)大，通過在鐵芯中和鐵芯與線圈的側(cè)面加入各式散熱器能達(dá)到更好的散熱 效果?？煞乐挂蜩F芯的高溫使硅鋼片間絕緣不良或因夾件與鐵芯間絕緣損壞，使鐵芯局 部短路，形成鐵芯燒損。
權(quán)利要求
一種大功率鐵芯式電抗器散熱方式，其特征在于將電抗器鐵芯沿鐵芯縱向剖切，即電抗器線圈與線圈連線的方向拆分為兩部分，分別為左鐵芯部分和右鐵芯部分，并在左鐵芯部分和右鐵芯部分兩部分電抗器鐵芯之間加入有散熱器，散熱器的兩邊分別與左鐵芯部分和右鐵芯部分的一面緊貼在一起，通過電抗器兩部分電抗器鐵芯中間的散熱器將鐵芯部分的熱帶走，對(duì)鐵芯進(jìn)行冷卻。
2. 如權(quán)利要求1所述的大功率鐵芯式電抗器散熱方式，其特征在于所述的夾在電抗器兩部分電抗器鐵芯中間的散熱器是板式或管式水冷散熱器。
3. 如權(quán)利要求1所述的大功率鐵芯式電抗器散熱方式，其特征在于所述的夾在電抗器兩部分電抗器鐵芯中間的散熱板是熱管散熱器。
4. 如權(quán)利要求1所述的大功率鐵芯式電抗器散熱方式，其特征在于所述的板式或管式水冷散熱板是蛇形管式散熱器結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求1所述的大功率鐵芯式電抗器散熱方式，其特征在于所述的板式或管式水冷散熱器是槽形循環(huán)板式散熱器結(jié)構(gòu)。
6. —種大功率鐵芯式電抗器散熱裝置，包括電抗器鐵芯、電抗器線圈，電抗器線圈是分組纏繞在電抗器鐵芯鐵芯柱上的，其特征在于所述的電抗器鐵芯為兩體結(jié)構(gòu)，分別為左鐵芯部分和右鐵芯部分，是由左鐵芯部分和右鐵芯部分兩部分組合形成的，在兩部分電抗器鐵芯之間夾有散熱器，并且兩部分電抗器鐵芯緊貼在散熱器的兩邊，由緊固件緊固為一體，通過電抗器鐵芯中間的散熱器將鐵芯部分的熱帶走，對(duì)鐵芯進(jìn)行冷卻。
7. 如權(quán)利要求6所述的大功率鐵芯式電抗器散熱裝置，其特征在于所述的散熱器是板式或管式水冷散熱器。
8. 如權(quán)利要求7所述的大功率鐵芯式電抗器散熱裝置，其特征在于所述的板式或管式水冷散熱器是蛇形管式散熱器結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求6所述的大功率鐵芯式電抗器散熱裝置，其特征在于所述的散熱器是熱管散熱器。
10. 如權(quán)利要求6所述的大功率鐵芯式電抗器散熱裝置，其特征在于所述的散熱器是槽形循環(huán)板式散熱器結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種大功率鐵芯式電抗器散熱方式及裝置，將電抗器鐵芯拆分為兩部分，并在兩部分電抗器鐵芯之間加入散熱器，并使兩部分電抗器鐵芯緊貼在散熱器的兩邊，通過電抗器鐵芯中間的散熱器將鐵芯部分的熱帶走，對(duì)鐵芯進(jìn)行冷卻。所述的散熱器可以是板式或管式水冷散熱器，也可以是熱管散熱器。其板式或管式水冷散熱器可以是蛇形管式散熱器結(jié)構(gòu)，也可以是槽形循環(huán)板式散熱器結(jié)構(gòu)。本發(fā)明將電抗器鐵芯拆分為兩體，并在中間加入散熱裝置，可有效控制鐵芯溫度，對(duì)電抗器的散熱起到很好的作用。一些特殊的電抗器因電流大及環(huán)境的因素，工作時(shí)發(fā)熱量相當(dāng)大，通過在鐵芯中和鐵芯與線圈的側(cè)面加入各式散熱器能達(dá)到更好的散熱效果。
文檔編號(hào)H01F27/08GK101692378SQ20091004433
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者劉香平, 李純, 焦學(xué)軍, 董瑞洪 申請(qǐng)人:株洲時(shí)代散熱技術(shù)有限公司