电磁装置设计原理 三相串联电抗器设计作业

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1、华中科技大学电气与电子工程学院电磁装置设计原理三相串联电抗器设计作业姓名学号班级2010目录电抗器额定值与技术要求1铁芯参数设计11.铁芯直径12.线圈匝数13.主电抗计算24.线圈设计25.绝缘设计36.绝缘半径计算37.线圈漏抗压降48.线圈导线长度59.线圈损耗510.线圈重量511.铁芯损耗612.温升计算6设计结果7附图一：电抗器外部尺寸示意图9附图二：电抗器铁芯及绕组截面尺寸示意图1010电抗器额定值与技术要求额定容量SN=480V系统电压10kV相数m=3所接线圈额定电压UL=381V线圈额定电流I=419A额定频率f=50Hz总损耗PR<7000W希望总电

2、抗标幺值在1~1.025之间温升T<125K铁芯参数设计1.铁芯直径D'=KD4SNm=0.0644803=0.213m取D=0.22m，采用DQ133-30硅钢片，查表5-1得铁芯叠压系数Kdp=0.95芯柱有效截面积Az=318.6×10-4m2铁轭有效截面积Ae=344.6×10-4m2角重GA=95.1kg铁芯最大片宽BM=210mm铁芯总叠厚∆m=186mm铁轭片高bem=195mm2.线圈匝数初选铁芯磁密B'=0.90T初选主电抗比例系数Km'=0.85线圈匝数W'=INTKm'∙UL2πf∙B'∙Az=51101.主电抗计算初选单个气隙长度δ=5mm气隙数n

3、=10铁芯饼高度HB=50mm气隙磁通衍射宽度ε=δπlnδ+HBδ=3.82mm由于AzKdp=A0B0=3B02B0'=Az3Kdp=105.45mm取B0=105mm，所以A0=3B0=315mm，所以气隙磁通衍射面积为Aδ2=A0+εB0+ε-A0B0=1617.44mm2气隙等效导磁面积Aδ=AzKdp+Aδ2=35154.3mm2主电抗Xm=8π2∙f∙W2∙Aδn∙δ×10-7=0.72195Ω主电抗压降Um=I∙Xm=302.5V铁芯中的实际磁密Bz=Um2π∙f∙W∙Az=0.83805T2.线圈设计初选线圈HA=150mm线圈高度估计值HL'=n-1H

4、B+nδ-HA=350mm初选裸导线a=3.75mm，b=10mm，导线绝缘层厚度0.5mm带绝缘导线a1=4.25mm，b1=10.5mm查表4-13得，SL=36.64mm2初选电密J'=2×106A/m2端部进线，所以pp=110并绕根数M'=Ipp∙SL∙J'≈6∴NB∙MB=M=6取NB=6，MB=1电流密度J=Ipp∙SL∙M=1.906×106A/m2取每层匝数WH=6轴向绕制系数为1.015，幅向绕制系数为1.05，所以线圈实际高度HHH=1.015WH+1∙NB∙b1=447.62mm线圈电抗高度Hx=1.015WH∙NB∙b1=383.67mm由于取W

5、Y1=WY2=WY3=WY4=INTW/4≈18所以NH1=NH2=NH3=NH4=WYWH=186=3线圈幅向厚度BH1=INT1.05×MB∙NH1∙a1+NH1-1×3×0.12=14mmBH2=INT1.05×MB∙NH2∙a1+NH2-1×3×0.12=14mmBH3=INT1.05×MB∙NH3∙a1+NH3-1×3×0.12=14mmBH4=INT1.05×MB∙NH4∙a1+NH4-1×3×0.12=14mm1.绝缘设计系统电压为10kV，查表4-16得线圈到上下铁轭高度为Hs1=Hs2=Hs=75mm相间距离为Cx=45mm2.绝缘半径计算由于A0=31

6、5mm，B0=105mm，绝缘距离C0=45mm初选绝缘厚度δ0=0.5mm气道宽度SS1=15mm所以线圈尺寸（见设计报告最后的附图）10A1=A0+2C0=405mmA2=A1+2BH1=433mmA3=A2+2SS1+4δ0=465mmA4=A3+2BH2=493mmA5=A4+2SS1+4δ0=525mmA6=A5+2BH3=5553mmA7=A6+2SS1+4δ0=585mmA8=A7+2BH4=613mmB1=B0+2C0=195mmB2=B1+2BH1=223mmB3=B2+2SS1+4δ0=255mmB4=B3+2BH2=283mmB5=B4+2SS1+4

7、δ0=315mmB6=B5+2BH3=343mmB7=B6+2SS1+4δ0=375mmB8=B7+2BH4=403mm铁芯中芯柱距离M0=A8+Cx=658mm线圈平均长度Ap=12A8+A1=509mmBp=12B8+B1=299mm线圈平均厚度BH=12A8-A1=104mm1.线圈漏抗压降等效漏磁面积AQ=23BHAp+Bp+A1B1-A0B0=0.1019m2洛氏系数ρL=1-A8-A0π∙Hx=0.7528线圈漏电抗Xσ=8π2∙f∙W2∙ρL∙AQHx×10-7=0.2053Ω10漏抗压降Uσ=I∙Xσ=86.0