一种直流换流阀的阳极饱和电抗器

摘要

本发明实施例公开了一种直流换流阀的阳极饱和电抗器，包括：外壳、一组线圈，至少一对铁芯和铁芯散热器；每个铁芯包括第一铁芯部分和第二铁芯部分，该第一铁芯部分和该第二铁芯部分为上下U型结构或左右C型结构；至少一对铁芯成对扣接在一组线圈的内外壁之间形成封闭耦合；至少一对铁芯沿一组线圈的周向设置；铁芯散热器设置在一组线圈的内壁内，与至少一对铁芯接触，且铁芯散热器外露于空气中，并与外壳对接。

权利要求

1.一种直流换流阀的阳极饱和电抗器，其特征在于，所述阳极饱和电抗器包括：外壳、一组线圈，至少一对铁芯和铁芯散热器；每个铁芯包括第一铁芯部分和第二铁芯部分，所述第一铁芯部分和所述第二铁芯部分为上下U型结构或左右C型结构；

所述至少一对铁芯成对扣接在所述一组线圈的内外壁之间，形成封闭耦合；

所述至少一对铁芯沿所述一组线圈的周向设置；

所述铁芯散热器设置在所述一组线圈的内壁内，与所述至少一对铁芯接触，且所述铁芯散热器外露于空气中，并与所述外壳对接。

2.根据权利要求1所述的阳极饱和电抗器，其特征在于，所述一组线圈的一端设置有第一接线端子，所述一组线圈的另一端设置有第二接线端子，所述第一接线端子设置有第一铜排和所述第二接线端子上设置有第二铜排，所述第一铜排和所述第二铜排平行，所述第一接线端子和所述第二接线端子上连接水管的接头，所述一组线圈为中空状，所述一组线圈绕制的外观为环形线圈，所述一组线圈绕制后由环氧树脂浇铸；其中，所述第一接线端子和所述第二接线端子位于所述一组线圈的同侧。

3.根据权利要求2所述的阳极饱和电抗器，其特征在于，所述铁芯散热器为环形结构；

所述外壳包括：环形上盖和环形下盖；所述外壳的环形上盖的环形内壁和环形下盖的环形内壁之间形成环形区域，所述铁芯散热器设置在所述环形区域内，与所述外壳对接。

4.根据权利要求3所述的阳极饱和电抗器，其特征在于，所述直流换流阀的阳极饱和电抗器还包括：填充层；所述铁芯散热器与所述外壳的环形上盖的环形内壁和所述外壳的环形下盖的环形内壁之间对接，形成内部封闭空间；

所述填充层设置在所述封闭空间内，其中，所述填充层为抗震材料和/或吸声材料组成。

5.根据权利要求1至4任一项所述的阳极饱和电抗器，其特征在于，所述铁芯散热器的内壁为竖波纹状。

6.根据权利要求5所述的阳极饱和电抗器，其特征在于，所述铁芯散热器内设置有冷却液管道，所述冷却液管道为螺旋形，所述冷却液管道和所述铁芯散热器的内壁接触。

7.根据权利要求1至4任一项或6所述的阳极饱和电抗器，其特征在于，所述直流换流阀的阳极饱和电抗器还包括：气隙垫和铁芯夹紧件；所述第一铁芯部分和所述第二铁芯部分对应扣接在所述一组线圈的内外壁之间形成封闭耦合；

所述气隙垫设置在所述第一铁芯部分和所述第二铁芯部分的扣接处，并通过所述铁芯夹紧件固定。

8.根据权利要求7所述的阳极饱和电抗器，其特征在于，所述直流换流阀的阳极饱和电抗器还包括：硅胶垫；所述硅胶垫设置在所述至少一个铁芯与铁芯散热器之间。

9.根据权利要求8所述的阳极饱和电抗器，其特征在于，所述至少一对铁芯的对数和所述气隙垫的厚度根据实际参数进行调节。

10.根据权利要求1所述的阳极饱和电抗器，其特征在于，

将所述一组线圈表面裹覆绝缘层后绕制成型，未浇铸环氧树脂，所述裹覆绝缘层的材料和厚度以及层数根据所述一组线圈的绝缘要求进行调节。

说明书

一种直流换流阀的阳极饱和电抗器

技术领域

[0001] 本发明涉及电力系统元器件领域中的电抗器技术，尤其涉及一种直流换流阀的阳极饱和电抗器。

背景技术

[0002] 直流换流阀用饱和电抗器是超特高压直流输电工程晶闸管换流阀的关键部件，可用来降低换流阀的浪涌电流上升率，抑制雷电、陡波下的换流阀电压上升率，并对换流阀起到均压作用，已达到保护换流阀的目的。

[0003] 现有的直流换流阀用阳极饱和电抗器主要有以下几种方式：方式一，采用固定线圈匝数，铁芯对数可调，将线圈和铁芯置于直流换流阀用饱和电抗器的上下盖内并填充抗震材料，这种方式的缺点是铁芯散热效果较差，在满足性能要求的前提下，铁芯损耗较大。方式二，采用一对铁芯和可变匝数的线圈绕组耦合而成，可以通过调节铁芯的片数和线圈的匝数来共同调节电感，这种方式的缺点是电抗器外形尺寸难以控制，且铁芯和线圈均通过单独水冷冷却，水路复杂。方式三，针对线圈和铁芯分别单独设置水冷的直流换流阀用阳极饱和电抗器，该直流换流阀用阳极饱和电抗器在散热、抗震、降噪方面均有较好的表现，但由于增加了铁芯水冷支路，导致了水路设计的复杂性以及水路堵塞和漏水的可能性。

发明内容

[0004] 为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种直流换流阀的阳极饱和电抗器，能够简化水路结构，减小水路堵塞和漏水的可能性减小水路堵塞和漏水的可能性。

[0005] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0006] 本发明实施例提供一种直流换流阀的阳极饱和电抗器，所述阳极饱和电抗器包括：外壳、一组线圈，至少一对铁芯和铁芯散热器；每个铁芯包括第一铁芯部分和第二铁芯部分，所述第一铁芯部分和所述第二铁芯部分为上下U型结构或左右C型结构；

[0007] 所述至少一对铁芯成对扣接在所述一组线圈的内外壁之间，形成封闭耦合；

[0008] 所述至少一对铁芯沿所述一组线圈的周向设置；

[0009] 所述铁芯散热器设置在所述一组线圈的内壁内，与所述至少一对铁芯接触，且所述铁芯散热器外露于空气中，并与所述外壳对接。

[0010] 在上述直流换流阀的阳极饱和电抗器中，所述一组线圈的一端设置有第一接线端子，所述一组线圈的另一端设置有第二接线端子，所述第一接线端子设置有第一铜排和所述第二接线端子上设置有第二铜排，所述第一铜排和所述第二铜排平行，所述第一接线端子和所述第二接线端子上连接水管的接头，所述一组线圈为中空状，所述一组线圈绕制的外观为环形线圈，所述一组线圈绕制后由环氧树脂浇铸；其中，所述第一接线端子和所述第二接线端子位于所述一组线圈的同侧。

[0011] 在上述直流换流阀的阳极饱和电抗器中，所述铁芯散热器为环形结构；所述外壳包括：环形上盖和环形下盖；所述外壳的环形上盖的环形内壁和环形下盖的环形内壁之间形成环形区域，所述铁芯散热器设置在所述环形区域内，与所述外壳对接。

[0012] 在上述直流换流阀的阳极饱和电抗器中，所述直流换流阀的阳极饱和电抗器还包括：填充层；所述铁芯散热器与所述外壳的环形上盖的环形内壁和所述外壳的环形下盖的环形内壁之间对接，形成内部封闭空间；

[0013] 所述填充层设置在所述封闭空间内，其中，所述填充层为抗震材料和/或吸声材料组成。

[0014] 在上述直流换流阀的阳极饱和电抗器中，所述铁芯散热器的内壁为竖波纹状。

[0015] 在上述直流换流阀的阳极饱和电抗器中，所述铁芯散热器内设置有冷却液管道，所述冷却液管道为螺旋形，所述冷却液管道和所述铁芯散热器的内壁接触。

[0016] 在上述直流换流阀的阳极饱和电抗器中，所述直流换流阀的阳极饱和电抗器还包括：气隙垫和铁芯夹紧件；所述第一铁芯部分和所述第二铁芯部分对应扣接在所述一组线圈的内外壁之间形成封闭耦合；

[0017] 所述气隙垫设置在所述第一铁芯部分和所述第二铁芯部分的扣接处，并通过所述铁芯夹紧件固定。

[0018] 在上述直流换流阀的阳极饱和电抗器中，所述直流换流阀的阳极饱和电抗器还包括：硅胶垫；所述硅胶垫设置在所述至少一个铁芯与铁芯散热器之间。

[0019] 在上述直流换流阀的阳极饱和电抗器中，所述至少一对铁芯的对数和所述气隙垫的厚度根据实际参数进行调节。

[0020] 在上述直流换流阀的阳极饱和电抗器中，将所述一组线圈表面裹覆绝缘层后绕制成型，未浇铸环氧树脂，所述裹覆绝缘层的材料和厚度以及层数根据所述一组线圈的绝缘要求进行调节。

[0021] 本发明实施例提供了一种直流换流阀的阳极饱和电抗器，该直流换流阀的阳极饱和电抗器包括：外壳、一组线圈，至少一对铁芯和铁芯散热器；每个铁芯包括第一铁芯部分和第二铁芯部分，该第一铁芯部分和该第二铁芯部分为上下U型结构或左右C型结构；至少一对铁芯成对扣接在一组线圈的内外壁之间形成封闭耦合；至少一对铁芯沿一组线圈的周向设置；铁芯散热器设置在一组线圈的内壁内，与至少一对铁芯接触，且铁芯散热器外露于空气中，并与外壳对接。采用上述技术实现直流换流阀的阳极饱和电抗器，采用了自然风冷或水冷设计的铁芯散热器，避免了在电抗器内部设计复杂的铁芯水冷支路，简化了电抗器结构，减小了水路堵塞和漏水的可能性。

附图说明

[0022] 图1为本发明实施例提供的一种直流换流阀的阳极饱和电抗器的外观结构示意图；

[0023] 图2为本发明实施例提供的一种直流换流阀的阳极饱和电抗器的内部结构示意图；

[0024] 图3为本发明实施例提供的一种直流换流阀的阳极饱和电抗器的径向剖面图结构示意图；

[0025] 图4为本发明实施例提供的示例性的一组线圈的结构示意图；

[0026] 图5为本发明实施例提供的示例性的冷却液管道的局部放大示意图。

具体实施方式

[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0028] 实施例

[0029] 示例性的结合图1、图2和图3可知，本发明实施例提供一种直流换流阀的阳极饱和电抗器1，该直流换流阀的阳极饱和电抗器1包括：外壳10、一组线圈11，至少一对铁芯12和铁芯散热器13；每个铁芯12包括第一铁芯部分120和第二铁芯部分121，所述第一铁芯部分120和所述第二铁芯部分121为上下U型结构或左右C型结构。

[0030] 所述至少一对铁芯12成对扣接在所述一组线圈11的内外壁之间，形成封闭耦合。

[0031] 所述至少一对铁芯12沿所述一组线圈11的周向设置。

[0032] 所述铁芯散热器13设置在所述一组线圈11的内壁内，与所述至少一对铁芯12接触，且所述铁芯散热器13外露于空气中，并与所述外壳10对接。

[0033] 需要说明的是，本发明实施例中的一组线圈11的标准匝数为4匝，至少一对铁芯12的总对数可以根据具体电感数值来要求进行调整。

[0034] 进一步地，本发明实施例中的铁芯散热器13具有一定的高度和厚度，其中，该铁芯散热器13高度可以根据铁芯尺寸和铁芯的发热量具体确定。

[0035] 可以理解的是，至少一对铁芯12具有U型或C型结构，并采用分布式布置，在一组线圈11的周向，该U型或C型结构的至少一对铁芯12成对扣接于一组线圈11的内外壁之间，形成封闭耦合。当电感值变化，需要将至少一对铁芯12进行调整时，只需要改变该至少一对铁芯12的对数，而无须改变外形及尺寸，即无须进行另外设计，从而简化了制造工艺，有利于实现结构化设计和产业化生产。即本发明实施例提供的直流换流阀的阳极饱和电抗器1，可以保留了一组线圈11的匝数固定，至少一对铁芯11的对数可调的电抗器结构，从而可以使得通过调节铁芯对数便可以满足不同应用下的需求，无需重复设计线圈和铁芯尺寸，减化了设计制造工艺。

[0036] 优选的，如图2所示，所述一组线圈11的一端设置有第一接线端子110，所述一组线圈11的另一端设置有第二接线端子111，所述第一接线端子110设置有第一铜排14和所述第二接线端子111上设置有第二铜排15，所述第一铜排14和所述第二铜排15平行，所述第一接线端子110和所述第二接线端子111上连接水管的接头16，所述一组线圈11为中空状，所述一组线圈11绕制的外观为环形线圈，所述一组线圈11绕制后由环氧树脂浇铸；其中，所述第一接线端子110和所述第二接线端子111位于所述一组线圈11的同侧。

[0037] 可选的，一组线圈11可以为中空状的铝管。

[0038] 需要说明的是，由于一组线圈11为中空状结构，冷却水可以进入到一组线圈11的中空部分，对该一组线圈11在工作时进行冷却作用，即一组线圈11的中空状的管道可以作为冷却水的通道，对该一组线圈11进行冷却，从而大大简化了水路结构。一组线圈11绕制的外观为环形线圈，该一组线圈11绕制后由环氧树脂浇铸，这使得直流换流阀的阳极饱和电抗器1的结构更为灵巧，便于装设。

[0039] 可以理解的是，一组线圈11的第一接线端子连接的水管接头16和一组线圈11的第二接线端子连接的水管接头16，一个作为冷却水系统入口，一个作为冷却水出口，具体的哪个水管接头16作为冷却水系统入口，哪个水管接头16作为冷却水系统出口，本发明实施例不作限制。

[0040] 可选的，在本发明实施例中，一组线圈11还可以为中空状绕制成圆形、双列轨道椭圆形、圆角方形(如图4所示)等一切适合中空状结构的形状，本发明实施例不作限制该一组线圈11的绕制形状，该一组线圈11绕制后由环氧树脂浇铸。

[0041] 优选的，所述铁芯散热器13为环形结构；所述外壳10包括：环形上盖100和环形下盖101；所述外壳10的环形上盖100的环形内壁和环形下盖101的环形内壁之间形成环形区域，所述铁芯散热器13设置在所述环形区域内，与所述外壳10对接。

[0042] 需要说明的是，外壳10的上盖100和外壳10的下盖101的垂直投影为圆环形即可。当直流换流阀的阳极饱和电抗器1水平放置时，外壳10的上盖100内圆侧的下沿高于外圆侧下沿，外壳10的下盖101内圆侧上沿低于外圆侧上沿，外壳10的上盖100和外壳10的下盖101拼接后，在整个外壳10的内圆侧留有一条环形区域。

[0043] 可选的，所述直流换流阀的阳极饱和电抗器1还包括：填充层17；所述铁芯散热器13与所述外壳10的环形上盖100的环形内壁和所述外壳10的环形下盖101的环形内壁之间对接，形成内部封闭空间。

[0044] 所述填充层17设置在所述封闭空间内，其中，所述填充层17为抗震材料和/或吸声材料组成。

[0045] 示例性的，铁芯散热器13安装在外壳10的环形上盖100和外壳10的环形下盖101之间内圆侧的环形区域，并和外壳10的环形上盖100和外壳10的环形下盖101紧密贴合，使外壳10的环形上盖100、外壳10的环形下盖101和铁芯散热器12形成一个封闭空间，在该封闭空间内填充聚氨酯(硅胶垫21)，将一组线圈11和至少一对铁芯12固定在里面。

[0046] 可以理解的是，铁芯散热器13和外壳10紧密对接后，在内部封闭空间内填充了填充层17，该填充层为抗震降噪材料(抗震材料和/或吸声材料)组成，将一组线圈11和至少一对铁芯12填充在内，进一步增强了整体结构的稳定性.

[0047] 可选的，所述铁芯散热器13的内壁130为竖波纹状。

[0048] 需要说明的是，在铁芯散热器13的内壁的外露部分设置为竖波纹状，以增加散热面积，提高散热效果。

[0049] 优选的，如图5所示，所述铁芯散热器13内设置有冷却液管道18，所述冷却液管道18为螺旋形，所述冷却液管道18和所述铁芯散13热器13的内壁130接触。

[0050] 特别的，铁芯散热器13内设置有冷却液管道18的结构使得至少一对铁芯12的散热效果更好，且水路结构设计简单。

[0051] 可以理解的是，本发明实施例中采用了自然风冷或水冷设计的铁芯散热器13，避免了在直流换流阀的阳极饱和电抗器1内部设计复杂的铁芯水冷支路，简化了电抗器结构，减小了水路堵塞和漏水的可能性。

[0052] 需要说明的是，上述冷却液管道18可以为中空状绕制成圆形、双列轨道椭圆形、圆角方形等一切适合中空状结构的形状，本发明实施例不作限制该冷却液管道18的绕制形状。

[0053] 可选的，所述直流换流阀的阳极饱和电抗器1还包括：气隙垫19和铁芯夹紧件20；所述第一铁芯部分120和所述第二铁芯部分121对应扣接在所述一组线圈11的内外壁之间形成封闭耦合。

[0054] 所述气隙垫19设置在所述第一铁芯部分120和所述第二铁芯部分121的扣接处，并通过所述铁芯夹紧件20固定。

[0055] 这样，第一铁芯部分120和第二铁芯部分121就固定了，保证了整体结构的稳定性。

[0056] 可选的，所述直流换流阀的阳极饱和电抗器1还包括：硅胶垫21；所述硅胶垫21设置在所述至少一个铁芯12与铁芯散热器13之间。

[0057] 需要说明的是，铁芯散热器13具有一定的高度和厚度，在外壳10内壁和每对铁芯12通过多个硅胶垫13紧密接触，硅胶垫13的大小确保每对铁芯12和铁芯散热器13的导热接触面最大化，每对铁芯12和铁芯散热器13之间采用硅胶垫13，既确保了导热效果，又减小了直流换流阀的阳极饱和电抗器1在运行期间的振动并降低噪音。

[0058] 可选的，所述至少一对铁芯12的对数和所述气隙垫19的厚度根据实际参数进行调节。

[0059] 可选的，将所述一组线圈11表面裹覆绝缘层后绕制成型，未浇铸环氧树脂，所述裹覆绝缘层的材料和厚度以及层数根据所述一组线圈11的绝缘的要求进行调节。

[0060] 可以理解的是，本发明实施例采用的设计方案，在直流换流阀的阳极饱和电抗器满足的参数变化量不大的情况下，通过调节一组线圈11的匝数及气隙垫19的厚度就可以完成设计、制造。此时可以不改变一组线圈11的形状尺寸，同时每对铁芯12的外形尺寸也不改变。在满足电感量变化大的设计要求时，主要是通过调节铁芯的个数配合以小范围内改变一组线圈11的匝数，以制造出不用电压等级，不同参数要求的直流换流阀的阳极饱和电抗器1。

[0061] 按照以上设计思路，可以设计出线圈外形尺寸相对不变，铁芯的外形尺寸相对不变的直流换流阀的阳极饱和电抗器1。因此，一般情况下不需要另外设计安装尺寸，完全改变了以往因为不同电感量的直流换流阀的阳极饱和电抗器外形尺寸不同而造成的结构设计复杂的问题，给直流换流阀的阳极饱和电抗器组件的设计过程节省时间，也使得直流换流阀的阳极饱和电抗器的生产可以批量进行，缩短供货周期，保证了产品质量的一致性。

[0062] 本发明实施例所提供的一种直流换流阀的阳极饱和电抗器，该直流换流阀的阳极饱和电抗器包括：外壳、一组线圈，至少一对铁芯和铁芯散热器；每个铁芯包括第一铁芯部分和第二铁芯部分，该第一铁芯部分和该第二铁芯部分为上下U型结构或左右C型结构；至少一对铁芯成对扣接在一组线圈的内外壁之间形成封闭耦合；至少一对铁芯沿一组线圈的周向设置；铁芯散热器设置在一组线圈的内壁内，与至少一对铁芯接触，且铁芯散热器外露于空气中，并与外壳对接。采用上述技术实现直流换流阀的阳极饱和电抗器，采用了自然风冷或水冷设计的铁芯散热器，避免了在电抗器内部设计复杂的铁芯水冷支路，简化了电抗器结构，减小了水路堵塞和漏水的可能性。

[0063] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

[0064] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

[0065] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0066] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0067] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。