專利名稱：磁控并聯(lián)電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電網(wǎng)中無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娏υO(shè)備，具體說(shuō)涉及電力系統(tǒng)使用的一種磁控并聯(lián)電抗器。
背景技術(shù)：
并聯(lián)電抗器是電網(wǎng)運(yùn)行中進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)某Ｓ秒姎庠O(shè)備。目前使用的并聯(lián)電抗器多為容量不可調(diào)，不能隨著系統(tǒng)無(wú)功的變化而改變其容量。雖然TCR (晶閘管控制電抗器) 可以實(shí)現(xiàn)容量連續(xù)可調(diào)，但產(chǎn)生諧波大、成本高、占地面積大、維護(hù)不便等缺點(diǎn)抑制了該產(chǎn)品的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有并聯(lián)電抗器及其他無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備所存在的缺陷，提出一種自耦直流勵(lì)磁，操作調(diào)節(jié)方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的磁控并聯(lián)電抗器。解決上述問(wèn)題的具體技術(shù)方案是
一種磁控并聯(lián)電抗器，其特征在于由電抗器13、控制單元14、直流勵(lì)磁單元15、電流互感器CT和電壓互感器PT構(gòu)成，其中電抗器13與電網(wǎng)并聯(lián)，電抗器13的輸入端A、輸入端B、輸入端C與電網(wǎng)連接，電抗器13的輸出端X、輸出端Y、輸出端Z接地，電抗器13中繞組的抽頭輸出端與直流勵(lì)磁單元15的輸入端連接，直流勵(lì)磁單元15的輸出端與控制單元 14的輸入端連接，電流互感器CT與電網(wǎng)串聯(lián)，電流互感器CT的輸出端與控制單元14連接， 電壓互感器PT與電網(wǎng)并聯(lián)，電壓互感器PT的輸出端與控制單元14連接；直流勵(lì)磁單元15 由1號(hào)晶閘管VT1、2號(hào)晶閘管VT2、續(xù)流二極管VD構(gòu)成；電抗器13由兩個(gè)完全相同的前器身I和后器身II組成雙三柱鐵心器身，前器身I和后器身II通過(guò)上橫軛鐵心10及下橫軛鐵心11相連接，前器身I的三個(gè)鐵心心柱7上分別套裝第一繞組1、第二繞組2、第三繞組 3，后器身II的三個(gè)鐵心心柱7上分別套裝第四繞組4、第五繞組5、第六繞組6，繞組均分為上半段和下半段，上半段和下半段繞組的繞向和匝數(shù)均相同，前器身I上半段繞組和后器身II下半段繞組均帶有一定匝數(shù)比的抽頭，抽頭外接直流勵(lì)磁單元15中的1號(hào)晶閘管VTl 和2號(hào)晶閘管VT2，前器身I和后器身II相對(duì)應(yīng)鐵心心柱7的上下兩個(gè)繞組交叉連接，鐵心心柱7上具有多段小截面，上橫軛鐵心10與上軛鐵心8之間及下橫軛鐵心11與下軛鐵心 9之間放有絕緣板12。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于本發(fā)明獨(dú)特的鐵心結(jié)構(gòu)，使得雙三柱鐵心繞組上連接的晶閘管在電源電壓的一個(gè)工頻周期里分別觸發(fā)導(dǎo)通，從而通過(guò)橫軛為控制磁通提供流通回路，使工作心柱磁飽和。通過(guò)調(diào)節(jié)晶間管導(dǎo)通角，可以改變直流控制電流的大小和相應(yīng)的鐵心磁飽和度，從而使得電抗器的容量能夠無(wú)級(jí)連續(xù)可調(diào)。由于本發(fā)明的鐵心柱具有多段小截面，在電抗器工作時(shí)只有心柱的部分區(qū)域鐵心飽和，而其它區(qū)域鐵心處于不飽和狀態(tài)，因此使本發(fā)明的損耗低、噪音低、諧波含量低。本發(fā)明不用外加直流電源就可對(duì)電抗器直接進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明中電抗器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2的左視圖； 圖4是圖2的俯視圖； 圖5是本發(fā)明中電抗器繞組的接線原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做具體描述。一種磁控并聯(lián)電抗器，是根據(jù)磁飽和原理，借助控制回路的直流控制電流來(lái)激磁改變鐵心的磁飽和度，從而達(dá)到平滑調(diào)節(jié)無(wú)功輸出的目的。通過(guò)控制連接在控制回路中的晶閘管導(dǎo)通角大小，可以無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)電抗器容量，以達(dá)到最佳補(bǔ)償效果，是無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示其由電抗器13、控制單元14、 直流勵(lì)磁單元15、電流互感器CT和電壓互感器PT構(gòu)成，其中電抗器13與電網(wǎng)并聯(lián)，電抗器13的輸入端A、輸入端B、輸入端C與電網(wǎng)連接，電抗器13的輸出端X、輸出端Y、輸出端 Z接地，電抗器13中繞組的抽頭輸出端與直流勵(lì)磁單元15的輸入端連接，直流勵(lì)磁單元15 的輸出端與控制單元14的輸入端連接，電流互感器CT與電網(wǎng)串聯(lián)，電流互感器CT的輸出端與控制單元14連接，電壓互感器PT與電網(wǎng)并聯(lián)，電壓互感器的PT輸出端與控制單元14 連接；直流勵(lì)磁單元15由1號(hào)晶閘管VT1、2號(hào)晶閘管VT2、續(xù)流二極管VD構(gòu)成；電抗器13 由兩個(gè)完全相同的前器身I和后器身II組成雙三柱鐵心器身，前器身I和后器身II通過(guò)上橫軛鐵心10及下橫軛鐵心11相連接，前器身I的三個(gè)鐵心心柱7上分別套裝第一繞組1、 第二繞組2、第三繞組3，后器身II的三個(gè)鐵心心柱7上分別套裝第四繞組4、第五繞組5、第六繞組6，繞組均分為上半段和下半段，上半段和下半段繞組的繞向和匝數(shù)均相同，前器身 I上半段繞組和后器身II下半段繞組均帶有一定匝數(shù)比的抽頭，抽頭外接直流勵(lì)磁單元15 中的1號(hào)晶閘管VTl和2號(hào)晶閘管VT2，前器身I和后器身II相對(duì)應(yīng)鐵心心柱7的上下兩個(gè)繞組交叉連接，鐵心心柱7上具有多段小截面，上橫軛鐵心10與上軛鐵心8之間及下橫軛鐵心11與下軛鐵心9之間放有絕緣板12。由圖1中可知，13為電抗器本體，14為控制單元，15為直流勵(lì)磁單元，電抗器13中的繞組分別為直流控制單元15中的1號(hào)晶閘管VTl和2號(hào)晶閘管VT2提供自耦交流工作電壓，1號(hào)晶閘管VTl和2號(hào)晶閘管VT2在控制單元14輸出的觸發(fā)信號(hào)的作用下輪流導(dǎo)通與截止，向電抗器13中的繞組中注入直流電流，使繞組中交流電流的大小受到所注入的直流電流大小的控制，由此實(shí)現(xiàn)電抗值可調(diào)、可控。電流互感器CT和電壓互感器PT將采集到的電抗器13輸出的電流、電壓信號(hào)輸送給控制單元14，作為控制單元14判斷控制直流勵(lì)磁單元15中的1號(hào)晶閘管VTl和2號(hào)晶閘管VT2導(dǎo)通角度大小的依據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電抗器的自動(dòng)控制。本發(fā)明中，控制單元采用單片機(jī)常規(guī)控制方式，所采用的單片機(jī)為MSP430系列。鐵心心柱7上具有多段小截面，小截面面積為正常截面的1/2，按實(shí)際計(jì)算小截面長(zhǎng)度，以長(zhǎng)度為l(T25mm，間隔為4(T80mm交錯(cuò)均布在鐵心心柱7上。鐵心心柱7為圓形截面，上軛鐵心8和下軛鐵心9為矩形或圓形截面，上橫軛鐵心10及下橫軛鐵心11為矩形截面。鐵心心柱7、上軛鐵心8、下軛鐵心9、上橫軛鐵心10及下橫軛鐵心11的片形各不相同。 鐵心心柱7、上軛鐵心8、下軛鐵心9單獨(dú)疊制，有單獨(dú)的夾緊件夾緊。上橫軛鐵心10、下橫軛鐵心11單獨(dú)疊制，有單獨(dú)的夾緊件夾緊。夾緊件與鐵心之間放置絕緣板。上橫軛鐵心10 與上軛鐵心8之間也用絕緣板隔開(kāi)，下橫軛鐵心11與下軛鐵心9之間也用絕緣板隔開(kāi)，不形成短接。前后器身鐵心單獨(dú)接地，上橫軛鐵心10及下橫軛鐵心11單獨(dú)接地。繞組由電磁線繞制，第一繞組1、第二繞組2、第三繞組3、第四繞組4、第五繞組5、 第六繞組6分別套裝在前器身I和后器身II的共六個(gè)鐵心心柱7上，每一個(gè)心柱7上的繞組又分為上下兩段，上段繞組的尾端和下段繞組的首端由端子引出，作為直流控制電源的輸入端。繞組具體結(jié)構(gòu)與接線原理如圖5所示，繞組接線采用三角形連接方式，即電抗器13 的輸入端A與輸出端Z連接，電抗器13的輸入端B與輸出端X連接，電抗器13的輸入端C 與輸出端Y連接，前器身I和后器身II的鐵心心柱7上所套繞組均分為上半段和下半段，前器身I鐵心心柱7上分別套有第一繞組1、第二繞組2、第三繞組3，其繞組上半段具有抽頭 kAl、kBl、kCl、dAl、dBl、dCl，下半段具有抽頭dA2、dB2、dC2，后器身II鐵心心柱7上分別套有第四繞組4、第五繞組5、第六繞組6，其繞組上半段具有抽頭dA2、dB2、dC2，下半段具有抽頭dAl、dBl、dCl、KA2、kB2、kC2，前器身I的第一繞組1上半段抽頭dAl與后器身II的第四繞組4的下半段抽頭dAl相連接，第一繞組1下半段抽頭dA2與后器身II的第四繞組 4的上半段抽頭dA2相連接，前器身I的第二繞組2上半段抽頭dBl與后器身II的第五繞組5的下半段抽頭dBl相連接，第二繞組2下半段抽頭dB2與后器身II的第五繞組5的上半段抽頭dB2相連接，前器身I的第三繞組3上半段抽頭dCl與后器身II的第六繞組6的下半段抽頭dCl相連接，第三繞組3下半段抽頭dC2與后器身II的第六繞組6的上半段抽頭dC2相連接。本發(fā)明可分油浸式和環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式兩種，油浸式適用于戶外或戶內(nèi)，也適用大容量高電壓產(chǎn)品；環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式適用于戶內(nèi)，也適用具有防火、防潮、防爆等特殊場(chǎng)合。干式磁控并聯(lián)電抗器繞組采用F級(jí)或H級(jí)絕緣耐熱等級(jí)材料繞制，經(jīng)真空壓力浸漬或環(huán)氧樹(shù)脂真空澆注加工工藝制成。油浸式磁控并聯(lián)電抗器繞組是采用絕緣耐熱等級(jí)為A級(jí)的材料繞制，將組裝好的磁控并聯(lián)電抗器外面加有保護(hù)油箱，油箱內(nèi)部裝滿變壓器絕緣油， 經(jīng)一定加工工藝實(shí)現(xiàn)。油浸式和干式磁控并聯(lián)電抗器的器身結(jié)構(gòu)、鐵心結(jié)構(gòu)和繞組接線原理是相同的。
權(quán)利要求
1.一種磁控并聯(lián)電抗器，其特征在于由電抗器(13)、控制單元(14)、直流勵(lì)磁單元 (15)、電流互感器(CT)和電壓互感器(PT)構(gòu)成，其中電抗器(13)與電網(wǎng)并聯(lián)，電抗器(13) 的輸入端A、輸入端B、輸入端C與電網(wǎng)連接，電抗器(13)的輸出端X、輸出端Y、輸出端Z接地，電抗器(13)中繞組的抽頭輸出端與直流勵(lì)磁單元(15)的輸入端連接，直流勵(lì)磁單元 (15)的輸出端與控制單元(14)的輸入端連接，電流互感器(CT)與電網(wǎng)串聯(lián)，電流互感器 (CT)的輸出端與控制單元(14)連接，電壓互感器(PT)與電網(wǎng)并聯(lián)，電壓互感器(PT)輸出端與控制單元(14)連接；直流勵(lì)磁單元(15)由1號(hào)晶閘管(VT1)、2號(hào)晶閘管(VT2)、續(xù)流二極管(VD)構(gòu)成；電抗器(13)由兩個(gè)完全相同的前器身I和后器身II組成雙三柱鐵心器身，前器身I和后器身II通過(guò)上橫軛鐵心(10)及下橫軛鐵心(11)相連接，前器身I的三個(gè)鐵心心柱(7)上分別套裝第一繞組(1)、第二繞組(2)、第三繞組(3)，后器身II的三個(gè)鐵心心柱(7)上分別套裝第四繞組(4)、第五繞組(5)、第六繞組(6)，繞組均分為上半段和下半段，上半段和下半段繞組的繞向和匝數(shù)均相同，前器身I上半段繞組和后器身II下半段繞組均帶有一定匝數(shù)比的抽頭，抽頭外接直流勵(lì)磁單元(15)中的1號(hào)晶閘管(VTl)和2號(hào)晶閘管(VT2)，前器身I和后器身II相對(duì)應(yīng)鐵心心柱(7)的上下兩個(gè)繞組交叉連接，鐵心心柱 (7)上具有多段小截面，上橫軛鐵心(10)與上軛鐵心(8)之間及下橫軛鐵心(11)與下軛鐵心(9)之間放有絕緣板(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種磁控并聯(lián)電抗器，其特征在于所述的繞組接線采用三角形連接方式，即電抗器(13)的輸入端A與輸出端Z連接，電抗器(13)的輸入端B與輸出端 X連接，電抗器13的輸入端C與輸出端Y連接，前器身I和后器身II的鐵心心柱(7)上所套繞組均分為上半段和下半段，前器身I鐵心心柱(7)上分別套有第一繞組(1)、第二繞組 (2)、第三繞組(3)，其繞組上半段具有抽頭kAl、kBl、kCl、dAl、dBl、dCl，下半段具有抽頭 dA2、dB2、dC2，后器身II的鐵心心柱(7)上分別套有第四繞組(4)、第五繞組(5)、第六繞組 (6)，其繞組上半段具有抽頭dA2、dB2、dC2，下半段具有抽頭dAl、dBl、dCl、KA2、kB2、kC2， 前器身I的第一繞組(1)上半段抽頭dAl與后器身II的第四繞組(4)的下半段抽頭dAl相連接，第一繞組(1)下半段抽頭dA2與后器身II的第四繞組(4)的上半段抽頭dA2相連接， 前器身I的第二繞組(2)上半段抽頭dBl與后器身II的第五繞組(5)的下半段抽頭dBl相連接，第二繞組(2)下半段抽頭dB2與后器身II的第五繞組(5)的上半段抽頭dB2相連接， 前器身I的第三繞組(3)上半段抽頭dCl與后器身II的第六繞組(6)的下半段抽頭dCl相連接，第三繞組(3)下半段抽頭dC2與后器身II的第六繞組(6)的上半段抽頭dC2相連接。
全文摘要
一種磁控并聯(lián)電抗器，電抗器與電網(wǎng)并聯(lián)連接，電抗器中的繞組與直流勵(lì)磁單元中的晶閘管連接，直流勵(lì)磁單元與控制單元連接，電流互感器和電壓互感器與電網(wǎng)串聯(lián)并與控制單元連接，電抗器由兩個(gè)完全相同的前器身Ⅰ和后器身Ⅱ組成雙三柱鐵心器身，前器身Ⅰ和后器身Ⅱ通過(guò)上橫軛鐵心及下橫軛鐵心相連接，前后器身的六個(gè)鐵心心柱上分別套裝繞組。本結(jié)構(gòu)可使晶閘管在電源電壓的一個(gè)工頻周期里分別觸發(fā)導(dǎo)通，從而通過(guò)橫軛為控制磁通提供流通回路，使工作心柱磁飽和，通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管導(dǎo)通角，可改變直流控制電流的大小和相應(yīng)的鐵心磁飽和度，從而使電抗器的容量能夠連續(xù)可調(diào)。不用外加直流電源可對(duì)電抗器的容量直接進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠。
文檔編號(hào)H01F27/28GK102340145SQ20111028453
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者王洪蛟, 閆春利 申請(qǐng)人:丹東欣泰電氣股份有限公司