电抗器设计计算

ln
HB
式中， HB 为铁心饼高度（m）。 气隙磁通衍射面积:
A 2 2 2 BM M
气隙等效导磁面积:
主电抗:
A
AZ Kdp
A 2
Xm
8 2
fW 2 A n
107
选择 n, 值，使 Xm km Xk1
每铁心柱气隙数
对三相， nb
n ，对于单项 nb
n 2
正整数 。
各分接主电抗
各分接主电抗压降
X
i m
Xm
Wi W
2
各分接铁心中磁密
U im Ii X im
4.线圈设计（饼式）
线圈高度估计值
Bi
U im 2 fWi AZ
H 'L n 1 HB n H
H 0.1 ~ 0.15m ， HB 为单个铁心饼高度，通常 HB 5cm 初选导线
裸导线轴向高度 b（m），幅向厚度 （a m）；带绝缘导线轴向高度 b（1 m），幅向厚度 a（1 m）；
B ' 铁心中磁密（T）
W ' kmU 2 fB ' Az
主电抗压降 km 总电抗压降 通常选取 km 0.85~0.93 W INT (W ' 0.5')
第 i 分接对应的匝数：
Βιβλιοθήκη Baidu
W ' X ik1
W
X k1
Wi INT (Wi ' 0.5')
3.2 主电抗计算
初选单个气隙长度 （m）
气隙等效导磁面积计算 气隙磁通衍射宽度：
为了满足各分接段段数为整数的要求， 可以对 NE 进行适当调整。 Ne1 为正常段段数；
We1 为正常段匝数。 并绕根数
M '1
pp
I SL
J'
J ' 为初选电密 A m2
M1 INT M '1 0.5
电流密度
线圈高度
J I pp SL M1
导线总高度 HL1 NEb1 ； 由 油道布置得到压缩后的油道总高度 HL2 ，线圈总高度为：
3.设计线圈时电压、电流的选取
电抗值排序 将 N 个分接的电压、电流重新排列，使得其对应的标准电抗值由大到小排列为
X
1k1,
X
2 k1
,
X
3k1,
,
X
N
k1 ，（
X ik1
Ui i, Ii
,3,2,1,
N）
设计线圈时电压U U1 设计线圈时电流 I N 个电流中之最大值。
3.1 线圈匝数
最大分接对应的匝数：
2.铁心参数选择
2.1.铁芯直径：
KD 铁芯直径经验系数
D KD 4 SZ m， mm
SZ 额定容量，kVA
m 为装有线圈的铁心柱数，单相 m 2 ， 三相 m 3 ； KD 为经验系数， 对于冷
轧钢片、铜导线， KD 0.054 ~ 0.058 ， 铝导线的 KD 0.05 ~ 0.054 。
每相总长 Li Wilp l ' l ' 为每分接引线长（m）。
线圈损耗 每相电阻
线圈电阻损耗
ri
Li pp m1
SL
线圈损耗
Pir
mI
2
r
i
Pik kFS Pir
kFS 为附加损耗系数（1.1~1.35） 线圈导线重量 裸导线重量
绝缘导线重量
Gc mL1 pp m1SLrc
Gcu 1 kc Gc
线圈幅向厚度
HL HL1 HL2
BH kaM1We1a1
式中 ka 为幅向绕制系数，对纠结段 ka 1.05 ，对连续段 ka 1.03 。
4.绝缘设计
线圈主绝缘可以查询相应的参数表 绝缘半径计算 铁心半径 R D
2 纸筒内半径 Rtn R1 0
0 为铁心至纸筒间隙
纸筒外半径 Rtw Rtn 1
T 0.432H 0.2q0.8
H 线圈高度 m
q 热负荷 W / m2
导线截面积 S L （ m2 ）。
线圈段数
N
'E
H
'L yox 2 yol Pre pp b1 yol
NE
2INT
N 'E 2
0.5
式中 ， pp 2 代表中部进线； pp 1代表端部进线； yol 为正常油道长度； yox 为考虑
分接抽头需要的预留油道长度； ’ Pre 为垫块压缩系数。 线圈中各分接段数、匝数计算
1.电抗器的额定值与技术要求：
额定容量 Sc （kVA） 所接线路的额定电压 U L （V） 相数 m 各分接相电压 Ui （V） i 1, 2,3, , N N 分接数 各分接电流 Ii i 1, 2,3, , N
空载损耗 P01(W )
负载损耗 Pk1(W )
线圈对空气的温升TH （℃）
油面最高温升TM 0 （℃）
2.2.铁心级数
铁心柱截面为一多级梯形，其轮廓线接近于直径为 D 的圆，级数越多，其几何面积越大。 由于工艺限制，级数也不可能取得太大。
2.3.常用铁心有关参数
各工厂常用铁心直径都已标准化，拥有专门的技术参数表。 参数表中 D 为铁心直径（m） AZ 为心柱有效截面积（ m2 ）， Ac 为铁轭有效截面积（ m2 ）， G 为角 重（kg）， Bm 为铁心 最大片宽（m）， M 为铁心总厚度（ m）， bcm 为铁轭片高（m）， Kdp 为铁片叠压系数。
HL
各分接漏电抗
X
8
fW 2L AQ HL
107
各分接漏抗压降
X
'
X
Wi W
2
i
1, 2,3,
N
各分接总电抗及其压降
UQi
II
X
i
各分接总电抗
X
i k
X
i m
Xi
各分接总电抗压降
各分接总电抗误差
U
i k
Umi
UQi
线圈导线每相总长
Kei
X
i k
X
i k1
X
i k1
100%
线圈平均匝长 lp 2 RP
三相电抗器， K p 3 ； 单相电抗器， K p 2
铁轭重量
铁心总重
Ge
4 4 Kp
M 0 AerFe
铁心损耗
GFe Gz Ge G
Pi Fe
K0
Pi
z
Gz
G 2
Pie
Ge
G 2
选各分接中最大的铁耗值作为铁心损耗 PFe
总损耗 P1i Pki PFie 线圈对油平均温升 遮蔽系数
K3
1
NT BOB DP
NT 沿圆周垫块数， BOB 垫块宽度
线段热负荷
Q0
K1K 2 IWe1 J K3L
109
K FS
K1 插算到 85℃ 时的系数， 铝 K1 36.8 ， 铜 K1 22.1；
K2 绝缘修正系数 L 线饼截面周长,对连续式线圈
L 2M1We1a1 b1
考虑到空心电抗器的特性：得到温升试验的经验公式：（这种计算为公司保密）
kc
kalc
2
b
a
1.57
2
SL
式中 kalc 56 对铝导线； kalc 17 对铜导线， 为扁导线两边缘缘厚度（ m）。 铁心窗高
线圈至上铁轭距离 Hs1
线圈至下铁轭距离 Hs2 铁心窗高
铁心损耗 铁心柱重量
H0 HL Hs1 Hs2
Gz K p H0 n AZ rFe
1 为纸筒厚度
线圈内半径 R2 Rtw C0
C0 为纸筒厚度
线圈外半径 R R2 BH 线圈直径 D 2R
铁心柱中心距 M0 D CX
CX 为相间距离。
线圈平均半径
RP
R2
BH 2
线圈漏抗压降
线圈漏磁等效面积 洛氏系数
AQ
2 3
BH
Rp
R22
AZ
Kdp
线圈漏电抗
L
1
2 R R1