铁芯电抗器设计
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。
油浸铁芯电抗器结构
油浸铁芯电抗器结构
油浸铁芯电抗器是一种用于电力系统中的重要电气设备，用于
补偿电力系统中的无功功率。
它的结构主要包括铁芯、绕组、外壳
和绝缘油等部分。
首先，让我们从铁芯开始。
油浸铁芯电抗器的铁芯通常由高导
磁率的硅钢片组成，这些片子经过精确的堆叠和固定，以确保在电
磁场中具有良好的性能。
铁芯的设计和制造对于电抗器的性能至关
重要，它需要具有高的磁导率和低的磁滞损耗，以确保在电力系统
中能够有效地补偿无功功率。
其次，是绕组。
绕组是油浸铁芯电抗器中的另一个重要部分，
它由绝缘材料包裹的铜线或铝线组成，用于在电力系统中传输电流。
绕组的设计需要考虑到电流的负载和散热等因素，以确保电抗器的
稳定性和可靠性。
接着是外壳。
油浸铁芯电抗器的外壳通常由金属材料制成，用
于保护内部的铁芯和绕组，并提供良好的散热和绝缘性能。
外壳的
设计需要考虑到设备的安装和维护，以确保设备在不同环境条件下
都能够正常工作。
最后是绝缘油。
油浸铁芯电抗器需要使用绝缘油来浸泡铁芯和
绕组，以提高绝缘性能和散热效果。
绝缘油需要具有良好的绝缘性
能和热稳定性，并且需要定期检测和维护，以确保设备的正常运行。
总的来说，油浸铁芯电抗器的结构包括铁芯、绕组、外壳和绝
缘油等部分，每个部分都需要精确设计和制造，以确保设备在电力
系统中能够稳定可靠地工作。
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。
电焊机电抗器制作方法
电焊机电抗器制作方法电焊机电抗器制作方法电抗器是电焊机中比较重要的零件之一，它能够有效地平稳输出电流，使焊接质量更加稳定和优良。
而电焊机的电抗器，主要是由铁芯和线圈制成。
下面，我们将会分步骤介绍电焊机电抗器制作的具体方法。
一、准备材料和工具1. 铁芯：首先，在制作电焊机电抗器时，需要准备一定尺寸的铁芯，以便制作线圈。
2. 线圈：线圈的材料可以选用漆包线或者铜线。
需要充分准备足够的线材，然后根据铁芯的尺寸，按照一定的布线方式制作线圈。
3. 绝缘材料：电焊机电抗器中，线圈要经过包裹和绝缘处理，所以需要准备一定数量和规格的绝缘材料。
4. 工具：对于制作电焊机电抗器，还需要如电焊机、电动钳子、扳手、尖嘴钳、绕线机、万用表等一系列工具。
二、制作铁芯1. 切割：首先，根据电焊机电抗器的要求，把铁芯坯料剪成指定长度，然后再使用电动钳子钳子将铁芯切割成所需的形状。
2. 磨边：在铁芯的四周，要用扳手将其磨圆。
3. 绕线：最后，使用绕线机将线圈包在铁芯上，这样铁芯就制作完成了。
三、制作线圈1. 确定绕线数：根据电焊机电抗器的容量和使用要求，确定绕线数。
2. 布线：根据绕线数和布线方式，将线圈分别布线，然后用尖嘴钳将线圈内的导线牢牢地固定住。
3. 联接：将线圈内部的接头固定牢，然后将各个线圈联接好。
四、完善电焊机电抗器1. 包裹绝缘：在每个线圈周围，要用绝缘材料将其包裹起来并固定住。
2. 固定铁芯：将制作好的铁芯牢牢地固定在外壳内部。
3. 安装测试：将电焊机电抗器所需要的组件进行安装，然后使用万用表对其进行电气测试，以确保制作的电抗器完美无缺。
综上所述，电焊机电抗器的制作方法其实是一个相对比较简单的过程，只要认真准备好材料和工具，熟练掌握制作技巧，就能很好地完成整个过程。
通过这种方式，我们可以更好地理解电焊机电抗器的结构和作用，从而在实际生产中更加灵活地应用它的优势。
干式铁芯并联电抗器铁心柱磁通密度
干式铁芯并联电抗器铁心柱磁通密度
【最新版】
目录
1.干式铁芯并联电抗器的概述
2.铁心柱磁通密度的概念和计算方法
3.铁心柱磁通密度对电抗器性能的影响
4.提高铁心柱磁通密度的措施
5.结论
正文
一、干式铁芯并联电抗器的概述
干式铁芯并联电抗器是一种用于电力系统中的无功补偿设备，其主要作用是限制系统中的无功功率流动，提高电力系统的稳定性和安全性。
相较于传统的电抗器，干式铁芯并联电抗器具有体积小、损耗低、噪音小等优点，因此在电力系统中得到了广泛的应用。
二、铁心柱磁通密度的概念和计算方法
铁心柱磁通密度是指通过电抗器铁心柱的磁通量与铁心柱截面积的比值。
磁通密度是衡量电抗器磁场强度的一个重要参数，其单位为特斯拉(T)。
计算铁心柱磁通密度时，通常采用以下公式：
磁通密度 = 磁通量 / 铁心柱截面积
三、铁心柱磁通密度对电抗器性能的影响
铁心柱磁通密度对干式铁芯并联电抗器的性能具有重要影响。
磁通密度越大，电抗器的无功补偿能力越强，但同时磁芯损耗也会增加，影响电抗器的效率。
因此，在设计电抗器时，需要合理选择铁心柱磁通密度，以达到最佳的性能。
四、提高铁心柱磁通密度的措施
为提高干式铁芯并联电抗器的性能，可采取以下措施提高铁心柱磁通密度：
1.优化铁心柱结构，提高磁路截面积的利用率；
2.选择高磁导率的磁芯材料；
3.适当增加铁心柱的截面积；
4.采用高效的磁芯冷却方式，降低磁芯损耗。
五、结论
干式铁芯并联电抗器的铁心柱磁通密度是影响其性能的关键参数。
中频高压谐振铁芯电抗器的一种迭代设计方法
Ｐ 和所需的电感值 Ｌ； 由式 （ ） ３ 计算得到铁 的面积 乘积 Ａ 根据 ＡＰ的数值查 找铁芯 的规格型号； Ｐ； 将铁 心的 Ａ 的值代 入下式 （ ） ４ 计算线 罔 的匝数 ，； ＼ 在式 ， （） ５ 中让 Ｆ＝１ 计算气 隙长度 ｚ ； ｚ 代 入式 （ ） 到 ｇ将 ｇ ６得 气隙边缘效应 因数 Ｆ 最后将 Ｆ代 人下式 （ ） 到修 ． ７得 正后 的 匝数 Ｎ 。
ｎ ｓ ｆｔ ｅｃ ｎ ｌｓｏ ｒ ｖ ｄｂ ｈ ｉ ｌｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅｅ ｐ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓｏ ｈ ｏ ｃｕ ｉｎ ｉ ｐ ｏ ｅ ｙｔ ｅｓ ｓ ｍｕａ ｉ ｎ ｈ ｘ ｅｉ ｎ． ｏ ｍ
Ｋｅ ｒ ｓ ｙｗｏｄ ：ＡＰ ｍ ｅｈ ｄ；ｅ ｏ ａ ｃ ｅ ｃｏ ｅ ｇ ～ ｅｆｃ ａ ｔｒ ｔｒｔｖ ｔ ｏ ｒｓ ｎ ｎ ｅｒａ ｔ ｒ ｄ ｅ ｆｅｔｆｃｏ ；ｉｅａｉｅ ｉ
ｆｅ ｕ ｎ ｙａ ｄｈｇ ｏｔｇ ｅｏ ａ ｃ ｅ ｃｏ ，ｐ ｔ ｏ ｔ ｔｒｔ ｅｄ ｓｇ ｉｇｍｅｈ ｄｔ ｒ ｖ ｎ ｈ ｒ ｂｅ ｒ ｑ ｅ ｃ ｎ ｉｈｖ ｌａ ｅｒ ｓ ｎ ｎ ｅｒａ ｔｒ ｕｓｆｒｈａｉ ａｉ ｅ ｉｎｎ ｔｏ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔｔｅｐ ｏ ｌｍ．Ｔｈ ｏ ｒｃ— ｅ ｖ ｅｃ ｒｅ ｔ
易 娜， 唐雄民 ， 彭永进 （ 大学电气工程学院 ， 湖南 湖南 长沙，１Ｏ２ ４０８） 摘要 ： 针对 常规 Ａ Ｐ法和 ＡＧ法应 用到容量较 大的中频 高压谐振铁 芯电抗 器时会 出现 气隙边缘 效应 因数 Ｆ较 大， 要 求匝数修正幅度过 犬的情况 ， 出一种能考虑铁 芯 气隙磁 通 边缘 效 应 因数 和无 需对 电抗 器匝数进 行修 正的选代 设 计方 提 法 。文 中通过 一个基于 （ ： ｃ型铁芯的 ６ Ｖａ 谐振 电抗 器的设 计 实例 来说 明本 文迭代 方 法的设计流 程 ， 此设 计方 法得 ３ｋ ｒ 按
电抗器设计1-电抗器的标准计算
P（kw）
Q（kva）
功率因数cosθ= P S
CHENLI
3
1.2三相电电压与电流的关系
1、星形连接
- uA + A N - uB + B
- uC + C
N
线电压为
•
U
AB
•
•
U BC U CA
相电压为
•
U
A
•
U
B
•
UC
•
•
•
(或UANUBNUCN)
线电压是相电压的 3 倍。
星形连接 线电流等于相电流
•高频负载在轻载时，可能出现电感电流不连续的工作状态，这种状态会产生人 耳能听到的低频振荡声，有时甚至使系统不能稳定工作。为防止这一现象，故在 轻载时要求有较大的电感值；满载时不需要太大的电感，允许较大的气隙防止饱 和。因此高频负载重中理想的电感应如曲线３所示，CHENLI17
电抗器气隙
•
CHENLI
版本
1.0
电抗器的设计
日期 2012040
5
第一部分 电抗器的标准计算
CHENLI
1
1.电学基础公式
•欧姆定律：I=U/R
•全电路欧姆定律：I=
R
U
r[其中r为内阻]
•功率计算：P（视在功率） = UI = I²R =
U2 R
CHENLI
2
1.1“功率三角形”
如下图所示。表示视在功率S、有功功率P和无功功率Q三者在数值 上的关系，它是一个直角三角形，两直角边分别为Q与P，斜边为S。S与P 之间的夹角θ为功率因数角，它反映了该交流电路中电压与电流之间的相 位差（角）。
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电气与电子工程学院《电磁装置设计原理》课程设计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U*********完成日期2015年 6 月19 日目录480KVA/10kV 铁芯电抗器参数列表 (3)1.电抗器的额定值与技术要求 (4)2.铁芯参数选择 (4)3.线圈电压电流及电抗值 (5)4.线圈匝数 (5)5.主电抗计算 (5)6.线圈设计 (6)7.绝缘设计 (8)8.绝缘半径计算 (8)9.线圈漏电抗 (9)10总电抗 (9)11.线圈导线每相总长 (10)12.线圈损耗 (10)13.线圈导线重量 (10)14.铁芯窗高 (11)15.铁芯损耗 (11)16.总损耗 (11)17.线圈温升计算 (12)18.成本核算 (12)附1：480KVA/10kV 铁芯电抗器设计表格 (13)附2：铁芯电抗器尺寸图 (17)480KVA/10kV 铁芯电抗器参数列表1.电抗器的额定值与技术要求（1）额定容量Sc=480KV A（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℃）（8）总损耗≤7000W（附加损耗系数1.2）（9）铁芯材料DQ133-30（10）导线材料铜导线ρ145℃=0.02616Ω*mm²/m（11）绕组温升≤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（1）铁芯直径由直径估算公式'D K=K为经验系数，对于冷轧钢片、铜导线取值为0.054~0.058。
其中经验系数D取值为0.058进行计算得：'0.2063===D K选择D=0.21m查表5-11得:A=0.02918m²芯柱有效截面面积ZA=0.03213m²铁轭有效截面面积eG=84.8kg角重AB=0.2m铁芯最大片宽M∆=0.178m铁芯总叠厚Mb=0.19m铁轭片高em3.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/381/4910.9093k X U I ===Ω4.线圈匝数由匝数计算公式'W =其中预取磁密'B =0.93T ，m k 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：'53.76W ===故实际线圈匝数为:('0.5)54W INT W =+=5.主电抗计算（1）初选单个气隙长度 0.0054m δ=（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()0.00540.00540.05ln()0.00540.0040BH δδεπδπ+=+==气隙磁通衍射面积22(2)20.004(20.0040.20.178)0.0030M M A b δεε=++∆=⨯⨯++=气隙等效导磁面积220.029180.00300.950.0337ZdpA A A K m δδ=+=+= （3）主电抗由计算公式 227810m fW A X n δπδ-=⨯ 取n=10，得：227227810850540.033710100.00540.7178m fW A X n δπδπ--=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=Ω（4）铁芯中磁密0.8597B T ===6.线圈设计（1）线圈高度估计值由公式(1)L B A H n H n H δ=-+-其中A H 为线圈至上下铁轭绝缘距离，根据10kV 对地线电压查表4-162取A H =20.065⨯m ，代入公式计算得：(1)(101)0.05100.00540.130.374L B AH n H n H mδ=-+-=-⨯+⨯-= （2）初选导线查线包扁铜线规格表4-133 裸导线 a=0.004m ； b=0.0106m ； SL=0.00004154m²对铜导线绝缘厚度∆=0.0005m2引自《电磁装置设计原理讲义》P72带绝缘导线 a1=0.0045m ；b1=0.0111m （3）并绕根数初选电密 'J =1800000A/m² 并绕根数10.000041''41915.5418000060370L I M pp S J ⨯=⋅⋅=⨯=11('0.5)(5.60370.5)6M INT M INT =+=+= （均采用轴向并绕）（4）电流密度120.0000415''41911681110.57646/L A IJ pp S M m ⨯=⋅⋅=⨯=（5）线圈高度取每层匝数 WH=4.5则线圈高度，取裕度系数为1.015，计算得：111.015(1) 1.015(4.51)611.10.3718L H WH M b mm =+⋅⋅=⨯+⨯⨯=线圈电抗高度111.015 1.015 4.5611.10.3042Hx WH M b mm =⋅⋅=⨯⨯⨯=（6）线圈辐向厚度线圈共12层，将其进行分段，一般内侧与外侧层数之比为1:3或2:5，内外散热面积相差较小时，可取对称。
故对称分段，分为4段，每段层数为1H N =3层、2H N =3层、3H N =3层、4H N =3层。
取裕度系数为 1.05，由于均采用轴向并绕，辐向并绕根数为1。
查表4-17圆筒式线圈层间绝缘4可知，两层间需垫Nomex 绝缘纸3层，每层厚度为0.127mm 。
故各段线圈厚度为：11111.05((1)30.127)1.05(13 4.5(31)30.127)0.0010.0147H B H H B M N a N m=⨯+-⨯⨯=⨯⨯⨯+-⨯⨯⨯= 23410.0147H H H H B B B B m ====7.绝缘设计根据10kV 对地线电压查表4-165，取线圈至上铁轭距离为1S H =0.065m ，线圈至下铁轭距离2S H =0.065m ，相间距离x C =30mm ，铁芯外径到线圈1内径绝缘距离取0C =35mm ，含线圈1内置2mm 绝缘层。
8.绝缘半径计算（1）铁芯半径0/20.21/20.105R D m ===（2）线圈1内半径 1000.1050.0350.14R R C m =+=+= （3）线圈1外半径 2110.140.01470.1547H R R B m =+=+=由于圆筒式绕组辐向气道宽度一般选取在8~19mm ，故本绕组辐向气道取为1SS =8mm 。
线圈1外置2mm 绝缘层；线圈2内置2mm 绝缘层。
（4）线圈2内半径 3212(0.15470.00820.002)0.1667m R R SS δ=++=++⨯= （5）线圈2外半径 4320.16670.01470.1814H R R B m =+=+=气道取为2SS =8mm 。
线圈2外置2mm 绝缘层；线圈3内置2mm 绝缘层。
（6）线圈3内半径 5412(0.18140.00820.002)0.1934m R R SS δ=++=++⨯= （7）线圈3外半径 6520.19340.01470.2081H R R B m =+=+=气道取为3SS =8mm 。
线圈2外置2mm 绝缘层；线圈3内置2mm 绝缘层。
（8）线圈4内半径 7632(0.20810.00820.002)0.2201m R R SS δ=++=++⨯= （9）线圈4外半径 8730.22010.01470.2348H R R B m =+=+= （10）线圈直径8220.23480.4697D R m ==⨯= （11）铁芯柱中心距00.46970.0450.4997x M D C m =+=+=9.线圈漏电抗（1）线圈平均半径18()/2(0.140.2348)/20.1874m p R R R =+=+=（2）线圈辐向厚度810.23480.140.0948H B R R m =-=-=（3）线圈漏磁等效面积21222/320.09480.18740.140.02918/0.9530.068Q H p Z dpA B R R A k m ππππ=+-=⨯⨯+⨯-= （4）洛氏系数802()12(0.23480.105)10.30420.7281L R R Hxρππ-=--=-⨯=（5）线圈漏电抗227227810850540.72810.068100.30420.1873L QfW A X Hxσπρπ--=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=Ω10总电抗0.71780.18730.905k m X X X σ=+=+=Ω总电抗误差|0.9050.9093|100%0.47%0.9093e K -=⨯=误差满足要求，可进行以下项目计算。
11.线圈导线每相总长（1）线圈平均匝长 220.1874 1.1770p p l R m ππ==⨯= （2）每相总长'54 1.1770 1.865.3568p l Wl l m Φ=+=⨯+=其中'l 为引线长1.8m12.线圈损耗（1）每相电阻165.35680.026160.0069160.00004145L l r pp M S φρΦ==⨯=Ω⋅⋅⨯⨯（2）线圈电阻损耗 2234190.00693612.9336r P mI r W φ==⨯⨯=（3）线圈损耗1.23612.93364335.5203k FS r P k P W ==⨯=其中损耗附加系数FS k 为1.213.线圈导线重量（1）裸导线重量1365.35681641.450.0089434.9303c L c G ml ppM S r kg Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=其中c r 为铜的密度，为8900kg/m³。
（2）绝缘导线重量对铜导线17alc k =绝缘重量所占比例：( 1.57)/ 1.533922c alc L k k b a S ∆∆=⋅++⨯=绝缘导线重量(1/100)441.6017Cu c c G k G kg =+⨯=14.铁芯窗高0120.37180.0650.0650.5018L S S H H H H m =++=++=15.铁芯损耗（1）铁芯柱重量0()3(0.5018100.0054)0.029*********.8795Z P Z Fe G K H n A r kgδ=-=⨯-⨯⨯⨯=（2）铁轭重量0440.49970.032137650491.26184e e Fe PG M A r kg K ==⨯⨯⨯=- （3）铁芯重299.8795491.261884.8875.9413Fe Z e G G G G kg ∆=++=++=（4）铁芯损耗0(()())22Fe z Z e e G G P K p G p G ∆∆=+++ 其中0K =1.8，芯柱单位铁损z p 和铁轭单位铁损e p 值由B 和(e)B 从表4-9 铁磁材料损耗曲线6查出，查该表得出其拟合曲线为20.3737p B =，代入上式可得z p =0.2762W/kg ，e p =0.3349W/kgFe P =491.8712W16.总损耗4827.3915k Fe P P P W =+=≤7000W损耗符合要求6引自《电磁装置设计原理讲义》P5217.线圈温升计算芯柱等效直径1.9804x D mm === 气道平均宽度1123((/2)/2)/(1)((140198.04/2)/2888)/(31)17.3822x SS R D SS SS SS N mmδ=-++++=-++++=绕组轴向气道有效散热系数0.4202K α===内绕组表面积计算1123456723(22()0.9)3(20.142(0.15470.16670.18140.19340.20810.2201)0.9)0.30426.6025xSQP R R R R R R R H m ππππ=++++++⨯⨯=++++++⨯⨯= 外绕组表面积计算22832320.23480.3042 1.3458x SQP R H m ππ=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=绕组有效散热面积2120.4202 6.6025 1.3458 4.1201SQP K SQP SQP m α=⋅+=⨯+=绕组温升0.81.35 1.353612.9336()0.33()94.87304.1201x n r H P T K K SQP ⨯===≤95K绕组温升满足要求18.成本核算硅钢片35元/kg ，铜导线65元/kg硅钢片价格=35875.94133530657.94Fe G ⨯=⨯=元 铜导线价格=65441.60173528704.11Cu G ⨯=⨯=元 总造价=30657.94+28704.11=59362.06元附1：480KVA/10kV 铁芯电抗器设计表格附2：铁芯电抗器尺寸图=5.4B =50图1 芯柱尺寸图（单位mm ）图2 铁芯、线圈及绝缘尺寸图（单位mm ）芯柱轴线δ=2δ=2δ=2δ=2δ=2δ=2δ=2Ro=105Co=35R1=140BH2=154.7BH3=154.7BH4=154.7BH1=154.7R2=154.7SS1=8SS2=8SS3=8R3=166.7R4=181.4R5=193.4R6=208.1R7=220.1R8=234.8图3 线圈布置图（单位mm）评分一览表：总分：学生签字：指导老师签字：年月日。