特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器的制作方法

本发明涉及高压设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器。

背景技术：

输电电压一般分为高压、超高压和特高压，在我国，目前绝大多数电网都是高压电网。特高压电网指1000kv交流或±800kv直流电网，与现有电网相比，特高压电网将实现更远距离、更大容量、更低损耗的电力输送。

我国的能源资源分布决定了未来我国大火电、大水电基地基本都远离负荷中心，长距离、大容量输送的特征将更加突出。在特高压电网的规划中，部分送电通道输送能力受到暂态稳定限制，造成远距离送电通道电压支撑能力相对不足。

那么，如何保证特高压电网安全、稳定、优化地运行，成为了特高压电网发展、建设必须要解决的问题。

特高压串补阻尼装置通常由阻尼电抗器和阻尼电阻器两部分并联组成，阻尼电抗器主要是限制电容器组放电电流的幅值和频率，并对放电过程进行阻尼，减轻电容器组放电对电容器组及放电回路设备的不利影响。

借鉴500kv电网发展经验，对于上述问题，采用串补装置是保证特高压电网安全、稳定、优化运行的有效技术手段。

通过在特高压电网中安装特高压串补装置，补偿交流输电线路的电气距离，可以显著提高电网的输送能力，大大增强系统稳定性，改善运行电压和沿线路的电压分布，实现资源在更大范围内的优化配置。1000kv特高压串补工程是串补技术在世界最高电压等级的首次研制应用，技术难题多、科技含量高，性能参数无先例可循。并且，由于特高压串补电压高、容量大，系统运行可靠性要求高，导致特高压串补电气设备研制难度远远超过超高压串补设备的研制难度。

综上所述，如何提供一种使用性能可靠、运行稳定，且结构强度较高的1000kv特高压交流串补工程用电抗器，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种使用性能可靠、运行稳定，且结构强度较高的特高压交流串补工程用电抗器。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器包括有电抗线圈，所述电抗线圈设置有两组，两组所述电抗线圈结构相同，两组所述电抗线圈并联设置、并形成有特高压串补阻尼电抗器，于所述特高压串补阻尼电抗器的下端设置有过渡座，于所述过渡座的下端设置有绝缘子；所述电抗器线圈运行在串补平台上。

在如上所述的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器中，优选地，所述电抗线圈包括有线圈本体、上吊臂以及下吊臂，所述上吊臂设置于所述下吊臂的上侧、并与所述下吊臂间隔设置形成有安装空间，安装空间内连接设置有所述线圈本体；所述上吊臂包括有上吊臂支臂，所述上吊臂支臂设置有多个，全部的所述上吊臂支臂呈辐射状设置，相邻的两个所述上吊臂支臂之间通过拉筋加固连接。

在如上所述的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器中，优选地，所述水平接线板上连接于两组所述电抗线圈的上吊臂之间，所述水平接线板设置有两个，两个所述水平接线板平行且间隔设置，于两个所述水平接线板之间设置有立筋；所述水平接线板的一端插入到所述连接板上并与所述连接板固定连接，所述连接板与所述水平接线板垂直设置。

在如上所述的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器中，优选地，相邻的两个所述上吊臂支臂之间捆绑有水平绑扎带；于所述上吊臂与所述下吊臂之间捆绑有垂直绑扎带，所述上吊臂与所述下吊臂通过所述垂直绑扎带加固连接。

在如上所述的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器中，优选地，所述电抗线圈为圆筒形线圈结构，于所述电抗线圈的上端套设有电晕环，所述电晕环与所述电抗线圈的外侧面具有间隙。

在如上所述的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器中，优选地，所述电晕环由多个弧形结构的电晕环单元组成，多个所述电晕环单元于同一个水平面内设置，相邻的两个所述电晕环单元之间具有间隙。

在如上所述的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器中，优选地，所述电晕环单元为弧形的空心管结构，所述电晕环单元为铝制电晕环单元。

在如上所述的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器中，优选地，于所述电抗线圈的下端设置有电晕球，所述电晕球设置有多个，全部的所述电晕球于同一个水平面环绕所述电抗线圈等间隔设置。

在如上所述的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器中，优选地，所述绝缘子为高抗弯绝缘子，所述过渡座为不锈钢过渡座；

所述绝缘子设置有多个，全部的所述绝缘子平行设置且均布于所述过渡座的下侧面上。

通过上述结构设计，在本发明提供的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器中，本发明采用两台结构完全相同的线圈并联组成单相电抗器的方案，单台电抗线圈的额定电流、动热稳定电流则能够降低到电抗器额定电流、动热稳定电流的一半，因此，单台线圈的额定电流为3150a、动稳定电流为85ka、热稳定电流为31.5ka。因此，单台线圈的容量、外径以及导线用量都得到了降低，从而使得本发明具有重量轻、运输方便、短时电流小、使用性能可靠、运行稳定、安全性能高等优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明一实施例中特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器的结构示意图；

图2为本发明一实施例中特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器的俯视图；

图3为本发明一实施例中特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器安装在串补平台上的结构示意图；

图4为本发明一实施例中上吊臂的俯视结构示意简图；

图5为本发明一实施例中电晕单元的正视示意图；

图6为本发明一实施例中电晕环单元的左视示意图；

图7为本发明一实施例中电晕球的剖视示意图；

图8为图7的左视图；

图9为本发明一实施例中水平接线板的结构示意图；

图10为本发明一实施例中水平接线板的俯视图；

图11为本发明一实施例中水平接线板的侧视图；

图12为本发明一实施例中拉筋的俯视示意图；图13为本发明一实施例中拉筋的主视示意图。

附图标记说明：

电抗线圈1、过渡座2、绝缘子3、上吊臂支臂4、拉筋5、51内圈拉筋、52外圈拉筋、水平接线板6、水平绑扎带7、立筋8、电晕环9、电晕球10、环氧板11、铝板材12、串补平台13。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参考图1至图13，本发明提供了一种特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器，包括有电抗线圈1，在本发明中，电抗线圈1设置有两组，两组电抗线圈1结构相同，两组电抗线圈1并联设置、并形成有特高压串补阻尼电抗器，于特高压串补阻尼电抗器的下端设置有过渡座2，于过渡座2的下端设置有绝缘子3。

本发明提供的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器，其安装方式为：将两台结构完全相同的线圈并联组成单相电抗器后安装在串补平台13上，串补平台13的高度可以为12米，即12米高的串补平台。需要说明的是：串补平台13的作用为实现线圈的绝缘。

本发明提供的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器是一种适用于1000kv特高压电网用干式空心阻尼电抗器，其电压等级为1000kv、额定电流大，为6300a、动稳定电流大，为170ka、热稳定电流大，为63ka，并且可运行在12米高的串补平台13上。

本发明中，采用两台结构完全相同的线圈并联组成单相电抗器的方案，单台电抗线圈1的额定电流、动热稳定电流则能够降低到电抗器额定电流、动热稳定电流的一半，因此，单台线圈的额定电流为3150a、动稳定电流为85ka、热稳定电流为31.5ka。因此，单台线圈的容量、外径以及导线用量都得到了降低，这样使得本发明具有重量轻、运输方便、短时电流小、安全性能高等优点。

在干式空心电抗器的设计中，线圈表面的外绝缘水平是很重要的参数，表面绝缘不足时，容易出现贯通性沿面闪络以及污湿条件下的局部表面放电，形成漏电起痕现象。为避免这些问题的出现，电抗器上下端之间的表面爬电距离要求越大越好。

1000kv干式空心阻尼电抗器端间冲击绝缘水平要求高，对应的线圈沿面爬电距离也大，采用单相两台并联的安装方式，单相线圈的沿面爬电距离分成两台能更好地避免表面漏电起痕现象，增加安全性。1000kv干式空心阻尼电抗器，运行环境为1000kv高电压系统，额定电流和动稳定电流都很大，采用单相两台并联的方式安装于12米高的串补平台13上，其对地的绝缘问题可转化为串补平台13的对地绝缘问题，串补平台是由高强度、高电压等级的绝缘子搭建而成的，这样彻底解决了对地绝缘的问题。

在本发明中，电抗线圈1包括：线圈本体、上吊臂和下吊臂，上吊臂设置于下吊臂的上侧、并与下吊臂间隔设置形成有安装空间，于安装空间内连接设置有线圈本体，利用水平接线板6实现两组电抗线圈的电气连接，水平接线板6与两组电抗器的上吊臂连接。

具体地，上吊臂包括有上吊臂支臂4，上吊臂支臂4设置有多个，全部的上吊臂支臂4呈辐射状设置，相邻的两个上吊臂支臂4之间通过拉筋5加固连接。下吊臂包括有下吊臂支臂，下吊臂支臂设置有多个，全部的下吊臂支臂呈辐射状设置，相邻的两个下吊臂支臂之间通过拉筋5加固连接。通过拉筋5的设置，能提高上吊臂或下吊臂的抗短路能力。

为了进一步提高上吊臂和下吊臂的结构强度，本发明在相邻的两个上吊臂支臂4之间捆绑了水平绑扎带7，水平绑扎带7将所有上吊臂支臂4固定在一个水平面内。另外，于上吊臂与下吊臂之间捆绑有垂直绑扎带，上吊臂与下吊臂通过垂直绑扎带加固连接成一个整体。

优选地，通过由多根水平绑扎带7固化在一起的一股水平绑扎带将全部的上吊臂支臂固定在一个水平面上，固定过程如下：先将一股水平绑扎带7在一个上吊臂支臂上绕一圈，然后按照顺时针或逆时针方向(沿上吊臂的周向)依次在剩余的每一个上吊臂支臂上绕一圈，直至绕完所有上吊臂支臂，完成将全部的上吊臂支臂固定在一个水平面上。将全部下吊臂支臂固定在一个水平面上的过程参见上吊臂支臂的固定过程。

优选地，通过由多根垂直绑扎带固化在一起的一股垂直绑扎带将全部的上吊臂支臂和全部下吊臂支臂固定为一个整体，固定过程如下：先将全部的上吊臂支臂和全部的下吊臂支臂分为多组吊臂，每组吊臂包括一个上吊臂支臂和与该上吊臂支臂垂直对应的下吊臂支臂，先将一股垂直绑扎带在一组吊臂上绕一圈，然后按照顺时针或逆时针方向(沿上吊臂的周向)依次在剩余的每组吊臂上绕一圈，直至将全部的上吊臂支臂和下吊臂支臂固定为一个整体，其中，在一组吊臂上绕一圈是指：在该组吊臂中上吊臂支臂绕一圈，然后在该组吊臂中的下吊臂支臂绕一圈。

串补阻尼电抗器系统要求的短路电流为170ka，电抗器单相回路是由两台完全相同电抗器并联而成的，所以单台电抗器需要承受的动稳定电流为85ka。且并联的两台电抗器之间都会产生磁场力的作用，加之正常运行时有电容器充放电对电抗器产生的短时充放电电流的冲击，所有这些因素都对电抗器的动稳定性能提出了很高的要求，其中电抗器接线臂上的作用力也很大。因此，需要对阻尼电抗器整体端架进行加固处理，本发明主要从两方面进行加固：

一、增加水平绑扎带和垂直绑扎带的带子个数和带子厚度

水平绑扎带7就是利用环氧纱将所有吊臂固定在同一个水平面上。垂直绑扎带就是利用环氧纱将电抗器的上下端架固定为一个整体。通过加粗和增加一股水平绑扎带中水平绑扎带和一股垂直绑扎带中垂直绑扎带的个数以及固定的方法来增大吊臂抗短路性能。

二、在电抗器吊架两相邻吊臂支臂加焊拉筋

在电抗器的上吊臂相邻的两个上吊臂支臂4之间加焊拉筋5，在两个水平接线板6之间设置立筋8，其也能提高阻尼电抗器吊臂的抗短路能力。在每相邻两个上吊臂支臂之间加焊拉筋5，上吊臂上的多个拉筋形成环形，即一圈拉筋。优选地，在上吊臂上形成有内圈拉筋51和外圈拉筋52，水平绑扎带7位于内圈拉筋51和外圈拉筋52之间。

拉筋5的具体结构为：沿拉筋5的长度方向上，位于拉筋5的中间位置设置为环氧板11，用于防止拉筋5形成感应环流，在环氧板11的两侧设置铝板材12，通过铝板材12实现拉筋5在上吊臂支臂4上的焊接固定连接。具体地，本发明还对水平接线板进行了结构优化：水平接线板6设置有两个，在两个水平接线板6之间还设置有立筋8，立筋8与两个水平接线板6固定连接，从而能够对两个水平接线板6起到加固的作用。

具体地，电抗线圈1为圆筒形线圈结构，于上吊臂上设置有电晕环9，电晕环9为断续的环形，不是一个连续的环形或闭合的环形。电晕环9所形成的环形套设于上吊臂和线圈主体外，其直径大于上吊臂支臂的长度和线圈本体所形成的圆筒形的直径，如此利于屏蔽电抗线圈表面的电场强度。电晕环9与线圈主体1的外侧面具有间隙。电晕环9的数量为两个，分别位于上吊臂的上方和下方。电晕环9由多个弧形结构的电晕环单元组成，为每个上吊臂支臂对应设置两个电晕环单元，多个电晕环单元于同一个水平面内设置，相邻的两个电晕环单元之间具有间隙。参见图2，共有8个上吊臂支臂，则设置16个电晕环单元。

在此限定：电晕环单元为弧形的空心管结构，电晕环单元为铝制电晕环单元。

于下吊臂的上设置有电晕球10，电晕球10设置有多个，全部的电晕球10于同一个水平面环绕电抗线圈1等间隔设置。多个电晕球10所形成的环形半径大于线圈本体1所形成的圆筒形半径。在电晕球10上开有凹槽以便下吊臂支臂的一端插入凹槽内，然后将下吊臂支臂与电晕球进行焊接实现将电晕球10设置在下吊臂支臂上，为每个下吊臂支臂对应设置一个电晕球10。凹槽优选为扇形凹槽。

本发明提供的特高压交流串补工程阻尼装置用干式空心阻尼电抗器运行环境为1000kv，如果不加屏蔽装置，金属端架的尖端效应将会产生可见电晕，对附近通讯设备产生无线电干扰。因此，本发明在串补阻尼电抗器两端加装大曲率半径的屏蔽装置是十分必要的。串补阻尼电抗器的防电晕装置是安装于电抗器上吊臂、距离电抗器表面和电抗器上吊臂有一定距离的空心铝材质电晕环9。电晕环9是非闭合的，杜绝了闭合回路引起的磁场发热问题。因阻尼电抗器安装于串补平台上，平台的防电晕措施已经对电抗器下部有一定的影响，所以电抗器下吊臂只加装一圈电晕球10，附近场强就可控制在合理范围之内。

在本发明的一个具体实施方式中，电抗器上吊臂加装两圈直径φ100mm电晕环9，下吊臂加装直径φ60mm电晕球10，就能使电抗器表面场强控制在合理范围之内。

具体地，绝缘子3为高抗弯绝缘子，过渡座2为不锈钢过渡座；绝缘子3设置有多个，全部的绝缘子3平行设置且均布于过渡座2的下侧面上。串补平台的绝缘子也可以为高抗弯绝缘子。

本发明提供的是一种应用到1000kv特高压交流工程上的串补阻尼电抗器，通过上述结构设计，本发明包括：由两台结构完全相同的线圈通过并联方式组成的单相电抗器、用于降低电抗器表面场强的电晕环9、与线路母线连接的水平接线板、用于支撑电抗器的高抗弯绝缘子3、用于电抗器底部和绝缘子3顶部连接的不锈钢过渡座。本发明的特高压串补阻尼装置干式空心阻尼电抗器可以抑制1000kv特高压交流工程电容器组放电电流和故障电流，减轻电容器组放电对电容器组及放电回路设备的不利影响，可以满足1000kv特高压交流工程对绝缘水平及安装于平台上抗震性能的要求，通过其结构设计，本发明还具有较高的结构强度以及使用的可靠性。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。