[实用新型]多层并联空心电抗器

说明书

本实用新型属于电工类产品，为一种多层并联空心电抗器。

由于空心电抗器具有重量轻、线性度好、机械强度高、冲击性能好、噪声低、无需检修等优点，与油浸式电抗器相比无严格的防火要求，并可减少电站及其它安装场地的基建投资及维护保养费用，因此，在电力、冶金、化工、煤炭、大型工矿企业、电气化铁道等场所和领域得到了广泛的应用。

现有技术中的空心电抗器，目前最具有代表性的文献为“The Accurate Computation of Self and Mutual Inductaces of Circular Coils”IEEE 1978，P.E Buke，Toronto，Canada。加拿大的TE（Trench Electric）公司与我国北京电力设备总厂从TE公司引进的空心电抗器生产技术，均是依据上述文献的理论。TE公司制造的多支路并联的大电流空心电抗器，其结构特征为：由若干层圆筒式线圈组成，每一层线圈为一条支路，其线圈用数根小截面的圆导线制作成绞线，其截面压成矩形，由于各支路匝数不同，为了满足各支路电密度接近相等，以使等效电感一致，且各层线圈高度近似相同，以使各线圈承受的应力较小，因此各条支路绞线截面的宽度、高度均不同。这样，当空心电抗器有20条支路时就需要20（或略少于20）种不同截面的绞线。所以，这种电抗器结构有如下缺点，（1）所需绞线规格太多，原材料组织困难；（2）制作过程中，生产、管理困难，容易发生差错；（3）因为电抗器是根据用户的要求而设计的，故品种多，批量小，制造时每种规格的绞线在备料时都要保留有一定余量，因而原材料浪费较大；（4）生产工艺复杂，需要专门制造绞线的生产线，故而提高了制造成本。

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，仅采用一种规格的或少数几种规格的导线绕制满足用户要求的空心电抗器，同时是使各项技术指标不低于现有技术，能简化生产工艺，节省原材料，降低生产成本的空心电抗器。

本实用新型所说的多层并联空心电抗器的构成为：在线圈骨架1外绕制有n（n＝2，3，…，200）层线圈2，每层线圈2之间可设置有支撑条3，并相互绝缘，每层线圈的出线端4由汇流排5联接在一起，本实用新型的特点在于，所说的每层线圈2采用一至两种截面的扁导线绕制而成，为了保证各线圈所承受的应力较小，使每层线圈均具有相同的高度h；在每层线圈都具有相同的高度情况下，同时为了保证各层线圈的等效电感一致，以保证支路电流平衡，则每层线圈的匝数可以不相同，即除了第一层线圈外，其它各层线圈均可设置不同的空匝数，在空匝6处垫有绝缘板以增加线圈的整体机构强度。每一层线圈2的空匝6数目可根据每个空心电抗器的性能指标，通过计算后得到，其线圈中的空匝6位置分布也通过计算后决定，但其分布原则主要有三种，一种是集中形式，一种是离散形式，另一种是集中离散形式。

本实用新型所述的多层并联空心电抗器具有以下优点。

（1）只需要一种规格的导线就能制造出多支路并联的空心电抗器，其性能指标不低于现有技术的标准，通过计算机计算和实验得出支路电流的设计误差可控制在±10％以内；各支路电流分布均匀，等效电感值误差可控制在2％以内。而现有技术中的各种参数计算值与实验值误差较大（因其理论根据是平均安匝法）。

（2）由于使用单一规格的扁导线，原材料供应，生产组织管理大为简化，同时大大减少了备料余量，减少了浪费。

（3）除了对损耗水平有特殊要求的电抗器外，一般均可作用扁导线而不必使用绞线，从而可省去绞线生产线，降低生产成本。

（4）制造工艺简单。

附图1：本发明所述的空心电抗器结构示意图；

附图2：空匝分布为离散形的线圈形式；

附图3：空匝分布为集中或离散形的线圈形式；

附图中给出了根据本发明构思所采用的结构及线圈分布形式。由于本实用新型的关键是在于利用同一规格的扁导体绕制各层线圈，而在必要或特殊的情况下，才考虑使用绞线或者使用少数几种规格的导线绕制线圈。由于使用了同一种规格的扁导线绕制各层线圈，且各层线圈的匝数有可能不都相同，故其每层线圈的空匝数目及空匝位置，利用计算机来进行设计与计算；一般可使空匝的分布设计成如图2所示的离散在每层线圈中的形式；但从方便加工、制作的角度考虑，也可将每层的空匝线圈位置集中在线圈的某一部分，或将每层的空匝线圈位置分段集中在线圈的几个位置上（如图3所示）。在每个空匝线圈的位置上，均加垫绝缘板，以填补空匝给线圈带来结构上的缺陷，增加其机械强度。