07 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=m5、 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 27101.5104.1391419'.'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：mSS 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：V X 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。

线圈导线每相总长线圈平均匝长：cm B A l p p p 1.631)(4=+⨯=每相总长：,1001800603.1631'm l Wl l p =+⨯=+=其中m l 8.1'=线圈损耗 电阻：Ω=⋅=14009.0LMS pp l r ρ 电阻损耗：W r mI P r 37.124809140.0419322=⨯⨯==线圈损耗：W P k P r FS k 85.7745==线圈导线重量裸导线重量：kg S M pp ml G L c 7321=⋅⋅=ρ，绝缘导线重量：m k alc 3105.0,17-⨯=∆=56.1/)257.1(2=∆⨯++∆⋅=L alc c S a b k k kg G k G c c cu 732%)1(=⨯+=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：mm H H H H S S L 5974787575210=++=++=铁芯损耗铁心柱重量：kg A n H K G Fe Z P Z 393)(0=-=ρδ 铁轭重量：kg A M K G Fe e Pe 664440=-=ρ 铁芯重：kg G G G G e Z 15.908=++=∆根据拟合数据法，可求得kg W p kg W p e z /1752.0,/323.0==铁芯损耗：W G G p G G p K P A e e A Z z Fe 694))2/()2/((0=+++=总损耗：W P P P Fe k 77.24461=+=线圈温升计算mm K A D dp Z x 7.19595.02853.113.11=== mm n SS n D R ss ss x 89.71)13/()1332/)2/.7195195(()1/()2/)2/((1=+⨯+-=+⋅+-=δ93.056.046.1==HHH K δα213.44m HHH *0.9*4* B7)A7B6A6B5A5B4A4B3A3B2A2B1A1B0(A0*3QP1=+++++++++++++++=S284.24)88(32m HHH B A SQP =⨯⨯+⨯=22103.898.264.1535.0m S S K S =+⨯=+=αW P P P Fe k 1401073435.185.852535.1221=+⨯=+⨯=K S P T k 106.698.71014033.033.08.08.01=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=说明：线包与线包之间隔着一层气道和两层绝缘层：气道宽SS=1.6cm ，绝缘层δ0=0.2cm,故两线包之间距离为2cm.幅向厚度大，故线包宽度也大。