铁芯电抗器设计

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1、电气鸟电&工程席忧《电磁裟置筱针凍鰹》设计题目铁芯电抗器设计指导老师孙剑波班级电气1212姓名曹鹏举学号U201212040完成日期2015年6月19日目录480KVA/10kV铁芯电抗器参数列表1.电抗器的额定值与技术要求42.铁芯参数选择43•线圈电压电流及电抗值54•线圈匝数55•主电抗计算56.线圈设计67.绝缘设计8&绝缘半径计算89•线圈漏电抗910总电抗911•线圈导线每相总长1012•线圈损耗1013•线圈导线重:1014.铁芯窗高1115.铁芯损耗11111216.总损耗17.线圈温升计算1&成本核算121317附1：4

2、80KVA/10kV铁芯电抗器设计表格附2：铁芯电抗器尺寸图480KVA/10kV铁芯电抗器参数列表心柱直径D(mm)中心距Mo(mm)窗高Ho(mm)磁密B(T)绕组电流密度J(A/mm2)铁心损耗PFe(W)负载损耗％(W)绕组匝数W绕组层数Nh绕组每层匝数WH210499.7501.80.85971681110.58491.874335.5254124.5绕组高度HH(mm)绕组外直径Dh(mm)导线厚度a(mm)导线高度b(mm)气隙个数n气隙长度6(mm)主电抗xm(Q)总电抗Xk(Q)绕组温升Tx(K)成本MM(元)0.371

3、80.4697410.6105.40.71780.905094.8759362.061.电抗器的额定值与技术要求(1)额定容量Sc=480KVA(2)所接电网电压10kV(3)频率50Hz(4)相数3(5)相电压381V(6)相电流419A(7)绝缘材料耐热等级H级(145°C)(8)总损耗(9)铁芯材料(10)导线材料(11)绕组温升<7000W（附加损耗系数1.2）DQ133-30铜导线pl45°C=0.02616Q*mm2/m<95K（附加损耗系数1.35）(12)铁芯饼高度HB=50mm；叠压系数Kdp=0.952.铁芯参数选择(

4、1)铁芯直径由直径估算公式D'=KD^Se/m：其屮经验系数心为经验系数，对于冷轧钢片、铜导线取值为0.054〜0.058。取值为0.058进行让算得：D=KD^Se/mz=0.058^/480/3=0.2063选择D=0.21m查表5-1'得:芯柱有效截面面积=0.02918m2铁轨冇效截而而积4=0.03213m2角垂GA=84.8kg铁芯最大片宽=0.2m铁芯总叠厚A,w=0」78m铁轨片高妇=0.19m3•线圈电压电流及电抗值(1)设计线圈时电压U=381V(2)设计线圈时电流I=491A(3)电抗值X,=(///=381/491

5、=0.9093Q4•线圈匝数由匝数计算公式迥兀fB'Az其屮预取磁密B-0.93T,匕为主电抗比例系数，初值范围为0.85〜0.93,此处取值为0.85。代入上式得：W-刖-JijrfB'Az二厂°-85x381=53.76<2^x50x0.93x0.02918故实际线圈匝数为:IV=INT(W40.5)=545•主电抗计算(1)初选单个气隙长度S=0.0054m(2)气隙等效导磁面积计算铁芯饼高度HB=0.05m气隙磁通衍射宽度^=-ln(710.0054,0.0054+0.05丁皿0.0054=0.0040气隙磁通衍射面积念2=2巩2

6、£+如+—)=2x0.004(2x0.004+0.2+0」78)=0.0030气隙等效导磁面积4$=~r~+Av2Kdp0.029180.95+0.0030=0.0337/(1)主电抗由计算公式x肿竺逬如X10"no取n=10,得:8^2x50x542x0.033710x0.0054=0.7178Q(2)铁芯屮磁密0.85x381近兀fWAz"72^x50x54x0.02918=0.859776•线圈设计(1)线圈高度佔计值由公工弋Hl=(/?-)Hb+n8-Ha其屮丹八为线圈至上下铁饥绝缘距离，根据10kV对地线电压查表4・1&取丹八

7、=2x0.065m,代入公式计算得：HL=(n-)HB+n5-HA=(10-1)x0.05+10x0.0054-0.13=0.374/7?(2)初选导线查线包扁铜线规格表4-133SL=0.00004154m2裸导线a=0.004m；b=0.0106m；对铜导线绝缘厚度A=0.0005m2引自《电磁装置设计原理讲义》P723引自《电磁装置设计原理讲义》P59带绝缘导线al=O.0045m；bl=0.0111m(1)并绕根数初选电密800000A/m2并绕根数=——-——PP・SLJ£19"1x0.00004154x1800000=5.6

8、037=INT(M+0.5)=/A7(5.6037+0.5)=6(均采用轴向并绕)(2)电流密度J'=pp-SL'M419"1x0.00004154x6=1681110.576A/m2(3