铁芯电抗器设计-华中科技大学
干式半芯电抗器的材料与结构优化研究
干式半芯电抗器的材料与结构优化研究摘要：干式半芯电抗器是电力系统中常用的一种电力电子设备，主要用于电力调节、电力质量控制等方面。
本文通过对干式半芯电抗器的材料及结构进行优化研究，分析了其对设备性能的影响，并提出了相应改进方案。
研究结果表明，在材料选择与结构设计上进行合理的优化可以显著提高干式半芯电抗器的性能，提高电力系统的稳定性和效率。
1. 引言干式半芯电抗器是一种用于电力系统中的无饱和铁芯电感器，其采用非饱和磁性材料及特殊结构设计，能有效地控制电流的变化，提高电力系统的稳定性。
然而，在实际应用中，干式半芯电抗器存在一些问题，如温升较大、损耗较高等。
因此，对其材料及结构进行优化研究，探索提高其性能的方法，对于电力系统的运行具有重要意义。
2. 材料选择优化干式半芯电抗器的材料选择对其性能具有重要影响。
一般来说，要选择具有良好磁导率、低温升、低损耗的材料。
传统的铁芯材料如硅钢片具有较高的磁导率和饱和磁感应强度，但其在高频环境下存在较大损耗。
因此，可以考虑采用新型材料如铁氧体，其具有低损耗、良好的磁导率和高饱和磁感应强度等优点，能够有效提高干式半芯电抗器的性能。
除了材料的选取，还可以考虑在导体材料上进行优化。
一般情况下，铜是常用的导体材料，但其电阻率较大，导致能量损耗增加。
可以考虑选择导电性能更好的铝或银作为导体材料，以降低能量损耗，提高干式半芯电抗器的效率。
3. 结构设计优化除了材料的选择，干式半芯电抗器的结构设计也对其性能具有重要影响。
在设计时，应考虑到磁路的完整性和通风散热。
首先，磁路的完整性对于干式半芯电抗器的稳定性和效率至关重要。
为了确保磁路的完整性，应合理选择磁路路径，避免磁通穿越不必要的材料。
在设计过程中，可以利用磁场仿真软件来进行模拟分析，优化磁路的设计。
其次，干式半芯电抗器的散热性能对于其温升和损耗的控制具有重要意义。
为了提高散热性能，可以采用层状设计，增加散热表面积。
此外，还可以在结构中添加风道，增强通风效果，降低温升。
铁心电抗器电感计算公式
铁心电抗器电感计算公式铁心电抗器电感计算公式当有气隙时，其磁阻主要取决于气隙尺寸。
由于气隙的磁化曲线基本上是线性的，所以其电感值仅取决于自身线圈匝数、铁心截面和气隙的尺寸。
主磁通所产生的电感LMLM=®/I = [0W2 SM / n d=1.257 W2 SM / n d X10 -8 (H)式中：® —磁通量(WbI —电流(A)4 —空气中的导磁率二0.4 n 氷0 -6 = 1.257 X10 -6 (H/m)W —线圈匝数SM —气隙处总有效截面积(cm 2 )n —气隙个数d—单个气隙尺寸(cm )SM —气隙处总有效截面积计算选择单个气隙尺寸d=0.5~3 cm计算行射宽度EE=d/ n n ((H+d) /d) cmn=PI() 圆周率H—铁饼高度,一般5 cm计算行射面积(圆形铁心时)SESE=2E<AM+BM+2E) cm 2AM-叠片总厚度cmBM-最大片宽cm(矩形铁心时)SESE=2E><AM+BM) cm 2AM-叠片总厚度cmBM-片宽cm计算气隙处总有效截面积SM=SF / KF +SE cm 2SF—铁芯截面KF-叠片系数漏磁通所产生的电感LdLd= 1.257 W2 Sd p/ H1 X10 -6 (H) 式中：W —线圈匝数Sd —总漏磁链p —洛氏系数铁心电抗器电感计算公式H1 —线圈高度cmSd=2d3 F RF + n Rn2 - SF / KF尸1- 2 （RW - RO / （曲1）式中：F —线圈幅向尺寸cmRF —线圈平均半径cmRn —线圈内半径cmRW—线圈外半径cmRO —铁芯半径cmH1 —线圈高度cm线圈总电感L= LM + Ld线圈匝数W计算I L = W ©二W B S••• W = I L / (B S)程序计算步骤：输入：11 , L1. 计算容量P = 11八2* L / 10002. 参考铁心截面积 QC = 15 * P八0.53. 参考片宽 DOOL = (QC / 1.5 )八0.5 * 104. 参考铁心厚 DOOS = DOOL * 1.55. 铁心截面积 QC = Int(DOOL * DOOS * KQ) / 1006. 初设磁密BMM =90007. 匝数 N1 = Int(2 八0.5 *I1 * I1*L * 10 八 5 / (BMM * QC))8. 复算磁密 BM = Int(2 八0.5 *I1 * I1*L * 10 八5 / (N1* QC))9. 初设线圈高H1 = 3* DOOL10. 线圈尺寸计算11. 损耗计算12. 漏磁通所产生的电感Ld13. 主磁通所产生的电感LM = L - Ld14. 计算气隙QX15. 复算电感L16. 计算温升T117. 下一循环欢迎您的下载，资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。
基于轧钢用LCI变频调速三相同步电动机的设计与分析
基于轧钢用LCI变频调速三相同步电动机的设计与分析雷向福;张颗;周德富;王艳;王振;李素平【摘要】With LCI convertor is popular scheme for high-power capacity variable frequency adjustable speed synchronous machine,study on LCI synchronous motor is developed. This paper presents the design principles of LCI variable frequency adjustable speed synchronous motor,and introduces XEMC new type variable frequency adjustable speed synchronous motor TBPKS900-6 4000kW 482/1500r/min 3150V,and explains the synchronous machine design principles including insulation configuration,preventing shaft current measure and full-damper winding. Through finite element analyzing the electromagnetic field making surethe performance of the synchronous machine can meet the client request.% 随着国内越来越多大容量变频调速同步电动机采用LCI变频装置，对采用LCI变频同步电动机的认识逐渐深入，本文介绍了基于LCI变频调速轧钢用三相同步电动机设计的特点，重点介绍了湘潭电机生产的TBPKS900-64000kW 482/1500r/min 3150V三相同步电动机的设计原则，对该型电动机的绝缘结构、防轴电流措施、阻尼绕组设计迚行了说明，通过对同步电动机迚行Ansoft有限元分析，判定采用类比设计方法能够满足要求。
铁芯电抗器设计程序
引言概述:
在电力系统中，稳态稳压的运行是至关重要的。
铁芯电抗器作为一种被广泛应用于电力系统中的无功补偿设备，具有稳定电压、改善电力系统负载特性等重要作用。
本文将详细讨论铁芯电抗器的设计程序，以帮助读者了解如何有效地设计和应用这一重要设备。
正文内容:
1.铁芯电抗器的基本原理
1.1电抗器的作用
1.2铁芯电抗器与空芯电抗器的区别
1.3铁芯材料的选择
2.铁芯电抗器的设计流程
2.1铁芯电抗器设计的目标
2.2参数的选择与计算
2.2.1高脉冲冲击电流计算
2.2.2导纳值计算
2.2.3剩磁损耗的估计
2.2.4铁心尺寸的设计
2.3铁芯电抗器的制造工艺
3.铁芯电抗器设计中的关键问题
3.1温升与散热设计
3.2铁心损耗与噪声问题
3.3电磁屏蔽与绝缘设计
4.铁芯电抗器的应用案例
4.1输电线路中的铁芯电抗器应用
4.2工业电力系统中的铁芯电抗器应用
4.3其他领域的铁芯电抗器应用
5.铁芯电抗器设计的未来发展趋势
5.1铁芯材料的改进与创新
5.2铁芯电抗器的智能化设计
5.3多级铁芯电抗器的研究与应用
总结:
本文详细介绍了铁芯电抗器设计程序，从基本原理、设计流程、关键问题、应用案例和未来发展趋势等多个方面进行了阐述。
通过学习本文，读者可以了解铁芯电抗器的重要性及应用领域，并掌握正确的设计方法和流程。
随着电力系统的发展和需求的增加，铁芯电抗器的设计与应用将变得更加广泛和重要。
未来，随着科技的进步，铁芯电抗器将进一步改进，实现更高效、智能的设计和应用。
铁芯电抗器结构
铁芯电抗器结构一、引言铁芯电抗器是一种重要的电力设备，它主要用于电力系统中的无功补偿和滤波。
其结构复杂，需要精细设计和制造。
本文将详细介绍铁芯电抗器的结构及其组成部分。
二、铁芯电抗器的基本概念铁芯电抗器是一种用于交流电路中的被动元件，其作用是限制交流电流的变化率。
它由一个磁芯和线圈组成，线圈包裹在磁芯上。
当通过线圈的交流电流改变时，磁芯中产生磁场，从而产生反向的感应电动势，限制交流电流的变化率。
三、铁芯电抗器的结构1. 磁芯：磁芯是铁芯电抗器最重要的组成部分之一。
它由许多薄片叠加而成，可以采用不同材质和形状。
常见材料有硅钢片、镍钢片等。
常见形状有E型、U型等。
2. 线圈：线圈是铁芯电抗器另一个重要组成部分。
它通常由导体绕制而成，并包裹在磁芯上。
线圈的导体可以采用铜、铝等材料。
线圈的绕制方式和匝数决定了电抗器的电学特性。
3. 端子：铁芯电抗器的端子通常用于连接到电力系统中。
它们可以采用不同形式，如螺纹端子、插接端子等。
4. 绝缘材料：绝缘材料是铁芯电抗器中必不可少的组成部分，它用于隔离线圈和磁芯之间以及保护线圈免受外部环境影响。
常见绝缘材料有纸板、玻璃纤维等。
四、铁芯电抗器的工作原理当通过铁芯电抗器的交流电流改变时，磁芯中产生磁场，从而在线圈中产生反向感应电动势。
这个反向感应电动势会限制交流电流的变化率，从而起到滤波和无功补偿的作用。
五、铁芯电抗器的应用领域1. 无功补偿：铁芯电抗器可以在交流电路中实现无功补偿。
当系统负载较轻时，电力系统中的电容器会产生过多的无功功率，而铁芯电抗器可以用来吸收这些无功功率。
2. 滤波：铁芯电抗器可以用于滤波。
在交流电路中，一些高频噪声和干扰可能会影响系统的正常运行，而铁芯电抗器可以用来过滤这些干扰信号。
3. 其他应用：铁芯电抗器还可以用于变频器、直流输电等领域。
六、结论铁芯电抗器是一种重要的被动元件，其结构复杂，需要精细设计和制造。
本文详细介绍了铁芯电抗器的结构及其组成部分，并阐述了其工作原理和应用领域。
铁心电抗器设计
电磁装置设计原理课程设计（二）铁心电抗器设计班级：主要参数心柱直径D(mm) 中心距Mo （mm ） 铁心饼高度H C (mm)气隙数N气隙长度δ(mm)总匝数W 190 495 80 7 7.5 68 层数N H每层匝数W H线圈高度HHH(mm) 线圈外径D H (mm) 导线规格A B(mm) 铁心磁密B m (T) 3 7.5 543 450 3.55×8.0O0.89电流密度J(A/mm 2) 主电抗X m (Ω) 漏电抗X T (Ω) 负载损耗W K (W) 铁耗P Fe (W) 温升T X (K)1.521.0160.1952845 505 86.46一、 技术要求：1、 额定容量KVA S N 360=2、 线两端电压KV U l 10=3、 额定电压V U N 381=4、 相数3=m5、 额定电流A I N 315=6、 损耗W P P k 40000≤+7、 线圈温升K T K 09<二、 铁芯参数选择铁芯直径m m S K D D 189.03/36057.0/44=⨯==，选择m D 310190-⨯= 采用30133-DQ 硅钢片，查表（5-1）得： 铁芯叠压系数：95.0=dp K 心柱有效截面面积：24105.238m A z -⨯=轭有效截面面积：24104.258m A e -⨯=角重：kg G 0.62=∆铁芯最大片宽：m B M 185.0= 铁芯总叠厚：m M 16.0=∆ 铁轭片高：m b em 17.0=三、 设计线圈时电压、电流的选择每段电抗值Ω===210.1315/381/1N N k I U X ， 设计线圈时的电压和电流分别是V U N 381=，A I N 315=四、 线圈匝数初选48.0,89.0'==m k T B ，匝7.86105.23889.050238148.0'24=⨯⨯⨯⨯⨯==-ππZ m A fB V k W ，取整得：匝86=W 五、 主电抗计算1、 初选单个气隙长度m 3105.7-⨯=δ，初选铁芯饼高度m H B 31008-⨯=2、 气隙磁通衍射宽度：m H B 331065.55700.008.05700.0ln 105.7)ln(--⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=+=πδδπδε3、 气隙磁通衍射面积：23621003.410)16018565.52(65.52)2(2mm b A M M --⨯=⨯++⨯⨯=∆++=εεδ4、 气隙等效导磁面积： 221029.01000/30.495.002385.0mm A K A A dp Z =+=+=δδ 5、 主电抗，取n=7,Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=-160.110105.770292.0865081087322722πδπδn A fW X m 6、 主电抗压降V X I U m N m 2.203160.1315=⨯== 7、 磁密T VfWA U B Zm 0.8902385.0865022.20321=⨯⨯⨯==ππ六、 线圈设计1、 线圈高度估计值：m H n H n H A B l 224.011.05700.0708.0)17()1(=-⨯+⨯-=-+-=δ2、初选导线：23363.29,108.51055.3mm S mm b mm a L =⨯=⨯=--，带绝缘导线 1a =4.05⨯10-3mm 1b =9.00⨯10-3mm3、并绕根数：初取电密 'J =1.5⨯106A/m 208.7105.11063.291315'.'661=⨯⨯⨯⨯==-J S pp I M L ，取整得：M=7则电流密度准确值为：2661/1052.11063.2971315mm A M S pp I J L ⨯=⨯⨯⨯=⋅=4、 线圈高度：取每层匝数匝5.7=h Wmm b M W HHH h 543.50.97)15.7(015.1)1(015.111=⨯⨯+⨯=+=线圈电抗高度：mm b M W H h x 479.60.975.7015.1015.111=⨯⨯⨯== 5、 分成四层：3+3+3层，线圈幅向高度：mmN a MN B H H H 331111100.5110)36.0)13(50.431(05.1)36.0)1((05.1--⨯=⨯⨯-+⨯⨯⨯=⨯-+⨯=mm B H 32105.01-⨯= mm B H 33105.01-⨯=七、 绝缘设计查表4-16，线圈至上铁轭距离：m H S 075.01=线圈至下铁轭距离：m H S 075.02= 相间距离：mm C x 45=八、 绝缘半径计算线圈n 与线圈n+1之间有气道mm SS 161=，线圈n 外置mm 2绝缘层，线圈n+1内置mm 2绝缘层，线圈各半径计算如下：1、 铁芯半径：m D R 095.02/190.020===铁芯外径到线圈1内径间绝缘距离为mm 45，含线圈1内置mm 2的绝缘层 2、 线圈1内半径：m C R R 14.0045.0095.0001=+=+= 3、 线圈1外半径：m B R R H 515.0501.014.0112=+=+= 4、 线圈2内半径：m SS R R 717.002.0515.020123=+=++=δ 5、 线圈2外半径：m B R R H 921.0501.0717.0234=+=+=6、 线圈3内半径：m SS R R 122.002.0921.020145=+=++=δ7、 线圈3外半径：m B R R H 522.00135.0122.0356=+=+=8、 线圈直径：m R D 54.0522.02261=⨯==9、 铁芯柱中心距：m C D M x 594.0045.054.010=+=+=九、 线圈漏抗压降线圈平均半径：m R R R P 18.02/)522.014.0(2/)(61=+=+=线圈幅向厚度：m R R B H 508.014.0522.016=-=-= 线圈漏磁等效面积：22210685.095.002385.014.018.0508.03232m K A R R B A dp Z P H Q =-⨯+⨯⨯=-+=ππππ 洛氏系数：58.0543.0)095.0522.0(21)(2106=--=⋅--=ππρx L H R R线圈漏电抗：Ω=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=961.010543.08506.058.086508108722722πρπσx a L H A fW X 漏电抗压降：V X I U N q 61.6961.0315=⨯==σ十、 各分接总电抗及其压降总电抗：Ω=+=+=212.1961.0160.1σX X X m k总电抗压降：V X X I U U U m N q m k 81.73212.1315)(=⨯=+=+=σ 各分接总电抗误差：符合要求%,5.2%0.1621.1212.11.2111<=-=-=k kk e X X X K十一、 线圈导线总长线圈平均匝长：m R l p p 1304.118.022=⨯==ππ总长：,6.878.1861304.1'm l Wl l p =+⨯=+=其中m l 8.1'=十二、 线圈损耗电阻：Ω=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=--79600.01063.29716.8710021.066L MS pp l r ρ电阻损耗：W r mI P r 371279600.0315322=⨯⨯==线圈损耗：W P k P r FS k 284526232.1=⨯==十三、 线圈导线重量裸导线重量：kg S M pp ml G L c 435109.863.29716.87331=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=-ρ， 绝缘导线重量：m k alc 3105.0,17-⨯=∆=87.11063.2910)2/5.057.15.855.3(2/5.017/)257.1(266=⨯⨯⨯++⨯⨯=∆⨯++∆⋅=--L alc c S a b k k kg G k G c c cu 443435%)78.11(%)1(=⨯+=⨯+=十四、 铁芯窗高线圈至上铁轭距离：m H S 075.01=线圈至下铁轭距离：m H S 075.02= 铁芯窗高：m H H H H S S L 693.0543.0075.0075.0210=++=++=十五、 铁芯损耗铁心柱重量：kg A n H K G Fe Z P Z 54.431065.702385.0)0065.07693.0(3)(30=⨯⨯⨯⨯-=-=ρδ铁轭重量：kg A M K G Fe e Pe 4.9131065.7104.258594.0444340=⨯⨯⨯⨯⨯=-=-ρ铁芯重：kg G G G G e Z 745.86291.4354.43=++=++=∆ 查表4-9，得kg W p kg W p e z /47733.0,/34773.0== 铁芯损耗：WG G p G G p K P A e e A Z z Fe 505))2/6291.43(47733.0)2/6254.43(34773.0(8.1))2/()2/((0=+⨯++⨯⨯=+++=总损耗：W P P P Fe k 350350528451=+=+=十六、 线圈温升计算mm K A D dp Z x 0.17995.05.2383.113.11=== mmn SS n D R ss ss x 08.19)12/()1622/)2/179140(()1/()2/)2/((1=+⨯+-=+⋅+-=δ7237.03.55408.1956.056.046.146.1===HHH K δα25432112.83554.0)9.0)122.0921.0717.0515.0(14.0(6)9.0)(22(3mH R R R R R S X=⨯⨯++++⨯=⨯⨯++++=πππ262305.23554.0522.02323m H R S X =⨯⨯⨯=⨯⨯=ππ 221983.5305.22.87237.0m S S K S =+⨯=+=αW P P P Fe k 569050535.1284535.1221=+⨯=+⨯=KS P T k 86.46983.5569033.033.08.08.01=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=十七、 成本计算成本=44380+745.835=61543元十八、 附图。
书本说明电力系统工程基础--华中科技大学出版社-....doc
书本说明：《电力系统工程基础》－－华中科技大学出版社－－主编：熊信银张步涵第一章绪论电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及用电设备（或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。
电能的质量指标主要包括：电压，频率，波形电力系统中性点接地接地：为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接。
电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。
电力系统的中性点接地方式：小电流接地：★中性点不接地（中性点绝缘）适用范围3kV~60kV的电力系统★中性点经消弧线圈接地消弧线圈：安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器作用：它和装设消弧线圈前的容性电流的方向刚好相反，相互补偿，减少了接地故障点的故障电流，补偿方式：大多采用过补偿方式。
大接地电流：★中性点直接接地380/220V系统中一般都采用中性点直接接地方式，主要是从人身安全考虑问题。
★中性点经电阻接地适用范围：配网系统第二章发电系统火电厂由三大主机（锅炉，汽轮机，发电机）及其辅助设备组成。
第三章输变电系统第一节概述输变电系统: 包括变电所和输电线路★电气主接线发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，称为电气主接线，也称为电气一次接线或一次系统。
★一次设备发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称为电气主设备或一次设备。
★二次设备发电厂或变电所中用于对一次设备或系统进行监视、测量、保护和控制的电气设备称为二次设备，由二次设备构成的系统称为二次系统。
第二节输变电设备★电流互感器运行特点：二次绕组不能开路，二次侧必须接地二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线★电压互感器运行特点：二次绕组不能短路，二次侧必须接地分为电磁式和电容式两种第三节电气一次接线(重点)第一大类有汇流母线接线1. 单母线接线简单、清晰、设备少2. 单母线分段接线减少母线故障或检修时的停电范围3. 单母线分段加装旁路母线接线旁路母线的作用是不停电检修进出线断路器4. 双母线接线具有两组母线W1，W25. 双母线分段接线工作母线分成2段，即母线II，III段，备用母线I不分段6. 双母线带旁路母线接线任一进出线的断路器检修时可不停电7. 一台半断路器接线在母线W1，W2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。
一种新型同杆并架双回输电线路物理模型构建方法-电力系统自动化
图9 中 % :# 和 :$ 为零序互感器 % :% ' :# $ 为普 通互感器 & 各互感器变比均 为 #o#% 且同名端均在 图中左侧 & 在确定 .(( 为 满足 各相 导 线 间 互 感 ) *后 % 在第7 与第1 两相导线间加入线 间 .( 7 1 的大小关系 % 互感补偿 值 .(2 和第 ) 回 线 路 L 相# 7 1&以第# 相" 为 例% 这两相导线间的互阻抗 4 相" , 回线路 _ 相 # 和补偿互阻抗的关系为 .(2 .(# .(( # 4# 4$ ) *& 根据最初计算得到的各相自阻抗 值 . 公共 阻 8 7' 抗值 .(( 确 ) *及所求得的各相间补偿互阻抗 值 . ( 2 7 1% 定每相 导 线 上 的 补 偿 自 阻 抗 值 . 8 2 7& 以 ) 回 线 路 相导线为例 % 的计算式如下 ! _ . 8 2 7
= P /)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ不同而导致的两两互感的差异不能体现 ( % 难 以准
图 E! 基于六角形电抗器原理的动模方案 " # % E!? * + 6 # 16 0 ; ) @ + / ) ;0 *( ) Q + 0 * + $ 5 $ / . 2 , 1 . , 2 ) 2 ) + 1 . 0 2
确反映同杆并架线路故障时的电气量变化特性 & 本文在对现有同杆并架双回线路动态物理模型 的建模原理进行分 析 研 究 的 基 础 上 % 提出了一种能 够模拟同杆双回线路各线间互感差异的物理模型构 建的新方法 % 并以实际线路参数为基础 % 验证了所提 出的方法的可行性和正确性 &
电抗器铁心设计问题
电抗器铁心设计问题问：在电抗器铁心设计时如何划分叠片式与辐射式的界限，即是以铁心直径为界限来选择还是以其它参数为界限来选择。
是否可以使用无取向硅钢片进行设计。
并联电抗器设计磁密一般在1.0左右，其原因是不是只是为了降低噪声。
对于干式并连电抗器，采用大理石作为气隙，如果用其他材料，比如环氧树脂，是否可行。
另外，气隙块尺寸大了是否更好些。
答：界限一般并联电抗器基本上都用辐射铁心，而串联电抗器等产品一般都用叠片式铁心；降低磁密到1.0左右主要是考虑到降低电抗器的噪音，同时，还要加防振的胶垫，即便这样，电抗器的噪音还是非常大，气隙如果采用环氧树脂，由于环氧树脂的弹性模量小，当铁心振动使环氧树脂产生较大幅度的伸缩，使产品的噪声增加。
大理石作为石块，其硬度高，弹性模量大，在受到压力时不容易变形，可以减少铁心产生的噪音。
油浸电抗器有些产品由于焊接质量不好，在长期运行过程中，由于振动式焊缝产生疲劳，发生渗油。
电抗器最大的问题还有局部过热，这是因为电抗器线圈产生的漏磁通较大，因此应当尽量避免靠近线圈的结构件环流的存在。
（一个环路中，如果某个连接点电阻较大，则这个地方就很容易产生局部过热，影响电抗器的使用，但是如果在设计过程中，对于没有办法避免的环路，可以采取改善该处的散热条件，使产生的热量能有效的散发开去，同样也可以保证电抗器的正常使用。
使用较大的气隙块主要要看生产厂家的生产能力。
如果达到接触平整也不容易。
应当在铁饼加工等方面加大力度，尽量达到小气隙饼都能够接触到铁饼。
铁心气隙的大小一般对于油浸产品最大30-40mm左右（对于高压电抗器），一般情况下线圈距离铁心的尺寸应当大于气隙尺寸2倍以上，这样气隙产生的磁通基本不会影响线圈。
相对来说，干式产品由于线圈距离铁心较远，气隙产生的磁通对线圈影响较小，可以取值较大一些。
铁芯电抗器设计程序
铁芯电抗器设计程序一．已知参数1. 电抗器总容量 Q LZ2. 电压等级 额定电压 U H 额定电流 I H 电抗率 K=%C L X X二．确定铁芯直径、截面积 S D=4K L Q K —系数 50～60 一般取中Q L —电抗器每柱容量 Q LZ ÷3D —铁芯直径 S=4D 2π S —铁芯截面拼圆形铁芯查铁芯表三．求匝电势e t =45BS ⇒ B —磁通密度 S —铁芯截面45—系数044.41f =45四．计标匝数 N=t eN U = 取态数 N —匝数 N U —端电压e t —匝电势五．选导线D S ≈gN A I D S —导线截面 铜1.5～2.5（不浇注） N I —额定电流 铝0.8～2（不浇注） g A —电流密度 铜线1.1～1.2（浇注） 铝线0.7～0.8(浇注）六．查线规表b ×a b —线厚度 a —线宽度当线截面小于12mm 2时选用丝包圆线七．线圈计标线圈层数N ∕N 层=层数向小的方向圆整数：省料、噪音大、发热大向大的方向圆整数：费料、噪声小、发热小然后重新计算总匝数N 根据总匝数回算磁通密度B 线圈单面出线选奇数层 线圈双面出线选偶数层八．线圈尺寸轴向高度：导线高度×N 层＋1, 有换位时加一个导线宽度再加0～1%余度， 有时可加到3%幅向尺度：导线厚度×层数＋层间绝缘＋余度（1～5%）取整九．绝缘半径线圈幅向尺寸＋（内4＋外5）浇注时：轴向尺寸＋40=A窗高：轴向尺寸 A ＋90窗宽：线圈外径＋相间绝缘距线圈外径：｛铁芯半径＋装配间隙（2.5～4）＋绝缘筒（3）＋风道（20）＋线圈内绝缘＋线圈厚＋5｝×2十．线长线圈平均直径D=（内径＋外径）÷2线长 D π×N=线长L N 匝数十一.导线电阻R=SL ρ ρ—电阻率 L —导线长 S —导线截面 十二.导线发热Q=0.24I 2Rt 杂散损耗Q ×1.05十三.气隙单柱气隙长度L=cm BIN 8.02 气隙个数 1cm 一个 往大方向取整铁饼个数为：气隙个数－1（窗高－气隙）∕饼数=饼高或令饼高为60cm窗高－60×（气隙数－1）－气隙数∕2=轭腿高。
干式铁心电抗器的减振降噪措施研究
干式铁心电抗器的减振降噪措施研究摘要：随着我国经济建设的不断发展和人们对生产生活需求的不断提升，人们对电力系统的要求也越来越高。
电抗器在维护整个电力系统安全稳定运行方面发挥着重要的作用。
尤其是近年来，干式铁心电抗器因其性能安全可靠、损耗较小、维修简单以及体积小等优势越来越多地应用在城市办公大楼、商务中心、住宅楼以及人们日常生活和工作的场所，而干式铁心电抗器运行过程中的振动和噪声已经逐渐引起人们的注意。
关键词：干式铁心电抗器，局部磁密，减振降噪本文主要对干式铁心电抗器的结构进行了简单的介绍，并对干式铁心电抗器振动的原因进行了简单的分析。
在此基础上，对干式铁心电抗器的减振降噪的一般措施、经济降噪措施以及运行条件下的降噪措施进行了简单的探讨。
1干式铁心电抗器结构干式铁心电抗器的基本构造是由空气作为复合绝缘介质、绕组由玻璃纤维复合固化绝缘材料与树脂浇注成形、由含有非磁性间隙的铁轭同铁心作为磁通回路。
干式铁心电抗器的基本组成部分包括铁轭、铁饼、绕组以及气隙。
干式铁心电抗器的基本构造如下图所示。
穿心螺杆将铁心柱以及铁轭压密，铁心柱被分成若干个铁饼，通过非磁性材料在铁饼之间相隔，就形成了带间隙的铁心结构。
图中铁心被线圈环绕的部分可以近似认为环氧树脂（即气隙）等复合材料占10%，硅钢片（即铁饼）占到总材料的90%。
铁轭主要材料就是硅钢片。
2干式铁心电抗器振动原因分析某电抗器测点示意图和碟簧结构对电抗器的振动影响图如下所示。
通过对干式铁心电抗器一系列的振动试验研究及以上测点图可知，采用碟簧结构能对结构稳定性有较为明显的作用，但是并不能很好地降低干式铁心电抗器的振动。
电抗器在连续长期的工作状态下，其铁心内部的温度升高较为明显，导致电抗器产生严重噪声。
在高温稳定时，电抗器噪声中较高的频率出现比例增加。
表面振动分布情况以及辐射表面形状决定了声辐射效率。
铁心的振动是造成电抗器振动的主要原因。
在铁心温度升高且稳定之后，电抗器与振动也发生了变化。
【整理版】干式空心电抗器设计和计算方法4
干式带气隙铁芯电抗器电感计算方法1. 引言干式铁芯电抗器具有体积小、损耗低、漏磁小、阻燃防爆等优点，其缺点是电感具有非线性，存在磁滞饱和现象。
为改善电感的线性度，干式铁芯电抗器一般采用带气隙铁芯。
在干式铁芯电抗器设计中，电感值的准确计算是关键问题之一。
目前，对铁芯电抗器电感值的计算一般采用传统解析近似法。
该方法在求解带气隙铁芯电抗器主电感值时基于简化的磁路，即假设气隙衍射磁通路径为半圆形[1,2]，该方法用于求解带气隙铁芯电抗器电感值时存在较大误差，在产品生产时需要对气隙厚度进行反复调整，才能达到满意的电感值。
为了更加准确地计算主电感可以采用磁场计算法[2,3]，该方法假定铁芯由无穷多个圆柱形铁芯饼－气隙单元串联组成，从而将电抗器磁场近似为轴对称磁场问题，然后采用分离变量法求解其磁场分布。
该方法在计算边缘效应系数时涉及到修正贝塞尔函数，计算过程比较复杂。
对于大气隙铁芯电抗器电感值的计算，文献[3]从求解磁场方程出发，在计算中假设铁芯是由无穷多个铁芯饼—气隙单元串联起来的，对气隙边缘效应给予了系数矫正。
相对地，计算公式比较繁琐，需要根据铁芯直径与气隙厚度查询相应的气隙边缘效应修正系数。
文献[4,5,17]采用修正系数来考虑气隙磁导从而计算铁芯电抗器电感值的解析近似法，由于修正系数可变，需查表，因此，计算也较繁杂。
采用有限元法计算铁芯电抗器的电感值准确度更高[9,10,11,12,13,18]，但计算所需要的计算机内存大，计算时间也长，所以，一般仅在电抗器设计的最后核算中多采用该方法。
本文将基于铁芯电抗器磁场的有限元数值计算结果，对传统解析近似法计算铁芯气隙衍射磁通等效导磁面积公式进行修正，提出一种改进解析近似法，然后，将提出的方法用于实例计算，并与数值仿真结果比较，对方法的可行性和准确度进行讨论。
2. 计算原理在计算带气隙铁芯电抗器气隙处等效衍射面积时，传统解析近似法认为主磁通流过气隙时，有一部分磁通将从铁芯外表面流出，绕过气隙，流向铁芯外表面，再进入铁芯中去。
电抗器设计
电抗器设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN07 级《电磁装置设计原理——电抗器的设计》设计报告姓名学号专业班号指导教师日期480KV/10KV 电抗器设计一．电抗器的额定值和技术要求：1、额定容量KVA S N 480= 2、额定电压KV U N 10= 3、阻抗压降V U 3811= 4、相数3=m 5、额定电流A I N 419= 6、损耗W P P Fe CU 7000≤+ 7、 线圈温升K T K 125<电抗器的主要参数选择结果二．电抗器的参数计算选择1． 铁芯参数设计选择铁芯直径选择m m S K D D 206.03/48006.0/44=⨯==，选择m D 310210-⨯=，采用30133-DQ 硅钢片，查表（5-1）得：铁芯叠压系数：95.0=dp K铁芯柱有效截面面积：24108.291m A z -⨯=轭有效截面面积：24103.321m A e -⨯=角重：kg G 8.84=∆铁芯最大片宽：m B M 2.0=铁芯总叠厚：m M 178.0=∆铁轭片高：m b em 19.0=矩形铁芯长宽确定举行铁芯的面积由上面查表得到的数据确定，又要求a/b 为3，则可选取长a=300mm ，宽b=100mm 。
有效铁芯截面积等于铁芯面积X 叠压系数：S A =*300*100=285002mm2． 线圈参数设计选择电抗额定值1381X 0.909419N N V I ===设计后，要满足电抗器的电抗的标幺值为1~线圈匝数 初选81.0,18.0'==m k T B ，匝601030087.050238181.0'24=⨯⨯⨯⨯⨯==-ππZ m A fB Vk W ，取整得：匝06=W 主电抗计算初选单个气隙长度m 3105.6-⨯=δ，铁芯饼高度m H B 31005-⨯= 气隙磁通衍射宽度：mm H B 4.50035.0005.03500.0ln 105.3)ln(3=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=+=-πδδπδε 气隙等效导磁面积： 265943)32100)(32300()2)(2(mm Bo Ao A =⨯+⨯+=++=εεδ主电抗，取n=16： Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=-0.61310105.612659403.0605081087322722πδπδn A fW X m 主电抗压降： V X I U m N m 2570.718419=⨯==则可求铁芯中磁密： T fWA U B Z m0.680285.006050225721=⨯⨯⨯==ππ 线圈设计1、 线圈高度估计值：mm H n H n H A B l 4781505.32150)112()1(=-⨯+⨯-=-+-=δ2、 初选导线：2334.139,1010104mm S m b m a L =⨯=⨯=--，带绝缘导线 1a =⨯-3m 1b =⨯-3m3、并绕根数：初取电密 'J =⨯106Am 2 7101.5104.1391419'.'661=⨯⨯⨯⨯==-J S pp I M L ，取整得：M=7并且令NB=7,MB=1；则电流密度准确值为：2661/1053.11014.3971419mm A M S pp I J L ⨯=⨯⨯⨯=⋅=4、 线圈高度：取每层匝数匝5=h Wmm b W HHH h 62.4475.107)15(015.1NB )1(015.11=⨯⨯+⨯=+=线圈电抗高度：mm b M W H h x 01.3735.1075015.1015.111=⨯⨯⨯==5、 线圈幅向厚度：总共有四个线包，则每个线包的层数可都取为2层mm N a N M B H H H 828.9)12.0)12(721(05.1)12.0)1(B (05.11111=⨯-+⨯⨯⨯=⨯-+⨯=1H B =2H B =3H B =4H B绝缘设计查表4-16，线圈至上铁轭距离：m H S 075.01=线圈至下铁轭距离：m H S 075.02= 相间距离：mm C x 45=线包长宽计算线圈n 与线圈n+1之间有气道mm SS 161=，线圈n 外置mm 2绝缘层，线圈n+1内置mm 2绝缘层，各层绝缘长宽计算如下：1、 铁芯半长：cm Ao 152/30==半宽：cm Bo 52/10==铁芯外径到线圈1内径间绝缘距离为mm 45，含线圈1内置mm 2的绝缘层2、 线包1内侧：半长 cm C A A 5.195.415001=+=+=半宽：cm C B B 5.95.45001=+=+=3、 线包1外侧：半长 m B A A H 91c .201.49315.19112=+=+=半宽： m B B B H 91c .101.49315.9112=+=+=4、 线包2内侧：半长 m SS A A 91c .224.06.1.9120.40123=++=++=半宽：m SS B B 91c .124.06.191.104.0123=++=++=5、 线包2外侧：半长 cm B A A H 4.4921.493191.22234=+=+=半宽：cm B B B H 94.411.493112.91234=+=+=6、 线包3内侧：半长 m SS A A 26.49c 4.06.124.494.0145=++=++=半宽：m SS B B 16.49c 4.06.114.494.0145=++=++=7、 线圈3外侧：半长 cm B A A H 98.721.493126.49356=+=+=半宽：cm B B B H 98.711.493116.49356=+=+=8、线圈4内侧：半长 m SS A A 29.98c 4.06.127.984.0167=++=++=半宽：m SS B B 19.98c 4.06.117.984.0167=++=++=9、线圈4外侧：半长cm B A A H 74.311.493129.98378=+=+= 半宽：cm B B B H 74.211.493119.98378=+=+=10、线圈长：cm A A 62.9431.472289=⨯==线圈宽：cm B B 42.9421.472289=⨯==11、铁芯柱中心距：cm C B M x 44.745.442.9490=+=+=线圈漏抗压降线圈平均半长：cm A A A P 94.522/)(81=+=线圈平均半宽：cm B B B P 94.512/)(81=+=线圈幅向厚度：cm B B B H 11.9718=-=线圈漏磁等效面积：20011109544)(34cm B A B A B A B A p P H Q =-++= 洛氏系数：719.0)(2108=⋅--=x L H A A πρ 线圈漏电抗：Ω=⨯=30.0108722x a L H A fW X ρπσ 漏电抗压降：VX I U N q 67.125==σ 总电抗：1m X X X σ=+=Ω与额定电抗误差小于 %，满足要求。
铁芯电抗器与空芯电抗器
1、概述：电抗器作为电力系统中必不可缺少的基础设备之一。
近年来，在技术进步的推动下有了很大发展。
常用干式电抗器分为铁芯和空芯的两种空芯电抗器与铁芯电抗器相比，主要优点：一是线性好，20倍以上额定电流其外特性仍能保持线性。
二是噪声低，一般在40db以下。
价格便宜。
但是，空芯电抗器普遍存在的问题是：1.1．磁场影响范围较大。
对于靠近电抗器附近安放的计算机、控制仪器、计量仪表的系统干扰很大，甚至在某些场合导致不能正常工作。
1.2．由于空芯电抗器在运行中周围存在能量很大的低频电磁场，造成电磁污染。
1. 3．损耗较大。
在同等条件下，空芯电抗器比铁芯电抗器损耗高出50%以上。
1. 4．占据空间大。
空芯电抗器所占空间为铁芯电抗器的3倍以上。
若将电磁场影响范围考虑进去，则占用的场地更大。
1. 5．户外运行的电抗器，表面抗污染能力差。
产品表面容易产生污染性放电现象，在污染严重的地方，需加装防污、防淋、防晒等设施.铁芯电抗器的主要特点1.1节约电能。
与空芯电抗器相比较，可节约电能50%以上。
DL462-92《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》中明确规定，电抗器单位损耗值（W/Var）铁芯电抗器是空芯电抗器的1/2。
这是电抗器设计制造时必须遵守的标准。
1.2具有适用的线性度。
DL462-92标准中规定，铁芯电抗器在1.8倍额定电流下的电抗值与额定值之差不超过-5%。
1.3无电磁污染。
干式开启式结构的磁场影响范围缩小到器身周围0.1米以内。
加防护罩或油箱后，电抗器无磁场发散。
1.4使用寿命长。
产品绝缘材料耐热等级选用F级，允许运行温度为155度，但设计温升按B级，其温升限值为70度，以达到减少运行中损耗及减缓绝缘材料老化。
20年免维护运行。
1.5运行噪声低。
电抗器额铁采用硅钢片卷制成型，无接缝间隙，无接缝损耗和接缝振动噪声，柱铁选用合理的气隙数量和距离及现代粘接压紧技术，使噪声水平干式结构小于50db。
电力系统工程基础华中科技大学熊信银课件1绪论
寿命 光通量
140
发光效率120
电流/% 100
寿 光通量 命
发光效率
电 流
80
60
电压/% 80 90 100 110 120
效率
cos? 140
电流/%120
效
率
100
cos?
80
60
电 流
电压/%
80 90 100 110 120
图1-3 照明负荷（白炽灯）的电压特性 图1-4 异步电动机的电压特性
（图中的 100%表示额定值）
（图中的 100%表示额定值）
? 电压质量标准：
名称
允许限值
说明
供电电 压允许
偏差
??35kV 及以上为正负偏差绝对值 之和不超过 10% ；
??10kV 及以下三相供电为 ? 7%； ??220V 单相供电为+7%，-10%
衡量点为供用电产权分界处或电能计量点
电压允 许波动 和闪变
110
2.0
1.6
0.8
注：220kV系统的电压等级及其选择
?一、电力系统额定电压和最高电压 ?二、电气设备额定电压和最高电压 ?三、电力系统电压等级 ?四、电压等级选择
二、电气设备额定电压和最高电压
?电气设备的额定电压 ：电气设备制造厂
根据所规定的电气设备工作条件而确定的电 压。
最大的核能发电厂 200万kW（岭澳核电厂， 2×100万kW），
最大抽水蓄能电厂 240万kW（广东抽水蓄能 电厂， 8 ×30万kW ），这也是目前世界上最大 的抽水蓄能电厂。
? 我国电力系统的发展：
年份 1949 1987 1995 2000 2004
变频器专用电抗器设计计算与测定
变频器专用电抗器设计计算与测定引言：一、设计计算1.确定负载电感值根据变频器的额定电流和设计频率，可以计算出所需的负载电感值。
通常，变频器系统的输出电感值应为负载电动机额定电感值的2-3倍。
2.计算电感铁芯尺寸根据负载电感值和电流密度，可以计算出电感铁芯的尺寸。
电感铁芯的尺寸应选择合适的，以确保变频器系统的工作效率和性能。
3.计算电感线圈参数根据负载电感值和电感铁芯尺寸，可以计算出所需的电感线圈参数，包括电感线圈的匝数、线径等。
同时，也需要考虑电感线圈的额定电流、电阻等参数。
4.进行磁芯设计根据电感铁芯的尺寸、材料等参数，进行磁芯设计。
磁芯的设计需要考虑磁通密度、磁通损耗等因素，以确保磁芯的工作效率和性能。
5.进行散热设计根据变频器专用电抗器的工作电流和工作温度，进行散热设计。
散热设计需要考虑散热器的面积、散热风扇的布置等因素，以确保电抗器的正常工作温度。
二、测定方法1.使用电感测量仪器使用电感测量仪器可以准确地测量变频器专用电抗器的电感值。
可以选择合适的电感测量仪器，并按照操作说明进行测量。
2.使用电流测量仪器使用电流测量仪器可以测量变频器专用电抗器的工作电流。
可以选择合适的电流测量仪器，并按照操作说明进行测量。
3.使用温度测量仪器使用温度测量仪器可以测量变频器专用电抗器的工作温度。
可以选择合适的温度测量仪器，并按照操作说明进行测量。
4.进行频率响应测试使用频率响应测试仪器可以测试变频器专用电抗器在不同频率下的响应情况。
可以选择合适的频率响应测试仪器，并按照操作说明进行测试。
总结：变频器专用电抗器设计计算与测定是保证变频器系统正常运行的关键步骤。
通过合理的设计计算和精确的测定方法，可以确保变频器专用电抗器的性能和效果。
在实际应用中，需要根据具体的需求和系统要求进行设计计算与测定。
电抗器设计手册
电抗器设计手册电抗器设计手册是关于电抗器的设计、选型和使用指南的综合性参考手册。
它包括了电抗器的种类、原理、结构、性能参数、设计计算、选型原则、安装使用以及维护等方面的内容。
电抗器的种类和原理：电抗器根据原理可分为空心电抗器和铁芯电抗器。
空心电抗器是由导线绕组组成，没有铁芯，因此其电抗值主要取决于导线的长度和绕组的匝数。
而铁芯电抗器则是由铁芯和绕组组成，其电抗值除了与绕组的匝数和长度有关外，还与铁芯的磁导率有关。
电抗器的结构：电抗器的结构主要由绕组和铁芯（或磁心）组成。
绕组是电抗器的核心部分，其材料和匝数决定了电抗器的电抗值。
铁芯的作用是提供磁路，提高电抗器的电感值。
电抗器的性能参数：主要包括额定电流、额定电压、额定功率、电感值、品质因数等。
这些参数是选择和使用电抗器的重要依据。
电抗器设计计算：根据电抗器的设计要求，需要进行一系列的计算，包括绕组匝数的计算、导线截面积的计算、铁芯面积的计算等。
这些计算的结果将决定电抗器的性能参数和结构尺寸。
电抗器的选型原则：根据实际应用的需要，选择合适的电抗器类型和规格。
需要考虑的因素包括电路的工作电压、工作电流、功率因数要求、谐波含量等。
电抗器的安装使用和维护：电抗器的安装位置应考虑散热和方便维护等因素。
在安装过程中，应注意导线的长度和匝数，保证电抗值的准确性。
在使用过程中，应定期检查电抗器的外观和性能参数，如有异常应及时处理。
总的来说，电抗器设计手册是一本非常有用的参考书，它可以帮助工程师更好地理解和应用电抗器，从而提高电力系统的稳定性和可靠性。
如需更多信息，建议前往信息技术类论坛（如CSDN博客）查询相关内容或请教专业人士。
电抗器的基本结构
电抗器的基本结构一、铁心式电抗器的结构铁心式电抗器的结构与变压器的结构相似，但只有一个线圈——激磁线圈；其铁心由若干个铁心饼叠置而成，铁心饼之间用绝缘板（或纸板、酚醛纸板、环氧玻璃布板）隔开，形成间隙；其铁轭结构与变压器相同，铁心饼与铁轭由压缩装置通过螺杆拉紧，形成一个整体，铁轭和所有的铁心饼均应接地。
铁心结构，铁心饼由硅钢片叠成，叠片方式有以下几种：（a）单相电抗器铁心；（b）三相电抗器铁心（1）平行叠片其叠片方式，与一般变压器相同，每片中间冲孔，用螺杆、压板夹紧成整体，适用于较小容量的电抗器。
（2）渐开线状叠片其叠片方式，与渐开线变压器的叠片方式相同，中间形成一个内孔，外圆与内孔直径之比约为4:1至5:1，适用于中等容量的电抗器。
（3）辐射状叠片其叠片方式，硅钢片由中心孔向外辐射排列，适用于大容量电抗器。
（a）平行叠片；（b）渐开线状叠片；（c）辐射状叠片在平行叠片铁心中，由于气隙附近的边缘效应，使铁心中向外扩散的磁通的一部分在进入相邻的铁心饼叠片时，与硅钢片平面垂直，这样会引起很大的涡流损耗，可能形成严重的局部过热，故只有小容量电抗器才采用这种叠片方式。
在辐射形铁心中，其向外扩散的磁通在进入相邻的铁心饼叠片时，与硅钢片平面平行，因而涡流损耗减少，故大容量电抗器采用这种叠片方式。
铁心式电抗器的铁轭结构与变压器相似，一般都是平行叠片，中小型电抗器经常将两端的铁心柱与铁轭叠片交错地叠在一起，为压紧方便，铁轭截面总是做成矩形或丁形。
二、空心式电抗嚣的结构空心式电抗器就是一个电感线圈，其结构与变压器线圈相同。
空心电抗器的特点是直径大、高度低，而且由于没有铁心柱，对地电容小，线圈内串联电容较大，因此冲击电压的初始电位分布良好，即使采用连续式线圈也是十分安全的。
空心式电抗器的紧固方式一般有两种：一是采用水泥浇铸，故又称为水泥电抗器；另一种是采用环氧树脂板夹固或采用环氧树脂浇铸。
空心电抗器都做成单相。
组成三相电抗器组时，有三种排列方式。
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电磁装置设计原理铁心电抗器设计指导老师：陈乔夫教授设计人：学号：班级：学院：电气与电子工程学院完成时间：一、电抗器的相关参数二、电抗器的额定值与技术要求（1）额定容量 c S =360KVA （2）所接线圈的额定电压 L U =10KV （3）相数 m=3 （4）相电压 N U =381V （5）相电流 N I =315A （6）总损耗 K P ≤3600W （7）温升 K T ≤90K三、铁芯参数选择（1）铁芯直径'0.0580.192D D K m ==⨯=选择m D -310200⨯=，采用30133-DQ 硅钢片，查表（5-1）得： 铁芯叠压系数： 95.0=dp K心柱有效截面面积：24105.265m A z -⨯= 轭有效截面面积： 24107.290m A e -⨯= 角重： kg G 1.73=∆ 铁芯最大片宽： m B M 195.0= 铁芯总叠厚： m M 170.0=∆ 铁轭片高： m b em 180.0= 四、设计线圈时电压电流的选取电压和电流分别是V U N 381=，A I N 315= 电抗值Ω===2095.1315/381/1N N k I U X五、线圈匝数初选'0.92B T =， 0.85m k ='59.68W ===匝取整，W =60匝六、主电抗计算（1）初选单个气隙长度3610m δ-=⨯ （2）气隙等效导磁面积计算铁芯饼高度m H B 31050-⨯= 气隙磁通衍射宽度：336100.0060.050ln()ln 4.2658100.006BH m δδεπδπ--+⨯+⎛⎫===⨯ ⎪⎝⎭气隙磁通衍射面积：333222(2)2 4.265810(2 4.2658100.1950.170) 3.186810M M A b mδεε---=++∆=⨯⨯⨯⨯++=⨯ 气隙等效导磁面积：3220.02655 3.1868100.031130.95Z dpA A A m K δδ-=+=+⨯=（3）主电抗取n=8，则2222778850600.0311310100.921780.006m fW A X n δππδ--⨯⨯⨯=⨯=⨯=Ω⨯主电抗压降3150.9217290.34m N m U I X V ==⨯=铁芯中磁密10.82046B T ===七、线圈设计（1）线圈高度估计值(1)(81)0.05080.0060.10.298L B A H n H n H mδ=-+-=-⨯+⨯-=（2）初选导线裸导线 a=3.55m 310-⨯ b=10.6m 310-⨯ S L =37.082610m -⨯ 带绝缘导线 a 1=4.05m 310-⨯ b 1=11.1m 310-⨯ （3）并绕根数初取电密 J '=1.426/10mm A ⨯ 166315' 6.068.'137.08101.410L I M pp S J -===⨯⨯⨯⨯取整 1M =6 （4）电流密度 62613151.415910/137.08106L I J A m mpp S M -===⨯⋅⨯⨯⨯（5）线圈高度取每层匝数4W H =111.015(1) 1.015(41)611.1338.00HHH W H M b mm =+=⨯+⨯⨯=线圈电抗高度：111.015 1.0154611.1270.396x H W H M b m m =⨯=⨯⨯⨯= （6）线圈幅向厚度3层+3层+3层+3层+3层mmN a MNB H H H 5.13)36.0)13(05.431(05.1)12.03)1((05.11111=⨯-+⨯⨯⨯=⨯⨯-+⨯= 213.5H B m m =313.5H B m m=413.5H B m m= 513.5H B m m=八、绝缘设计查表4-16，线圈至上铁轭距离：mH S 08.01=线圈至下铁轭距离：m H S 08.02=相间距离：mm C x 45=九、绝缘半径计算（1）铁芯半径m D R 1.02/2.020===铁芯外径到线圈1内径间绝缘距离为mm 45，含线圈1内置mm 2的绝缘层 （2）线圈1内半径：m C R R 145.0045.01.0001=+=+= （3）线圈1外半径：m B R R H 1585.00135.0145.0112=+=+=气道116SS m m =，线圈1外置mm 2绝缘层，线圈2内置mm 2绝缘层 （4）线圈2内半径：321020.15850.01620.0020.1785R R SS m δ=++=++⨯= （5）线圈2外半径：4320.17850.01350.192H R R B m =+=+=气道116SS m m =，线圈2外置mm 2绝缘层，线圈3内置mm 2绝缘层 （6）线圈3内半径：541020.1920.01620.0020.212R R SS m δ=++=++⨯= （7）线圈3外半径：6530.2120.01350.2255H R R B m =+=+=气道116SS m m =，线圈3外置mm 2绝缘层，线圈4内置mm 2绝缘层 （8）线圈4内半径：761020.22550.01620.0020.2455R R SS m δ=++=++⨯= （9）线圈4外半径：8740.24550.01350.259H R R B m =+=+=气道116SS m m =，线圈4外置mm 2绝缘层，线圈4内置mm 2绝缘层（10）线圈5内半径：981020.2590.01620.0020.279R R SS m δ=++=++⨯= （11）线圈5外半径：10950.2790.01350.2925H R R B m =+=+= （12）线圈直径：10220.29250.585D R m ==⨯= 相间距离45x C m m =（13）铁芯柱中心距：00.5850.0450.63x M D C m =+=+=十、线圈漏抗压降（1）线圈平均半径：110()/2(0.1450.2925)/20.21875P R R R m=+=+=线圈幅向厚度：1010.29250.1450.1475H B R R m =-=-= （2）线圈漏磁等效面积：2221220.026550.14750.218750.1450.10568330.95Z Q H P dpA AB R R mK ππππ=+-=⨯⨯+⨯-= 洛氏系数：1002()2(0.29250.1)110.63740.338L R R H H Hρππ-⨯-=-=-=⋅⨯（3）线圈漏电抗：2222778850600.63740.105680.2832100.33810L Q fW A X H H H σπρπ⨯⨯⨯⨯===Ω⨯⨯（4）漏抗压降：3150.283289.208Q N U I X V σ==⨯=十一、总电抗及其压降（1）总电抗：0.92170.2832 1.2049k m X X X σ=+=+=Ω（2）总电抗压降：290.3489.208379.55k m q U U U V=+=+=（3）各分接总电抗误差：111.2049 1.2095100%0.380% 2.5%1.2095k k e k X X K X --==⨯=<，符合要求十二、线圈导线每相总长（1）线圈平均匝长220.21875 1.37445p p l R m ππ==⨯= （2）每相总长'60 1.37445 1.884.267p l W l l mφ=+=⨯+=，其中引线长m l 8.1'=十三、线圈损耗 （1）每相电阻66184.2670.02135100.008091637.0810Ll r pp M S φφρ--==⨯⨯=Ω⋅⨯⨯⨯（2）线圈电阻损耗2233150.008092408.19r P mI r W φ==⨯⨯= （3）线圈损耗1.22408.192889.83k FS r P k P W ==⨯=,附加系数FS k =1.20十四、线圈导线重量（1）裸导线重量取33/109.8m kg r c ⨯=31384.2671637.088.910500.56c L c G ml pp M S r kg φ-=⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=（2） 绝缘导线重量对铜导线，m k alc 3105.0,17-⨯=∆=6668.11008.3710)2/5.057.16.1055.3(2/5.017/)257.1(266=⨯⨯⨯++⨯⨯=∆⨯++∆⋅=--L alc c S a b k k ()1 1.6668%500.56508.90Cu G kg =+⨯=十五、铁芯窗高（1）线圈至上铁轭距离 s10.08m H =（2）线圈至下铁轭距离 20.08s H m =（3）铁芯窗高 0120.3380.080.080.498L S S H H H H m =++=++=十六、铁芯损耗（1）铁芯柱重量30()3(0.49880.006)0.026557.6510274.1951Z P Z Fe G K H n A kg δρ=-=-⨯⨯⨯⨯=其中3P K = （2）铁轭重量30440.630.029077.6510560.4115443e e Fe PG M A kgK ρ==⨯⨯⨯⨯=--（3）铁芯重274.1951560.411573.1907.71Fe Z e G G G G kg ∆=++=++= （4）铁芯损耗查表5-7，得0.32558/z p W kg =，0.28628/e p W kg = 0[(/2)(/2)]Fe z Z e e P K p G G p G G =+++[]1.80.32558(274.195173.1/2)0.28628(560.411573.1/2)489.73W=⨯⨯++⨯+=十七、总损耗 12889.83489.733379.563600k FeP P P W W=+=+=<十八、线圈温升计算mmK A D dpZ x 91.18895.05.2653.113.11===(](]1/2)/2/(1)145188.91/2)/2416/(41)17.8545x ss ss R D n SS n mmδ=-+⋅+=-+⨯+=⎡⎡⎣⎣0.4137K α===()112345678923[22()0.9]320.14520.15850.17850.1920.2120.22550.24550.2590.2790.90.33810.9584SQ P R R R R R R R R R H H Hmππππ=++++++++⨯⨯=⨯++++++++⨯⨯⎡⎤⎣⎦=221032320.29250.338 1.8636SQ P R H H H mππ=⨯⨯=⨯⨯⨯=2120.413710.9584 1.8636 6.3971SQ P K SQ P SQ P mα=+=⨯+=0.80.8213379.560.330.33 1.3580.426.3971XP TH K SQ P ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭十九、成本508.90C u G kg= 907.71Fe G kg =成本：508.9080907.71404071236308.477020.4⨯+⨯=+=元二十、附图2008-5-30 铁心电抗器设计第10页。