交流控制式可控电抗器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及输变电技术领域，具体地指一种交流控制式可控电抗器。
【背景技术】
[0002] 随着电网建设的快速推进，配电网中非线性负载、无功负载的大量接入，电网中无 功缺失、电压波动、接地故障等问题频生，严重影响电力系统的安全稳定。用于治理上述电 网中存在问题的电力设备在电网中得到广泛应用，如抑制线路单相接地时电流的自动消弧 线圈、提供无功功率补偿的并联电抗器、在线路中用于抑制谐波和短路电流的串联电抗器， W及大型电机软启动的启动电抗器。
[0003] 上述电力设备无一例外地需要电抗器作为其关键部分，电抗器电感值的实时调节 成为诸多配电网电力设备的必要功能，如消弧线圈需根据单线接地故障电流大小，调节串 接电抗器的电感值;无功补偿装置需根据无功功率目标值，调节补偿电抗器的电抗值。电抗 器电抗值的调节性能，已成为研制诸多电力设备的关键因素。而可控电抗器作为电抗器的 一个重要分支，用作电压控制和无功补偿的主要元件，可W提高系统稳定和改善电能质量， 应用范围相当广泛。
[0004] 可控电抗器作为电力系统一种新型设备，其容量连续可调，能够广泛应用于无功 补偿、高压试验设备配置、消弧消谐和限制过电压等方面。磁通控制式可控电抗器采用新型 的铁屯、磁阻调节方法，具有结构简单、成本可控、谐波含量低、运行稳定等优点，具有较大的 市场应用前景。
[0005] 现有的可控电抗器采用直流助磁控制、磁阀控制、可控娃控制和机械调整铁屯、气 隙等方式来调节电抗，但运些方式均存在体积大、谐波噪声大、调节平滑性差等缺点。
【发明内容】
[0006] 本实用新型的目的就是要提供一种交流控制式可控电抗器，该电抗器能实现在电 网应用中电抗值的灵活实时调节。
[0007] 为实现此目的，本实用新型设计的一种交流控制式可控电抗器，它包括矩形框架 式主铁屯、和矩形框架式控制铁屯、，其中，所述矩形框架式主铁屯、的上水平边中部与矩形框 架式控制铁屯、的上水平边中部连接为一体，矩形框架式主铁屯、的下水平边中部与矩形框架 式控制铁屯、的下水平边中部连接为一体，所述矩形框架式主铁屯、的一个垂直边绕制有主绕 组，所述矩形框架式控制铁屯、的上水平边上绕制有第一控制绕组和第二控制绕组，所述矩 形框架式控制铁屯、的下水平边上绕制有第=控制绕组和第四控制绕组，所述第一控制绕组 和第二控制绕组分别位于矩形框架式主铁屯、的两侧，所述第=控制绕组和第四控制绕组分 别位于矩形框架式主铁屯、的两侧，第一控制绕组的一端连接第四控制绕组的一端，第一控 制绕组的另一端连接第二控制绕组的一端，第二控制绕组的另一端连接第=控制绕组的一 端，第=控制绕组的另一端与第四控制绕组的另一端之间用于接入直流电源，所述主绕组 的两端用于接入交流电源。
[000引本实用新型的主绕组的两端接交流电，矩形框架式主铁屯、和主绕组对交流电而言 是一个电抗器，电流流过主绕组时矩形框架式主铁屯、产生主要磁通，主要磁通通过矩形框 架式主铁屯、形成闭合磁通。
[0009] 另外控制绕组的两端连接直流电源，直流电流在控制铁屯、产生控制磁通，控制磁 通在矩形框架式控制铁屯、上形成闭合磁通。主磁通和控制磁通是控制矩形框架式主铁屯、和 矩形框架式控制铁屯、相互交联处正交通过的。通过调节控制绕组内直流大小就可W调节两 个交联处的磁饱和程度，从而改变矩形框架式控制铁屯、的磁导率达到调节电抗器电抗的目 的。
[0010] 本实用新型依据具备各向异性的铁磁材料在不同磁场方向下的不同的磁阻特性， 利用改变旋转铁忍与磁场角度的方式实现电抗值的连续调节，本发明相对传统的电抗器结 构简单，易于工程化。
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0012] 其中，1-矩形框架式主铁屯、、2-主绕组、3-矩形框架式控制铁屯、、4-第一控制 绕组、5-第二控制绕组、6-第=控制绕组、7-第四控制绕组。
【具体实施方式】
[0013] W下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明：
[0014] 图1所示的交流控制式可控电抗器，它包括矩形框架式主铁屯、1和矩形框架式控制 铁屯、3,其中，所述矩形框架式主铁屯、1的上水平边中部与矩形框架式控制铁屯、3的上水平边 中部连接为一体，矩形框架式主铁屯、1的下水平边中部与矩形框架式控制铁屯、3的下水平边 中部连接为一体，所述矩形框架式主铁屯、1的一个垂直边绕制有主绕组2,所述矩形框架式 控制铁屯、3的上水平边上绕制有第一控制绕组4和第二控制绕组5,所述矩形框架式控制铁 屯、3的下水平边上绕制有第=控制绕组6和第四控制绕组7,所述第一控制绕组4和第二控制 绕组5分别位于矩形框架式主铁屯、1的两侧，所述第=控制绕组6和第四控制绕组7分别位于 矩形框架式主铁屯、1的两侧，第一控制绕组4的一端连接第四控制绕组7的一端，第一控制绕 组4的另一端连接第二控制绕组5的一端，第二控制绕组5的另一端连接第=控制绕组6的一 端，第=控制绕组6的另一端与第四控制绕组7的另一端之间用于接入直流电源，所述主绕 组2的两端用于接入交流电源。
[0015] 上述技术方案中，所述矩形框架式主铁屯、1与矩形框架式控制铁屯、3为垂直布置。
[0016] 上述技术方案中，所述第一控制绕组4、第二控制绕组5、第=控制绕组6和第四控 制绕组7的绕组应数之和大于主绕组2的绕组应数。
[0017] 本实用新型的工作原理为:控制绕组（由第一控制绕组4、第二控制绕组5、第S控 制绕组6和第四控制绕组7组成)等效负载阻抗为Zl,控制绕组侧的电压为，主绕组2的电 流为4,控制绕组的电流为4。在主绕组电流作用下矩形框架式主铁屯、1中的主磁通为 ^^主绕组电流/,产生漏磁通4，控制绕组电流4产生漏磁通4。主绕组2在主磁通^^乍用 下产生感应电动势马，主绕组2在漏磁通作用下产生感应电动势，控制绕组在产生漏 磁通義，作用下产生感应电动势鸟6。
[0018] 根据磁动势平衡关系式:主绕组磁控式巧，控制绕组磁动势马，产生主磁通的合成 磁动势巧有如下关系式：
[0019]
[0020] 由于励磁电流由主绕组供给，根据安培环路定律可得：
[0021]
[0022] 其中化和化分别是主绕组和控制绕组的线圈应数，/。是励磁电流。
[0023] 可控电抗器的主绕组接入系统中，要调节可控电抗器的阻抗特性即要改变电抗器 主绕组侧的电流名。从上面的分析可W看出，要改变主绕组侧的电流A，可W调节控制绕组 侧电流
[0024] W上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，应当指出，任何熟悉本领域的技术人 员在本实用新型所掲露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种交流控制式可控电抗器，其特征在于，它包括矩形框架式主铁心（1)和矩形框架 式控制铁心（3)，其中，所述矩形框架式主铁心（1)的上水平边中部与矩形框架式控制铁心 (3)的上水平边中部连接为一体，矩形框架式主铁心（1)的下水平边中部与矩形框架式控制 铁心(3)的下水平边中部连接为一体，所述矩形框架式主铁心（1)的一个垂直边绕制有主绕 组(2)，所述矩形框架式控制铁心（3)的上水平边上绕制有第一控制绕组(4)和第二控制绕 组(5)，所述矩形框架式控制铁心（3)的下水平边上绕制有第三控制绕组(6)和第四控制绕 组(7)，所述第一控制绕组(4)和第二控制绕组(5)分别位于矩形框架式主铁心（1)的两侧， 所述第三控制绕组(6)和第四控制绕组(7)分别位于矩形框架式主铁心（1)的两侧，第一控 制绕组(4)的一端连接第四控制绕组(7)的一端，第一控制绕组(4)的另一端连接第二控制 绕组(5)的一端，第二控制绕组(5)的另一端连接第三控制绕组(6)的一端，第三控制绕组 (6)的另一端与第四控制绕组(7)的另一端之间用于接入直流电源，所述主绕组(2)的两端 用于接入交流电源。2. 根据权利要求1所述的交流控制式可控电抗器，其特征在于:所述矩形框架式主铁心 (1)与矩形框架式控制铁心(3)为垂直布置。3. 根据权利要求1所述的交流控制式可控电抗器，其特征在于:所述第一控制绕组(4)、 第二控制绕组(5)、第三控制绕组(6)和第四控制绕组(7)的绕组匝数之和大于主绕组(2)的 绕组匝数。
【专利摘要】本实用新型公开了一种交流控制式可控电抗器，它的矩形框架式主铁心的中部与矩形框架式控制铁心的中部连接为一体，矩形框架式主铁心的一个垂直边绕制有主绕组，矩形框架式控制铁心的上水平边上绕制有第一控制绕组和第二控制绕组，下水平边上绕制有第三控制绕组和第四控制绕组，第一控制绕组的一端连接第四控制绕组的一端，第一控制绕组的另一端连接第二控制绕组的一端，第二控制绕组的另一端连接第三控制绕组的一端，第三控制绕组的另一端与第四控制绕组的另一端之间用于接入直流电源，主绕组的两端用于接入交流电。本实用新型能实现在电网应用中电抗值的灵活实时调节。
【IPC分类】H01F27/28, H01F29/00, H02P13/00, H01F27/24
【公开号】CN205376279
【申请号】CN201620009339
【发明人】蔡伟, 梁嗣元, 李穆, 王珊珊, 顾然, 卢文华, 杜玮, 方超
【申请人】国家电网公司, 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月5日