专利名称：电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及耐压试验装置，具体地指一种电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器。
背景技术：
各种大型电力变压器、电力电缆、汽轮及水轮发电机及其它容性设备的交流耐压试验都必须严格按试验规程定期进行。在工频条件下，由于被试品电容量较大，或者试验电压要求较高，对试验装置的电源容量相应的也有较高的要求，传统的工频耐压装置往往单件体积大，重量重，不便于现场搬运，而且不便于任意组合，灵活性较差。变频串联谐振试验装置是运用串联谐振原理，利用励磁变压器激发串联谐振回路，调节变频控制器的输出频率，谐振频率可以在30 300Hz范围内，使回路电感L和试品C串联谐振，谐振电压即为加到试品上电压完成多种电力设备的交流耐压试验。变频谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业，适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验。目前国内的串联谐振试验装置采用的是调频技术，但是对于被试品电容量比较大的负载，特别是对电缆和发电机的耐压试验，如果只用调频技术难以找到谐振点，这就给现场试验带来诸多不便。国内目前也有调感技术，电感量采用的多个电感串联或并联方式，有的采用手动调感技术，但是调感步骤麻烦，调感时必须在停电状态下调整电感量，这就给现场试验带来诸多不便。
发明内容本实用新型的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器。为实现上述目的，本实用新型所设计的电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，它包括盖板、固定在盖板上下方的上环氧筒和下环氧筒，所述下环氧筒的底部固定连接有底板，所述下环氧筒内设置有线圈，所述上环氧筒的顶部设置有用于安装电机的电机机架，所述线圈内设置有铁芯，所述铁芯的上下端面分别设置有用于夹紧固定的上夹板和下夹板，所述上夹板上固定连接有旋转轴，所述旋转轴依次穿出盖板、上环氧筒和电机机架，所述电机机架上安装有与所述旋转轴传动连接的电机。上述方案中，所述铁芯通过固定螺杆与上夹板和下夹板夹紧固定。上述方案中，所述旋转轴通过法兰与所述上夹板固定。所述法兰的底部设置有多个用于连接上夹板的上夹板安装孔，所述法兰的顶部设置有一个用于连接旋转轴的旋转轴安装孔。上述方案中，所述旋转轴的上端设置有护圈、齿轮和螺母，所述护圈、齿轮和螺母依次穿过旋转轴与电机机架固定，所述齿轮与所述电机上的齿轮啮合。[0011]上述方案中，所述上环氧筒和下环氧筒均包括筒体和设置在筒体上下端面的上固定环和下固定环。上述方案中，所述线圈的内部为一环氧筒，所述环氧筒的外壁上绕制有线圈绕组，所述线圈绕组上分别设置有与励磁变压器连接的进线端和与谐振电容器连接的出线端。上述方案中，所述底板上设置有多个与下环氧筒的下固定环固定的带丝口安装孔。上述方案中，所述下夹板设置有多个便于固定螺杆穿过的下螺杆穿孔，所述上夹板的外圈设置有多个便于固定螺杆穿过的上螺杆穿孔，所述上夹板的内圈设置有多个用于固定法兰的法兰安装孔。上述方案中，所述盖板的外圈设置有多个用 于连接下环氧筒的第一丝口孔，所述盖板的内圈设置有多个用于连接上环氧筒的第二丝口孔，所述盖板的中间设置有一个用于旋转轴能够通过的第一旋转轴穿孔，所述盖板的两个角部设置用于安装接线柱的接线柱安装孔。上述方案中，所述电机机架上设置有多个用于安装在上环氧筒的上固定环上的固定环安装孔和用于固定电机的电机安装孔，所述电机机架的中间设置有一个用于旋转轴通过的第二旋转轴穿孔。本实用新型的有益效果在于I、电抗器采用电动调感技术，将可调电抗器串接在励磁变压器和谐振电容两端，先用调频来寻找谐振点，然后通过系统功率因素自动通过调节电感量来快速寻找到谐振点，从而提高了工作效率，保障设备和人身安全；2、采用电动调感技术，实现调频和调感同步进行，对不同电容量的被试品均有良好的谐振点，没有谐振盲区，保证电感中的磁场能量与谐振电容中的电场能量相互补偿，达至IJ串联谐振目的，使电源提供很小的励磁电压，试品上就能得到很高的电压；3、使用精加工的传动机构，大大降低了电抗器运行的噪音；4、电感量调节范围广，调节方便、可靠；5、可调电抗器重量轻、体积小，便于运输和现场安装。本实用新型可配套针对IOkV系统运行设备耐压试验的串联谐振装置。电感量调节范围广，对不同的被试品，能够快速找到谐振点，减轻了试验人员的劳动强度，节约了大量的试验时间。
图I为电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器的结构示意图。图2为图I中底板的结构示意图。图3为图I中上环氧筒和下环氧筒的结构示意图。图4为图I中线圈的结构示意图。图5为图I中下夹板的结构示意图。图6为图I中上夹板的结构示意图。图7为图I中法兰的结构示意图。图8为图I中盖板的结构示意图。[0032]图9为图I中电机机架的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。图I所示的电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，它包括盖板9、固定在盖板9上下方的上环氧筒10和下环氧筒2，下环氧筒2的底部固定连接有底板1，下环氧筒2内设置有线圈6，上环氧筒10的顶部设置有用于安装电机16的电机机架15，线圈6内设置有铁芯4，铁芯4的上下端面分别设置有用于夹紧固定 的上夹板7和下夹板3，上夹板7上固定连接有旋转轴11，旋转轴11依次穿出盖板9、上环氧筒10和电机机架15，电机机架15上安装有与所述旋转轴11传动连接的电机16。铁芯4通过固定螺杆5与上夹板7和下夹板3夹紧固定。旋转轴11通过法兰8与上夹板7固定。旋转轴11的上端设置有护圈12、齿轮13和螺母14，护圈12、齿轮13和螺母14依次穿过旋转轴11与电机机架15固定，齿轮13与电机16上的齿轮啮合。旋转轴11由高硬度的圆钢加工制成，表面镀锌处理并加工有螺纹，下部固定与法兰8的圆孔8. I中，并用电焊焊接牢固，用于带动铁芯4的旋入和旋出。护圈12用高强度环氧棒加工制成，中间设置有一个用于旋转轴11导向的圆孔。齿轮13为购置成品，中间设置有一个用于带动铁芯4的旋入和旋出的螺纹圆孔，四周有用于电机16连接的齿。螺母14由高强度圆钢加工成六角结构，中间设置有与旋转轴11配合的螺纹丝口，用于压紧齿轮13。图2所示的底板I由厚度为IOmm的环氧板加工制成方形结构，底板I上设置有10个与下环氧筒2的下固定环19固定的带丝口安装孔I. I。图3所示的上环氧筒10和下环氧筒2均包括筒体17和设置在筒体17上下端面的上固定环18和下固定环19。上固定环18和下固定环19与筒体17用环氧树脂胶粘牢。下环氧筒2用于安装线圈6和铁芯4，上环氧筒10用于固定旋转轴11和安装电机16。图4所示的线圈6的内部为一空心的环氧筒6. 1，环氧筒6. I的外壁上绕制有线圈绕组6. 2，形成电感线圈，线圈绕组6. 2上分别设置有与励磁变压器连接的进线端6. 3和与谐振电容器连接的出线端6. 4，形成串联谐振回路。上夹板7和下夹板3均由厚度为IOmm的环氧板制成圆板结构。图5所示的下夹板3设置有6个便于固定螺杆5穿过的下螺杆穿孔3. I。图6所示的上夹板7的外圈设置有6个便于固定螺杆5穿过的上螺杆穿孔7. 1，其内圈设置有6个用于固定法兰8的法兰安装孔7. 2。六根螺杆5用满丝螺杆制成，穿过下夹板3和上夹板7用于夹紧铁芯4。铁芯4由符合本GB/T3655-92《电工钢片(带)磁、电和物理性能测量方法》及GB/T13789-92《单片电工钢片带磁性能测量方法》高性能硅钢片制成，电感量调节范围根据负载不同最大电感量为最小电感量的3倍。图7所示的法兰8由棒加工制成，表面热镀锌处理，底部设置有六个用于连接上夹板7的上夹板安装孔8. 2，顶部设置有一个用于连接旋转轴11的旋转轴安装孔8. I。图8所示的盖板9厚度为IOmm的环氧板加工为方形结构,外圈设置有10个用于连接下环氧筒2的第一丝口孔9. I，内圈设置有8个用于连接上环氧筒10的第二丝口孔9. 2，中间设置有一个用于旋转轴11能够通过的第一旋转轴穿孔9. 4，两个角部设置用于安装接线柱的接线柱安装孔9. 3，一个接线柱接励磁变压器，另一个接线柱接谐振电容器。图9所示的电机机架15由厚度5mm的钢板制成，设置有8个用于安装在上环氧筒10的上固定环18上的固定环安装孔15. 1，旁边设置有两个用于固定电机16的电机安装孔15. 3，中间设置有一个用于旋转轴11通过的第二旋转轴穿孔15. 2。电机16米用购置成品电机，电机16上设置有与齿轮13哨合的配套齿轮,用螺杆将电机16固定到电机机架15上。电机16通过串联谐振装置的控制，使电抗器能够根据系统的功能因素，与装置调频技术配合自动寻找谐振点。本实用新型的工作原理当LRC串联回路中的感抗与试品容抗相等时，电感中的磁场能量与试品电容中的
电场能量相互补偿，试品所需的无功功率全部由电抗器供给，电源只提供回路的有功损耗。电源电压与谐振回路电流同相位，电感上的电压降与电容上的压降大小相等，相位相反。电路发生串联谐振，电源提供很小的励磁电压，试品上就能得到很高的电压，电源频率为谐振频率。利用串联谐振原理在回路中产生高电压，一般频率为30 300Hz。当电源频率(f)、电感(L)及被试设备电容(C)满足下式时回路处于串联谐振状态此时f = 1/2 π V LC，回路中电流为I = Ulx/R，被试设备电压为Ucx = I/ω Cx输出电压与励磁电压之比为试验回路的品质因数Q = Ucx/Ulx = ( L)/R,由于试验回路中电阻R很小，故试验回路品质因数很大。一般正常时可达50以上，既输出电压是励磁电压50倍，因此用较低容量的试验变压器就能得到较高的试验电压。这样就解决了一般的交流耐压试验中试验变压器容量不能满足试验要求的问题。此时电容量与电感的关系为CoL= l/coc，因为对试品而言，电容量是固有的，所以可以采用调频和调感方式达到谐振状态。当需要什么频率做试验时，就将激励源的频率调整到需要的频率，然后根据被试品的电容量调节电抗器的感抗，使系统谐振，产生高压，在升压过程中，如果谐振点偏离，可以通过微调频率的方式准确找到谐振点，保证高Q值，从而最大程度的减小电源容量和试验设备体积重量。本实用新型的工作过程线圈6与铁芯4组成电抗器，线圈6设置有一个进线端6. 3和一个出线端6. 4，进线端6. 3接高压励磁变压器，出线端6. 4接谐振电容器；使电抗器串接在高压励磁变压器和谐振电容器之间，形成标准的串联谐振回路；电机16驱动与之啮合的旋转轴11旋转，从而使保证铁芯4能够线圈6内上下自由滑动，电机16的电源线接入串联谐振控制系统。当对负载进行耐压试验时，先对负载施加一个几千伏的电压，并进行调整系统工作频率，然后串联谐振控制系统根据测量到的功率因数，控制电机16的旋转，通过电机16的旋转带动与之啮合的齿轮13的旋转，并带动旋转轴11的旋转，因旋转轴11与铁芯4是通过法兰8连接，从而能够带动铁芯4的上下滑动，从而使电抗器自动的调整感抗，寻找谐振点，电感量调节范围为电感量调节范围根据负载不同最大电感量为最小电感量的3倍。
权利要求1.ー种电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，它包括盖板(9)、固定在盖板(9)上下方的上环氧筒(10)和下环氧筒(2)，所述下环氧筒(2)的底部固定连接有底板(1)，其特征在于所述下环氧筒(2)内设置有线圈(6)，所述上环氧筒(10)的顶部设置有用于安装电机(16)的电机机架(15)，所述线圈(6)内设置有铁芯(4)，所述铁芯⑷的上下端面分别设置有用于夹紧固定的上夹板(7)和下夹板(3)，所述上夹板(7)上固定连接有旋转轴(11)，所述旋转轴(11)依次穿出盖板(9)、上环氧筒(10)和电机机架(15)，所述电机机架(15)上安装有与所述旋转轴(11)传动连接的电机(16)。
2.根据权利要求I所述的电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于所述铁芯(4)通过固定螺杆(5)与上夹板(7)和下夹板(3)夹紧固定。
3.根据权利要求I所述的电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于所述旋转轴(11)通过法兰(8)与所述上夹板(7)固定，所述法兰(8)的底部设置有多个用于连接上夹板(7)的上夹板安装孔(8. 2)，所述法兰(8)的顶部设置有ー个用于连接旋转轴(11)的旋转轴安装孔(8. I)。
4.根据权利要求I所述的电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于所述旋转轴(11)的上端设置有护圈(12)、齿轮(13)和螺母(14)，所述护圈(12)、齿轮(13)和螺母(14)依次穿过旋转轴(11)与电机机架(15)固定，所述齿轮(13)与所述电机(16)上的齿轮啮合。
5.根据权利要求I所述的电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于所述上环氧筒(10)和下环氧筒(2)均包括筒体(17)和设置在筒体(17)上下端面的上固定环(18)和下固定环(19)。
6.根据权利要求I所述的电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于所述线圈(6)的内部为ー环氧筒(6. I)，所述环氧筒(6. I)的外壁上绕制有线圈绕组(6.2)，所述线圈绕组(6. 2)上分別设置有与励磁变压器连接的进线端(6. 3)和与谐振电容器连接的出线端(6. 4)。
7.根据权利要求5所述的电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于所述底板(I)上设置有多个与下环氧筒(2)的下固定环(19)固定的带丝ロ安装孔(I. I)。
8.根据权利要求2或3所述的电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于所述下夹板(3)设置有多个便于固定螺杆(5)穿过的下螺杆穿孔(3. I)，所述上夹板(7)的外圈设置有多个便于固定螺杆(5)穿过的上螺杆穿孔(7. I)，所述上夹板(7)的内圈设置有多个用于固定法兰(8)的法兰安装孔(7.2)。
9.根据权利要求I所述的电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于所述盖板(9)的外圈设置有多个用于连接下环氧筒(2)的第一丝ロ孔(9. I)，所述盖板(9)的内圈设置有多个用于连接上环氧筒(10)的第二丝ロ孔(9. 2)，所述盖板(9)的中间设置有一个用于旋转轴(11)能够通过的第一旋转轴穿孔(9. 4)，所述盖板(9)的两个角部设置用于安装接线柱的接线柱安装孔(9. 3)。
10.根据权利要求I所述的电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于所述电机机架(15)上设置有多个用于安装在上环氧筒(10)的上固定环(18)上的固定环安装孔(15. I)和用于固定电机(16)的电机安装孔(15. 3),所述电机机架(15)的中间设置有一个用于旋转轴(11)通过的第二旋转轴穿孔(15. 2)。
专利摘要本实用新型公开了一种电动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，包括盖板、固定在盖板上下方的上环氧筒和下环氧筒，下环氧筒的底部固定连接有底板，下环氧筒内设置有线圈，上环氧筒的顶部设置有用于安装电机的电机机架，线圈内设置有铁芯，铁芯的上下端面分别设置有用于夹紧固定的上夹板和下夹板，上夹板上固定连接有旋转轴，旋转轴依次穿出盖板、上环氧筒和电机机架，电机机架上安装有与所述旋转轴传动连接的电机。本实用新型可配套针对10kV系统运行设备耐压试验的串联谐振装置。电感量调节范围广，对不同的被试品，能够快速找到谐振点，减轻了试验人员的劳动强度，节约了大量的试验时间。
文档编号H01F27/24GK202584999SQ201220191829
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者钟国平, 赵闯, 刘艳, 钟铭声, 王志才, 陈德润, 钟丹 申请人:广东威恒输变电工程有限公司