【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电抗器，具体涉及一种低漏磁环型空心电抗器及其电感计算方法。
技术介绍
1、随着海上风电平台的轻型化、经济化与紧凑化发展，现有海上风电平台的体积与质量正逐步减小。干式空心电抗器是海上风电平台的变电站内的重要组成部分，其运行正常与否将直接影响到整个变电站甚至整个海上风电平台的正常工作，但传统空心电抗器的磁场分布呈发散特性，漏磁较大，在工程中需要有较大的空间来保证足够的磁净距，在海上风电平台的应用受到限制。环型空心电抗器在工作过程中，向外界散发的磁场很小，有着更小的磁净距，在海上风电平台的紧凑化发展中，有着更为广阔的利用和发展前景。
2、目前环型空心电抗器的电感计算方法包括数值计算法、有限元仿真法与实物测量法三种。由于环型空心电抗器在制造完成后难以调节其电感值，因此在初步确定电抗器各参数后，需要对其进行电感计算，根据计算结果完善电抗器参数，得到最终的制造方案，因此在制造前只能够采用数值计算法或者有限元仿真法，在制造完成后，通过实物测量法得到电抗器的实际参数。这使得进行有限元仿真分析所花费的时间往往较长，且对于每一种新的设计方案，均需要逐个调整电抗器模型的参数；同时现有的数值计算法在计算过程中采用能量法，其用磁场能量来表示电抗器的电感，其使得其在电抗器的线圈数量较少时计算结果的误差较大，该方法不具有通用性。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本申请提供了一种低漏磁环型空心电抗器及其电感计算方法，具体采用如下技术方案：
2、一种低漏磁环型空心电抗器
3、可选的：所述线圈采用圆环形。
4、可选的：两个半环绕组并联连接成环形结构时，所述线圈阵列沿环形中心均匀分布。
5、本申请还公开一种低漏磁环型空心电抗器的电感计算方法，其包括如下步骤：
6、获取电抗器内单个半环绕组中线圈阵列的数量以及每个线圈阵列中线圈的数量；
7、分别获取每个线圈阵列中单个线圈i的直径以及线圈匝数，计算单个线圈i的自感；
8、获取线圈阵列中单个线圈i与单个线圈j的互感，计算获得线圈阵列中单个线圈i与电抗器剩余线圈的互感之和；
9、根据单个线圈i的自感以及单个线圈i与电抗器剩余线圈的互感之和，计算获得单个线圈i的电感；
10、根据单个线圈i的电感，计算获得线圈阵列的电感；
11、根据单个半环绕组的线圈阵列的数量以及线圈阵列的电感，计算获得电抗器的电感。
12、可选的：所述计算单个线圈i的自感的步骤包括：
13、获取单个线圈i的直径：
14、davg＝0.5(dout+din)；
15、其中dout为线圈i的外径，din为线圈i的内径；
16、根据单个线圈的直径计算获得线圈i的自感：
17、
18、其中lii为线圈i的自感，μ0为真空磁导率，n为线圈的匝数，c1＝1.00，c2＝2.46，c3＝0.00，c4＝0.20，
19、可选的：所述计算获得线圈阵列中单个线圈i与电抗器剩余线圈的互感之和的步骤包括：
20、分别获取线圈阵列中线圈i以及线圈j的匝数n，其中j＝1,2,...,sum，且j≠i,sum为电抗器中线圈的总个数；
21、将线圈i与线圈j的每一匝的互感进行相加，获得线圈i与线圈j的互感：
22、
23、其中mij为线圈i与线圈j的互感；mmn为线圈i的第m匝线圈与线圈j的第n匝线圈之间的互感，n表示线圈的匝数，μ0为真空磁导率，r1为线圈i的第m匝线圈的半径；r2为线圈j的第n匝线圈的半径，r12表示线圈i的第m匝线圈的微元与线圈j的第n匝线圈的微元之间的距离，ɑ表示第m匝线圈与第n匝线圈所在平面的夹角，d表示第m匝线圈与第n匝线圈的轴心偏移量，h为第m匝线圈与第n匝线圈的横向偏移量；
24、根据线圈i与线圈j的互感计算获得线圈阵列中线圈i与电抗器剩余线圈的互感之和：
25、
26、其中lsum为线圈i与电抗器剩余线圈的互感之和，sum为电抗器中线圈的总个数。
27、可选的：所述计算获得单个线圈i的电感为：
28、li＝lii+lsum；
29、其中li为线圈i的电感,lii为线圈i的自感,lsum为线圈i与电抗器剩余线圈的互感之和。
30、可选的：所述计算获得线圈阵列的电感的步骤包括：
31、获取单个线圈阵列中需计算的线圈数量n0，并分别计算各线圈的电感；
32、根据同一线圈阵列中需计算的线圈数量和各线圈的电感，计算获得当前线圈阵列的电感：
33、
34、其中l0为线圈阵列的电感，li为线圈i的电感，n0为一个线圈阵列中需计算的线圈数量。
35、可选的：所述计算获得电抗器的电感的步骤为：
36、获取单个半环绕组中串联的线圈阵列数量以及每个线圈阵列的电感；
37、所述电抗器的电感为：
38、
39、其中l为电抗器的电感；l0表示一个线圈阵列的电感，m表示一个半环绕组中串联的线圈阵列数量。
40、有益效果
41、本申请的技术方案获得了下列有益效果：
42、本申请的低漏磁环型空心电抗器向外界散发磁场小且磁净距更小，其体积小，占用空间少，适用于小体积风电平台发电；此外所公开的电感计算方法，基于磁链法来计算低漏磁环型空心电抗器的电感，使得其在线饼数量较少的情况下也能拥有较高的准确度，通过计算单个线圈自感与互感，最终计算获得整体电抗器的电感，可解决现有电感计算方法花费时间长、计算误差大的问题。
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1.一种低漏磁环型空心电抗器，其特征在于，所述电抗器包括多个线圈阵列，所述线圈阵列分为两组，每组线圈阵列分别串联连接成单个半环绕组，两个半环绕组并联连接成环形结构，两个半环绕组的电流方向相同；每个所述线圈阵列均包括若干导线缠绕的线圈，每个所述线圈阵列的线圈并联连接。
2.根据权利要求1所述的低漏磁环型空心电抗器，其特征在于，所述线圈采用圆环形。
3.根据权利要求1所述的低漏磁环型空心电抗器，其特征在于，两个半环绕组并联连接成环形结构时，所述线圈阵列沿环形中心均匀分布。
4.一种低漏磁环型空心电抗器的电感计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的电感计算方法，其特征在于，所述计算单个线圈i的自感的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的电感计算方法，其特征在于，所述计算获得线圈阵列中单个线圈i与电抗器剩余线圈的互感之和的步骤包括：
7.根据权利要求6所述的电感计算方法，其特征在于，所述计算获得单个线圈i的电感为：
8.根据权利要求7所述的电感计算方法，其特征在于，所述计算获得线圈阵列
9.根据权利要求8所述的电感计算方法，其特征在于，所述计算获得电抗器的电感的步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种低漏磁环型空心电抗器，其特征在于，所述电抗器包括多个线圈阵列，所述线圈阵列分为两组，每组线圈阵列分别串联连接成单个半环绕组，两个半环绕组并联连接成环形结构，两个半环绕组的电流方向相同；每个所述线圈阵列均包括若干导线缠绕的线圈，每个所述线圈阵列的线圈并联连接。
2.根据权利要求1所述的低漏磁环型空心电抗器，其特征在于，所述线圈采用圆环形。
3.根据权利要求1所述的低漏磁环型空心电抗器，其特征在于，两个半环绕组并联连接成环形结构时，所述线圈阵列沿环形中心均匀分布。
4.一种低漏磁环型空心电抗器的电感计算方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：东野忠昊，陈永吉，沈弘，耿浩腾，张翔宇，齐磊，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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