[发明专利]一种磁饱和式三相可控电抗器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电抗器，具体涉及一种三相可控电抗器。

背景技术

目前，调磁路式可控电抗器从铁心结构上区分为两种形式：即磁阀式和心柱磁饱和式可 控电抗器。其中磁阀式可控电抗器的专利如：95223137.9等；心柱磁饱和式可控电抗器的专 利如：99250344.2等。其中磁阀式是通过控制铁心柱上设有的小截面段的磁饱和状态来改变 绕组的电抗，以达到改变电抗器的电抗值的目的。其结构特征是：铁心有两个主铁心柱及相 应的铁轭构成，两个主铁心柱上均设有一个小截面段；每个铁心柱上各套有一个分为上下两 部分的绕组，接在可控硅两端的绕组分接头间的匝数为每柱绕组总匝数的5％，其中工作绕 组和控制绕组属于一个绕组，控制绕组兼有抽取直流偏磁所需的励磁能量的作用。其不足之 处是，由于两个主铁心柱上均设有小截面段，因此其结构复杂、工艺性差、成本高。心柱磁 饱和式可控电抗器具有类似结构，其特殊之处在于：铁心柱为等截面，且其截面积小于铁轭 截面积；在工作绕组内侧装配有独立的控制绕组、取能绕组等，该结构适用于高电压等级电 力系统。其不足之处是，控制绕组、取能绕组与工作绕组同心放置，导致工作绕组的平均匝 长较大，电抗器的用铜量、用铁量、总成本较高，且工作绕组、控制绕组、取能绕组以及处 于深度饱和状态的主铁心柱发热集中，且容易产生局部过热。

目前的三相可控电抗器多采用多个磁路组合的方式，无论磁阀式还是心柱磁饱和式可控 电抗器均需要较多个铁心柱，铁心材料用量大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种磁饱和式三相可控电抗器。本发明不对 主铁心柱施加直流偏磁，避免主铁心柱进入过饱和状态而引起局部过热，而是对上轭和下轭 施加直流偏磁，改变磁饱和式三相可控电抗器上下轭磁路的磁阻大小，实现对电抗值和容量 的调节。

本发明的技术方案如下：

本发明一种磁饱和式三相可控电抗器包括三个主铁心柱、三个工作绕组、上轭、上轭控 制绕组、下轭、下轭控制绕组。其中主铁心柱整体呈等截面的柱状，主铁心柱由多个截面形 状相同的铁心饼叠积而成，各个铁心饼之间留有空气间隔作为磁饱和式三相可控电抗器的气 隙。三个主铁心柱的上下两端分别和上轭、下轭连接构成磁饱和式三相可控电抗器的主磁路。 三个工作绕组分别套设在三个主铁心柱上，正常工作时三个工作绕组通有工频交流电流，三 个主铁心柱和上轭、下轭中流动磁饱和式三相可控电抗器的主磁通。其特殊之处是：上轭的 中部和下轭的中部均开有通孔，上轭控制绕组和下轭控制绕组的绕线穿过所述的通孔分别绕 在上轭和下轭上。上轭控制绕组和下轭控制绕组通入直流电流，则上轭和下轭产生分别围绕 各自通孔流动的直流磁通。增加上轭控制绕组和下轭控制绕组的直流电流，则上轭和下轭的 直流磁通逐渐增加。当直流电流增大到一定值时，上轭和下轭进入过饱和状态，磁导率大幅 下降，限制了流经上轭和下轭的主磁通，进而导致磁饱和式三相可控电抗器的电抗值减小。 本发明通过控制上轭控制绕组和下轭控制绕组的直流电流改变上轭和下轭的饱和程度，实现 对磁饱和式三相可控电抗器电抗值的调节。

根据磁饱和式三相可控电抗器结构的不同，上轭和下轭为E形铁心或柱状铁心。上轭和 下轭中部通孔的方向与流经上轭和下轭的主磁通方向垂直。

根据磁饱和式三相可控电抗器结构的不同，上轭和下轭或者不开通孔，而是两端分别向 两侧延长并互相连接，共同构成一个环形铁心。上轭控制绕组和下轭控制绕组分别绕在上轭 和下轭上，将上轭控制绕组和下轭控制绕组通入直流电流，则产生依次流经上轭和下轭的环 形直流磁通。通过控制上轭控制绕组和下轭控制绕组的直流电流改变上轭和下轭的饱和程 度，可以实现对磁饱和式三相可控电抗器电抗值的调节。

根据磁饱和式三相可控电抗器结构的不同，上轭控制绕组和下轭控制绕组由单一绕组或 多个绕组组成，或者合并为一个绕组。

附图说明

图1为本发明专利实施例之一、二的结构示意图；

图2为本发明专利实施例之一的结构侧视图；

图3为本发明专利实施例之一的上下轭直流激磁磁通方向示意图；

图4为本发明专利实施例之二的结构侧视图；

图5为本发明专利实施例之三的结构示意图；

图6为本发明专利实施例之三的结构侧视图；

图7为本发明专利实施例之四的结构示意图。