[实用新型]一种磁控电抗器铁芯装置

说明书

技术领域

本实用新型属于无功功率补偿技术领域，提供了一种磁控电抗器铁芯装置。

背景技术

磁阀式可控电抗器(Magnetic-valve Controllable Reactor，简称为MCR)以其无级可调、工作稳定可靠的优点，在电力系统中已经得到广泛的应用。其中单相MCR主要用于电气化铁道动态无功补偿、消弧线圈；三相MCR可以用于大型电机软启动、电力系统电压控制及其无功补偿等领域。但现有磁阀式可控电抗器均为在铁芯的中间部位有一面积减小的一段作为磁阀，这使得MCR的性能没有完全发挥出来。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种当MCR铁芯磁阀段的总长度不变时，能使容量增加10%左右的MCR铁芯装置。

本实用新型采用的技术方案：一种磁控电抗器铁芯装置，包括铁芯Ⅰ1、旁轭2、铁芯Ⅱ3，所述铁芯Ⅰ1通过旁轭2与铁芯Ⅱ3相连，其中铁芯Ⅰ1和铁芯Ⅱ3上分别有n个长度相同的磁阀段，磁阀段的横截面积小于铁芯Ⅰ1和铁芯Ⅱ3的横截面积，铁芯Ⅰ1上设有第一交流组和第一直流组，铁芯Ⅱ3上设有第二交流组和第二直流组。

所述第一交流绕组和第二交流绕组接入电力系统中，所述第一直流绕组和第二直流绕组接直流电源。

所述磁阀段的个数n以及每两段磁阀间的铁芯长度的设置如下：

当MCR的铁芯上只有单段磁阀时，假定磁控电抗器中铁芯已处于某一饱和度，并且，交流绕组工作电压和直流控制电压均不再改变。此时，磁阀段铁芯饱和后的磁导率设为μ，根据磁路原理，磁控电抗器磁阀段磁导Λ_c及其对应线圈电感L_c可表示为：Λ_c=μA_t/l_g，L_c=N²μA_t/l_g= N²Λ_c，其中，A_t表示磁阀段面积，l_g表示磁阀段长度，N表示交流绕组匝数。计及边缘效应时，磁控电抗器中线圈总电感为：L=N²Λ=N²(Λ_c+Λ_f)，其中，Λ为总磁导；Λ_f为边缘磁通的磁导，或称漏磁导，具体可表示为：Λ_f=μ₀D(1+ln(πl/2l_g))，其中μ₀为空气磁导率、D为磁控电抗器中大面积段铁芯直径、l表示磁控电抗器的每柱铁芯中磁阀段之上（或之下）铁芯的长度。

由此可知，当存在边缘效应作用时，便会存在漏抗，便会引起线圈中总电抗的变大，即线圈的电感值变大。边缘磁通越多，也即边缘效应越强，线圈中的电感值越大。当电感L值减小时，在相同的直流励磁电压和交流工作电压下，可输出更多的无功功率。由此可知，要提升磁控电抗器的性能，输出更多的感性电流，减小磁阀段所产生的边缘效应为一有效途径。