专利名称：一种饱和电抗器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统送变电领域，特别涉及一种更优性能的饱和电抗器。
背景技术：
随着电力系统的不断发展，发电容量的不断上升，电力系统发生短路引起的短路电流很大。电力系统发生短路引起的短路电流对电力系统的危害是很大的。减小短路电流，可使断路器能够切断短路电流，减小电力设备在短路时的损害程度，提高电力系统的稳定性。近年来研究限制短路电流的方法与装置(也称电流限制器)成为热门课题。利用饱和电抗器铁芯的饱和特性构成电流限制器。在饱和电抗器铁芯上增加一组直流线圈，电力系统正常运行时，直流电源给直流线圈提供直流电流，使饱和电抗器的铁芯深度饱和。饱和电抗器的铁芯深度饱和时，饱和电抗器呈现小电抗；串联在输电线路中的电流限制器对正常输电没有影响。当电力系统发生短路时，控制模块切断直流线圈的直流电流，饱和电抗器的铁芯脱离饱和；饱和电抗器呈现很大电抗。串联在输电线路中的饱和电抗器对短路电流起限制作用，减小短路电流。专利号2008101604501的“一种饱和电抗器短路电流限制装置，，和专利号 2008101592788的“短路电流限制装置及方法”是这方面的研究成果之一。饱和电抗器是饱和电抗型电流限制器的核心设备，也是最贵重的设备，它的特性直接影响电流限制器的性能指标。发明专利号为2010105840411的“一种磁饱和电抗器”提出了一种在满足性能要求条件下能减小饱和电抗器的体积与重量；在磁饱和状态下，能降低饱和电抗器的电抗值的一种饱和电抗器。进一步提高饱和电抗器的性能仍然是追求的目标。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，在磁饱和状态下，进一步降低饱和电抗器的电抗值；且抗干扰能力强。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案 一种饱和电抗器，它包括
一个饱和电抗器铁芯；所述饱和电抗器铁芯一侧分别安装至少一个电抗线圈和多个直流线圈，在饱和电抗器铁芯另一侧对应位置对称的分别设有一个与所述电抗线圈和直流线圈结构、匝数相同的另一电抗线圈和另一直流线圈，从而构成电抗线圈对和直流线圈对；其中，一个电抗线圈对的两同名端分别为作为饱和电抗器交流回路的交流端子I和交流端子 II，它们的两异名端相连；
各对直流线圈对中，其中一对直流线圈的一个同名端与一个异名端连接，剩余的同名端和异名端坐为直流端子I和直流端子II ；剩余各对直流线圈中的两同名端与两异名端分别相连。一种饱和电抗器，它包括
一个饱和电抗器铁芯；饱和电抗器铁芯一侧分别安装电抗线圈Li、直流线圈L2、直流线圈L5 ；饱和电抗器铁芯另一侧分别安装电抗线圈L3、直流线圈L4、直流线圈L6 ；电抗线圈Ll与电抗线圈L3结构、匝数相同；直流线圈L2与直流线圈L4结构、匝数相同；直流线圈 L5与直流线圈L6结构、匝数相同；
电抗线圈Ll的同名端为饱和电抗器交流回路的其中一个交流端子I，电抗线圈Ll的异名端与电抗线圈L3的异名端连接，电抗线圈L3的同名端为饱和电抗器交流回路的另一个交流端子II ；
直流线圈L2的同名端与直流线圈L4的异名端连接，直流线圈L2的异名端为饱和电抗器直流回路的其中一个直流端子I，直流线圈L4的同名端为饱和电抗器直流回路的另一个直流端子II ；
直流线圈L5的同名端与直流线圈L6的异名端连接，直流线圈L5的异名端与直流线圈 L6的同名端连接。所述饱和电抗器铁芯为日字型结构；两侧铁芯的截面积相等；中间铁芯的截面积等于两侧铁芯的截面积之和。本发明提供了提供在磁饱和状态下，降低饱和电抗器的电抗值的一种饱和电抗器结构及连接方式。本发明的有益效果是在磁饱和状态下，饱和电抗器的电抗值更低。本发明饱和电抗器用于电流限制器，电力系统正常导通运行时，比发明专利号2010105840411的“一种磁饱和电抗器”的电抗值减小6%。减小了交流回路对直流回路的干扰，保护了直流电路中的电力电子器件。
图1表示饱和电抗器结构及连接方式；
其中，1.交流端子I，2.交流端子II，3.直流端子I，4.直流端子II，5.饱和电抗器铁芯。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。饱和电抗器结构及连接方式如图1所示。装置交流端子Il与交流端子112串连接入交流输电回路；装置直流端子13与直流端子114串连接入直流供电回路。由于电抗线圈Ll的同名端为饱和电抗器交流回路的交流端子II，电抗线圈Ll的异名端与电抗线圈L3的异名端连接，电抗线圈L3的同名端为饱和电抗器交流回路的交流端子II ；又由于电抗线圈Ll与电抗线圈L3结构、匝数、绕制方法工艺要求相同；所以，在电抗线圈Ll流过的交流电流在铁芯中产生的磁通Φ 1与电抗线圈L2流过的交流电流在铁芯中产生的磁通Φ 2，大小相等，方向都向上，交流磁通分别在日型结构两侧铁芯向上，都经过日字型结构的中间铁芯形成闭合回路。如果饱和电抗器的直流线圈L2、直流线圈L4直流电流为零；饱和电抗器铁芯脱离饱和状态，串联在输电回路中的电抗线圈Li、电抗线圈L3的电抗很大。所述饱和电抗器铁芯5为日字型结构；两侧铁芯的截面积相等；中间铁芯的截面积等于两侧铁芯的截面积之和。直流线圈L2的同名端与直流线圈L4的异名端连接，直流线圈L2的异名端为饱和电抗器直流回路的其中一个直流端子13，直流线圈L4的同名端为饱和电抗器直流回路的直流端子114。电抗线圈Ll在饱和电抗器铁芯中产生工频磁通，该工频磁通在直流线圈 L2产生感生电动势；电抗线圈L3在饱和电抗器铁芯中产生工频磁通，该工频磁通在直流线圈L4产生感生电动势；由于直流线圈L2与直流线圈L4结构、匝数、绕制方法的工艺要求相同，直流线圈L2的工频感生电动势与直流线圈L4的工频感生电动势相减为零，电抗线圈 Li、电抗线圈L3的交流电流对直流回路不产生影响。直流线圈L3、L4中流过直流电流时，直流线圈L3、L4产生的磁通一个向上，一个向下，直流磁通在两侧铁芯形成磁通闭环；直流磁通路径比目前已经使用的双口字型结构饱和电抗器交流磁通路径短，铁芯饱和深，对交流线圈影响大。所以，直流磁通使所在铁芯饱和时，交流线圈所在的铁芯柱也同时是饱和的。饱和电抗器铁芯处于饱和状态，串联在输电回路中的电抗线圈Li、电抗线圈L3的电抗很小。饱和电抗器的各交流线圈与直流线圈层次绕制在相同的铁芯柱上，加强了交流线圈与直流线圈的磁耦合。直流线圈L5的同名端与直流线圈L6的异名端连接，直流线圈L5的异名端与直流线圈L6的同名端连接。电抗线圈Ll在饱和电抗器铁芯中产生工频磁通，该工频磁通在直流线圈L5产生感生电动势；电抗线圈L3在饱和电抗器铁芯中产生工频磁通，该工频磁通在直流线圈L6产生感生电动势；由于直流线圈L5与直流线圈L6结构、匝数、绕制方法的工艺要求相同，直流线圈L5的工频感生电动势与直流线圈L6的工频感生电动势相减为零，直流线圈L5与直流线圈L6中没有电流流动。如果直流端子13与直流端子114之间有干扰交流电压，直流线圈L5的工频感生电动势与直流线圈L6的工频感生电动势相减不为零，直流线圈L5与直流线圈L6中有电流流动，强制直流端子13与直流端子114之间的干扰交流电压下降。减小了干扰电压对直流电路的危害。本发明的饱和电抗器可用现有技术设计制造，完全可以实现。有广阔应用前景。
权利要求
1.一种饱和电抗器，其特征是，它包括一个饱和电抗器铁芯；所述饱和电抗器铁芯一侧分别安装至少一个电抗线圈和多个直流线圈，在饱和电抗器铁芯另一侧对应位置对称的分别设有一个与所述电抗线圈和直流线圈结构、匝数相同的另一电抗线圈和另一直流线圈，从而构成电抗线圈对何直流线圈对；其中，一个电抗线圈对的两同名端分别为作为饱和电抗器交流回路的交流端子I和交流端子 II，它们的两异名端相连；各对直流线圈对中，其中一对直流线圈的一个同名端与一个异名端连接，剩余的同名端和异名端坐为直流端子I和直流端子II ；剩余各对直流线圈中的两同名端与两异名端分别相连。
2.如权利要求1所述的饱和电抗器，其特征是，它包括一个饱和电抗器铁芯；饱和电抗器铁芯一侧分别安装电抗线圈Li、直流线圈L2、直流线圈L5 ；饱和电抗器铁芯另一侧分别安装电抗线圈L3、直流线圈L4、直流线圈L6 ；电抗线圈Ll与电抗线圈L3结构、匝数相同；直流线圈L2与直流线圈L4结构、匝数相同；直流线圈 L5与直流线圈L6结构、匝数相同；电抗线圈Ll的同名端为饱和电抗器交流回路的其中一个交流端子I，电抗线圈Ll的异名端与电抗线圈L3的异名端连接，电抗线圈L3的同名端为饱和电抗器交流回路的另一个交流端子II ；直流线圈L2的同名端与直流线圈L4的异名端连接，直流线圈L2的异名端为饱和电抗器直流回路的其中一个直流端子I，直流线圈L4的同名端为饱和电抗器直流回路的另一个直流端子II ；直流线圈L5的同名端与直流线圈L6的异名端连接，直流线圈L5的异名端与直流线圈 L6的同名端连接。
3.如权利要求1或2所述的饱和电抗器，其特征是，所述饱和电抗器铁芯为日字型结构；两侧铁芯的截面积相等；中间铁芯的截面积等于两侧铁芯的截面积之和。
全文摘要
本发明涉及在饱和状态下，能降低饱和电抗器的电抗值的一种更优性能的饱和电抗器。它包括一个饱和电抗器铁芯；所述饱和电抗器铁芯一侧分别安装至少一个电抗线圈和多个直流线圈，在饱和电抗器铁芯另一侧对应位置对称的分别设有一个与所述电抗线圈和直流线圈结构、匝数相同的另一电抗线圈和另一直流线圈，从而构成电抗线圈对何直流线圈对；其中，一个电抗线圈对的两同名端分别为作为饱和电抗器交流回路的交流端子I和交流端子II，它们的两异名端相连；各对直流线圈对中，其中一对直流线圈的一个同名端与一个异名端连接，剩余的同名端和异名端坐为直流端子I和直流端子II；剩余各对直流线圈中的两同名端与两异名端分别相连。
文档编号H01F27/28GK102184765SQ20111004095
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月21日 优先权日2011年2月21日
发明者李晓明 申请人:山东大学