[发明专利]智能型楔入式平滑可调电抗器

说明书

技术领域

本发明主要涉及到电网中应用广泛的可调电抗器，用于限制短路电流、无功补偿和移相 等。

背景技术

电抗器是一种重要的电气装置，在电力系统中广泛的应用于限制短路电流、潜供电流、 工频过电压、消除发电机自励磁、限制操作过电压、线路容性充电功率和平波等。电抗器按 特性来分，可分为固定电抗器和可控电抗器。固定电抗器是指在工作过程中电抗值保持不变 的电抗器，而可调电抗器是指在工作过程中可以根据实际需要改变电抗值的电抗器。

随着电力系统的不断发展，对电抗器的性能要求越来越高，在许多场合希望电抗器的电 抗值可实时调节或控制。如用于配电网中自动消弧线圈的电抗器、用于大型电机无极软启动 的启动电抗器、用于故障限流的可控串联电抗器、用于超(特)高压输电线路限制容升和无 功补偿的并联高压电抗器等，都需要根据运行工况实时调节控制。

高压可调电抗器的出现已有几十年历史。由于弱电流工程的发展，电力工程师很早就认 识到采用高压谐振电路对大电容试品进行交流试验的可能性。20世纪40年代末期，英国弗 兰梯公司采用动圈式低压电抗器并联升压变压器的方法得到设备所需的高压可调电抗器。到 了60年代末期，美国专家Stanley G.Peschel提出一种新的高压可调电抗器原理，并于1970 年获得美国专利。这种原理是通过连续调节磁路中的间隙长度来得到连续变化的电感。它一 出现就成为新型交流谐振试验系统的核心设备。目前以调节磁路间隙长度为调感原理的高压 可调电抗器已广泛用于GIS、电缆、电容器、大型发电机等大电容电力设备的交流试验。同 时，它也作为一种新型消弧线圈应用于电力系统中。Peschel提出得间隙可调高压电抗器需要 采用精密机械传动装置，工作可靠性也不是很强。人们设想通过改变交流磁通路径上的磁导 去实现电感的调节，1975年苏联制成了一台6KV、600KVA的静态高压电抗器就是这种设想 的成功尝试。

传统的间隙可调高压电抗器的基本工作原理简单说来，就是设置动静两块铁芯，通过移 动动铁芯来改变动静铁芯之间的空气间隙，从而改变磁导，实现电感的调节，但是此种方法 具有一定的局限性：由于需要移动动铁心来改变空气间隙，使得系统的噪音和振动都比较大， 对系统的运行可靠性也会产生一定程度的影响。

发明内容

本发明针对上述空气间隙可调电抗器的缺陷，设计了一种基于改变铁芯的磁阻来实现电 感值可调的电抗器，利用导磁材料与非导磁材料联合制成的滑动模块，可实现电感的平滑调 节，且具有低振动、低噪声的特点。

本发明采用的技术方案为：

当操作人员按下开机按钮，系统初始化，提示输入需要得到的电抗值，根据输入的电抗 值，计算机系统通过计算得到滑动模块需要向上(下)移动的距离值，将处理得到的结果送 入步进电机的微机控制单元，发出控制指令，使功率驱动单元驱动步进电机动作，拉动滑动 模块运动到指定的位置，从而得到需要的电抗值。

作为本发明的进一步改进：

本发明所采用的滑动模块由导磁材料和非导磁材料组成，如图2(c)所示，阴影部分为 非导磁材料制成，对等的另一部分是导磁材料制成，两个滑块用轴串接，相对位置固定。滑 动模块在向上拖动的过程中，非导磁部分所占的空间逐渐增大，导磁部分所占的空间逐渐减 小，阻碍磁通，使得电感值减小。滑动模块向下拖动时，结果与此相反。这样通过调节滑动 模块的位置，可以方便调节对应的电抗值。值得一提的是，采用非导磁材料和导磁材料各占 一半的滑动模块设计，在滑动模块匀速拖动过程中，非导磁部分和导磁部分是均匀变化的， 从而可以平滑调节电抗值。

本发明采用步进电机控制滑动模块的移动。步进电机本身由微机控制单元，功率驱动单 元和步进电动机组成，可以连接计算机系统，用计算机集中控制电机的运动。将所需要得到 的电抗值输入到计算机中，由计算机根据提前编写好的程序，完成运算，得到滑动模块需要 移动的距离，即步进电动机正转或者反转的圈数，然后将数据送入步进电机的微机控制单元 控制步进电动机的运动，由于采用了计算机来控制，使得操作更为简便快捷。

本发明具有下述优点：