[发明专利]一种变压器式可控电抗器磁集成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于无功补偿的可控技术领域，特别是涉及一种变压器式可控电抗器磁集成装置。

背景技术

目前，特高压电网将进入全面发展、大规模建设的新阶段。而电网中的无功功率变化和电压波动等问题日益突出，解决好超高压和特高压输电线路上无功动态平衡、消除发电机自励磁、限制工频过电压、抑制潜供电流等问题，在提高系统稳定性，增强输电能力等方面具有极为重要的作用。随着电网冲击性负荷的不断增加和电力电子装置的大量使用，这就对电网动态无功补偿装置的性能要求越来越高。现有技术中，变压器式可控电抗器的铁心柱由一种磁导率的导磁材料构成，这种结构如果要将控制绕组的短路电流维持在额定值附近，必须在控制绕组回路中串联限流电抗，这样不仅增加了磁件总数目，使设备结构复杂，并联到电网上时，设备总容量是电网所需补偿容量的2倍；而且各控制绕组间存在较强的磁耦合，随着后续控制绕组的投入，已经投入运行的控制绕组的电流会减小，从而导致控制绕组的容量利用率降低，这些问题还没有得到很好的解决。

发明内容

本发明的目的在于避免变压器式可控电抗器现有技术需串联限流电抗、控制绕组容量利用率低的缺陷而提供一种变压器式可控电抗器磁集成装置，从而有效解决了现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所述的一种变压器式可控电抗器磁集成装置，包括上铁轭和下铁轭，其特点是还包括所述的上铁轭和下铁轭之间设置有工作绕组和控制绕组单元，工作绕组绕制在工作绕组铁心柱上，控制绕组单元为多个，每个控制绕组单元包括并联的第一铁心柱和第二铁心柱，第一铁心柱上绕有控制绕组，并联的第一铁心柱和第二铁心柱通过控制绕组铁心柱连接铁轭相连，所述的工作绕组铁心柱、第一铁心柱和第二铁心柱由不同磁导率的导磁材料构成，不同的控制绕组单元其第二铁心柱所用导磁材料的磁导率也不同，不同的控制绕组单元中绕有控制绕组的第一铁心柱所用材料的磁导率相同，工作绕组铁心柱的磁导率大于第一铁心柱和第二铁心柱的磁导率，在增大了工作绕组与控制绕组间的短路阻抗的同时减小了各控制绕组间的磁耦合。

所述的控制绕组单元中的第一铁心柱和第二铁心柱构成并联磁路，通过分磁作用从而可以实现工作绕组与控制绕组间的“高阻抗”。

所述的工作绕组通过端口a₁和a₂并接在电网上；控制绕组设置有c_k1和c_k2端口，反并联的晶闸管就接于这两个端口之间。

所述的工作绕组铁心柱、第一铁心柱和第二铁心柱在采用不同导磁材料时其结合处采用45°斜接缝，外部设置有环氧绑带或钢带，控制绕组铁心柱连接铁轭采用拉带和夹紧螺杆夹紧。

本发明的有益效果是：所述的一种变压器式可控电抗器磁集成装置，其不需在控制绕组回路单独串联限流电抗就能达到工作绕组与控制绕组间“高阻抗”的目的，从而将控制绕组的短路电流维持在额定值附近；而且结构简单，各控制绕组间满足“弱耦合”，提高了控制绕组容量利用率，能够实现无功的快速平滑调节，谐波含量小。

附图说明

图1是本发明结构原理示意图;

图2是本发明图1的等效电路原理示意图。

图中：1.上铁轭；2.下铁轭；3.工作绕组铁心柱；4.控制绕组铁心柱连接铁轭；5.控制绕组单元；6.第一铁心柱；7、工作绕组；8、控制绕组，9、第二铁心柱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，所述的一种变压器式可控电抗器磁集成装置，包括上铁轭1和下铁轭2，其特点是还包括所述的上铁轭1和下铁轭2之间设置有工作绕组7和控制绕组单元5，工作绕组7绕制在工作绕组铁心柱3上，控制绕组单元5为多个，每个控制绕组单元5包括并联的第一铁心柱6和第二铁心柱9，第一铁心柱6上绕有控制绕组，并联的第一铁心柱6和第二铁心柱9通过控制绕组铁心柱连接铁轭4相连，所述的工作绕组铁心柱3、第一铁心柱6和第二铁心柱9由不同磁导率的导磁材料构成，不同的控制绕组单元其第二铁心柱所用导磁材料的磁导率也不同，不同的控制绕组单元中绕有控制绕组的第一铁心柱所用材料的磁导率相同，工作绕组铁心柱3的磁导率大于第一铁心柱6和第二铁心柱9的磁导率，在增大了工作绕组7与控制绕组8间的短路阻抗的同时减小了各控制绕组间的磁耦合。