铁芯电抗器设计程序
铁芯电抗器设计程序
一．已知参数
1. 电抗器总容量 Q LZ
2. 电压等级 额定电压 U H 额定电流 I H 电抗率 K=%C L X X
二．确定铁芯直径、截面积 S D=4
K L Q K —系数 50～60 一般取中 Q L —电抗器每柱容量 Q LZ ÷3
D —铁芯直径 S=4D
2π S —铁芯截面
拼圆形铁芯查铁芯表
三．求匝电势
e t =45BS
? B —磁通密度
S —铁芯截面
45—系数044.41
f =45 四．计标匝数 N=t e N U = 取态数 N —匝数
N U —端电压
e t —匝电势
五．选导线
S ≈g N
A I D S —导线截面 铜1.5～2.5（不浇注）
N I —额定电流 铝0.8～2（不浇注）
g A —电流密度 铜线1.1～1.2（浇注）
铝线0.7～0.8(浇注）
六．查线规表
b ×a b —线厚度 a —线宽度
当线截面小于12mm 2时选用丝包圆线
七．线圈计标
线圈层数N ∕N 层=层数
向小的方向圆整数：省料、噪音大、发热大
向大的方向圆整数：费料、噪声小、发热小
然后重新计算总匝数N 根据总匝数回算磁通密度B 线圈单面出线选奇数层 线圈双面出线选偶数层
八．线圈尺寸
轴向高度：导线高度×N 层＋1, 有换位时加一个导线宽度 再加0～1%余度， 有时可加到3%
幅向尺度：导线厚度×层数＋层间绝缘＋余度（1～5%）取整
九．绝缘半径
线圈幅向尺寸＋（内4＋外5）
浇注时：轴向尺寸＋40=A
窗高：轴向尺寸 A ＋90
窗宽：线圈外径＋相间绝缘距
线圈外径：
｛铁芯半径＋装配间隙（2.5～4）＋绝缘筒（3）＋风道（20）＋线圈内绝缘＋线圈厚＋5｝×2
十．线长
线圈平均直径D=（内径＋外径）÷2
线长 D π×N=线长L N 匝数
十一.导线电阻
R =S L
ρ ρ—电阻率 L —导线长 S —导线截面
十二.导线发热
Q =0.24I 2Rt 杂散损耗Q ×1.05
十三.气隙
单柱气隙长度L =cm B IN
8.02 气隙个数 1cm 一个
往大方向取整
铁饼个数为：气隙个数－1
（窗高－气隙）∕饼数=饼高
或令饼高为60cm
窗高－60×（气隙数－1）－气隙数∕2=轭腿高
平波电抗器原理及应用(DOC)
平波电抗器用于整流以后的直流回路中。整流电路的脉波数总是有限的，在输出的整直电压中总是有纹波的。这种纹波往往是有害的，需要由平波电抗器加以抑制。直流输电的换流站都装有平波电抗器，使输出的直流接近于理想直流。直流供电的晶闸管电气传动中，平波电抗器也是不可少的。平波电抗器与直流滤波器一起构成高压直流换流站直流侧的直流谐波滤波回路。平波电抗器一般串接在每个极换流器的直流输出端与直流线路之间，是高压直流换流站的重要设备之一。 平波电抗器和直流滤波器一起构成直流T型谐波滤波网，减小交流脉动分量并滤除部分谐波，减少直流线路沿线对通信的干扰和避免谐波使调节不稳定。平波电抗器还能防止由直流线路产生的陡波冲击进入阀厅，使换流阀免遭过电压的损坏。 当逆变器发生某些故障时，可避免引起继发的换相失败。可减小因交流电压下降引起逆变器换相失败的机率。当直流线路短路时，在整流侧调节配合下，限制短路电流的峰值。电感值并不是越大越好，因为电感的增大对直流输电系统的自动调节特性有影响。 在直流输电系统中，当直流电流发生间断时，会产生较高过电压，对绝缘不利，使控制不稳定。平波电抗器通过限制由快速电压变化所引起的电流变化率来防止直流电流的间断，从而降低换流器的换相失败率。 表1供货范围及设备技术规格一览表
本设备招标书技术文件要采购的干式空心平波电抗器，其安装地点的实际外部条件见表1.1：设备外部条件一览表。投标方应对所提供的设备绝缘水平、温升等相关性能参数在工程实际外部条件下进行校验、核对，使所供设备满足实际外部条件要求及全工况运行要求。 表1.1 设备外部条件一览表（项目单位填写） 1.1 正常使用条件 1.1.1 周围空气温度 最高不超过40℃，且在24h内测得的平均温度不超过35℃。
铁芯串联电抗器
高倍不饱合铁芯串联电抗器 工频铁芯串联电抗器用于高低压电容补偿的限流，电动机起动限流，低通滤波等。 传统铁芯串联电抗器由于不饱合电流比较小，对常用的几种电抗器做了实际测试，不饱合电流一般在额定电流的1.1-1.35之间，最大的可达1.8倍。2倍额定电流就全饱合了，饱合后变成了非线性负载并产生大量电流谐波。电容器的串联电抗器主要是限制合闸涌流，因为在合闸时电容电压为0，合闸瞬间由于电容电压不能突变相当于短路，也就是电抗器的瞬时压降等于电源相电压。流过电抗器的电流可能达到额定电流8-10倍，对于传统电抗器合闸瞬间是完全饱合的，相当于一个空心电抗器。所以对合闸涌流限制作用很小。为了解决这个问题，我们研发出来大于8倍不饱合电流的串联电抗器。它可以在合闸时工作在不饱合状态，很好限制了合闸涌流。 一：在正常工作时传统电抗器端电压比较高，所以消耗的无功也比较多。比如电抗器是14%，正常工作时压降是35v，配30kvar电容器（线电压525v），电抗器消耗的无功是2.86kvar。电容器实际端电压=380*(1+14%)=433v,电容器实际发的的无功功率 =27.2A*1.732*433=20.4Kvar。向系统实际补偿无功 =20.4-2.86=17.54kvar，只有电容标称容量58.5%，所以电容利用率很低，并且由于选用14%电抗器使得所选电容器耐压也升高了，
增加电容器成本。 采用高倍不饱合串联工频电抗器，同样容量的电抗器正常运行的端电压2.2v，消耗的无功0.215Kvar。配30kvar电容器（线电压450v），电容器实际端电压=383v,电容器实际发的的无功功率 =33A*1.732*383=21.89Kvar。向系统实际补偿无功=21.67kvar，是电容标称容量72.2%，所以电容利用率高多了，并且由于电抗器的端电压低了，使得所选电容器耐压也低了，减少电容器成本。二：传统电抗器由于饱合电流小，在系统电压比较高的场合，电容电流增大使得电感电流超过饱合电流并大量产生电流谐波，电抗器变成谐波源。同时磁密很大，铁芯噪声温升都增大，严重时电抗器无法工作。 采用高饱合串联工频电抗器，正常工作磁密很小，只有0.18T，铁芯即使在最大谐波电压下无噪音温升很低。 三：如果系统电压畸变也就是电压谐波比较大时，传统电抗器电感值对谐波增加比较多，电容补偿回路对母线呈感性增大。这样就对补偿系统谐波无功的作用降低，也无法降低电压畸变。采用高倍不饱合串联工频电抗器，对主要谐波都呈容性。因此可以补偿系统谐波无功降低系统电压畸变。也就是具有一定的滤波功能。 高倍不饱和串联工频铁芯电抗器适用小于1Khz以下的工频和中 频系统，工作电压110KV及以下各个电压等级。。
kV干式铁心并联电抗器技术规范书
招标编号：xxxxxxx-xx-xx 江苏省电力公司工程 35kV铁芯并联电抗器 招标文件 第二卷技术规范书 江苏省电力公司 200x年x月
目录 1. 总则 2. 工作范围 2.1 供货范围 2.2 服务范围 2.3 技术文件 3. 技术要求 3.1 标准 3.2 使用环境条件 3.3 技术要求 4. 质量保证 5. 试验 6. 包装、运输和储存 7. 制造厂应提供的数据及资料 8. 卖方应填写的主要部件来源、规范一览表 附表1: 35kV铁心并联电抗器供货表 附表2: 投标差异表(格式)
1. 总则 1.1 本设备技术规范书适用于 35kV铁心并联电抗器, 它提出了该电抗器本体及附属设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2 本设备技术规范提出的是最低限度的技术要求。凡本技术规范中未规定，但在相关设备的国家标准或IEC标准中有规定的规范条文，卖方应按相应标准的条文进行设备设计、制造、试验和安装。对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求（如压力容器、高电压设备等）。 1.3 如果卖方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议, 则意味着卖方提供的设备完全符合本规范书的要求。如有异议, 不管是多么微小, 都应在报价书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。 1.4 本设备技术规范书所使用的标准如遇与卖方所执行的标准不一致时, 按较高标准执行。 1.5 本设备技术规范书经买、卖双方确认后作为订货合同的技术附件, 与合同正文具有同等的法律效力。 1.6 本设备技术规范书未尽事宜, 由买、卖双方协商确定。 1.7 卖方在应标技术规范中应如实反映应标产品与本技术规范的技术差异。如果卖方没有提出技术差异，而在执行合同的过程中，买方发现卖方提供的产品与其应标技术规范的条文存在差异，买方有权利要求退货，并将对下一年度的评标工作有不同程度的影响。 1.8 卖方应充分理解本技术规范并按本技术规范的具体条款、格式要求填写应标的技术文件，如发现应标的技术文件条款、格式不符合本技术规范的要求，则认为应标不严肃，在评标时将有不同程度的扣分。
电抗器的工作原理及在电力系统中的作用
电抗器的工作原理及在电力系统中的作用电抗器的工作原理： 由于电力系统中大量使用电力电子器件,直流用电,变频用电等,产生了大量的谐波,使得看是简单的问题变得复杂了,用以补偿的电容器频繁损坏,有的甚至无法投入补偿电容器,当谐波较小时,可以用谐波抑制器,但系统中的谐波较高时,就要用串联电抗器了,放大谐波电流. 电抗率为4.5%～7%滤波电抗器,用于抑制电网中5次及以上谐波;电抗率为12%～13 %滤波电抗器,用于抑制电网中3次及以上谐波.电抗器装于柜内,应加装通风设备散热.电抗器能在额定电压的 1.35倍下长期运行,常用电抗器的电抗率种类有4.5%、5%、6%、7%、12%、13%等,电抗器的温升：铁芯85K，线圈95K,绝缘水平：3kV/1min,无击穿与闪络,电抗器在1.8倍额定电流下的电抗值，其下降值不大于5%,电抗器有三相、单相之分,三相电抗器任二相电抗值之差不大于±3%,电抗器可用于400V或600V系统,电抗器噪声等级，不大于50dB,电抗器耐温等级H级以上. 电抗器在电力系统中的作用： 电力系统中所采取的电抗器,常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。并联电抗器用来吸收电网中的容性无功,如500kV电网中的高压电抗器,500kV变电站中的低压电抗器,都
是用来吸收线路充电电容无功的;220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括:1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。2)改善长输电线路上的电压分布。3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动,同时也减轻了线路上的功率损失。4)在大机组与系统并列时,降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用单相快速重合闸。 一般串联电抗器电抗率的选择方法： 在实际工程应用中，我们会遇到因为电抗器的电抗率选择不当，至使系统中的谐波放大或与系统发生谐振，对电网造成干扰的问题，下面本人结合实际工程中的经验，浅介一般串联电抗器如何选择电抗率。 仅用于限制涌流时，电抗率宜取0.1%到1%；不考虑背景谐波时，当并联电容器装置接入电网处含有5次及以上谐波时，电抗率宜取4.4%到6%；当并联电容器装置接入电网处含有3次及以上谐波时，电抗率宜取12%；而对于背景谐波，配置电抗率应遵循远离原则，如背景含有5次谐波，宜配置电抗率为1%的电抗器。
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 B(mm)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=m 5、 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 3 10190-?= 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：2 4 105.238m 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7.8610 5.23889.0502381 48.0'24 =?????== -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 3 1008-?= 2、 气隙磁通衍射宽度：m H B 3 31065.55700.008.05700.0ln 105.7)ln(--?=?? ? ??+?=+=πδδπδε 3、 气隙磁通衍射面积： 23621003.410)16018565.52(65.52)2(2mm b A M M --?=?++??=?++=εεδ 4、 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=??????=?=-160.110 105.770292 .0865081087 322722πδπδn A fW X m 6、 主电抗压降V X I U m N m 2.203160.1315=?== 7、 磁密T V fWA U B Z m 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(=-?+?-=-+-=δ 2、初选导线：23363.29,108.51055.3mm S mm b mm a L =?=?=--，
电抗器工作原理及作用(用途)
电抗器 懂得放手的人找到轻松，懂得遗忘的人找到自由，懂得关怀的人找到幸福！女人的聪明在于能欣赏男人的聪明。生活是灯，工作是油，若要灯亮，就要加油！相爱时，飞到天边都觉得踏实，因为有你的牵挂；分手后，坐在家里都觉得失重，因为没有了方向。
内容简介一：电抗器在电力系统中的作用 二：电抗器的分类 三：详细介绍及选用方法 四：各种电抗器的计算公式 五：经典问答 一：电抗器在电力系统中的作用
由于电力系统中大量使用电力电子器件,直流用电,变频用电等,产生了大量的谐波,使得看是简单的问题变得复杂了,用以补偿的电容器频繁损坏,有的甚至无法投入补偿电容器,当谐波较小时,可以用谐波抑制器,但系统中的谐波较高时,就要用串联电抗器了,放大谐波电流. 电抗率为4.5%～7%滤波电抗器,用于抑制电网中5次及以上谐波;电抗率为12%～13 %滤波电抗器,用于抑制电网中3次及以上谐波.电抗器装于柜内,应加装通风设备散热.电抗器能在额定电压的1.35倍下长期运行,常用电抗器的电抗率种类有4.5%、5%、6%、7%、12%、13%等,电抗器的温升：铁芯85K，线圈95K,绝缘水平：3kV/1min,无击穿与闪络,电抗器在1.8倍额定电流下的电抗值，其下降值不大于5%,电抗器有三相、单相之分,三相电抗器任二相电抗值之差不大于±3%,电抗器可用于400V或600V系统,电抗器噪声等级，不大于50dB,电抗器耐温等级H级以上. 信息来自:输配电设备网 电力系统中所采取的电抗器,常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。并联电抗器用来吸收电网中的容性无功,如500kV电网中的高压电抗器,500kV变电站中的低压电抗器,都是用来吸收线路充电电容无功的;220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括:1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。2)改善长输电线路上的电压分布。3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动,同时也减轻了线路上的功率损失。4)在大机组与系统并列时,降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用单相快速重合闸。 电力网中所采用的电抗器，实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要，布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制，要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此，为了满足某些断路器遮断容量的要求，常在出线断路器处串联电抗器，增大短路阻抗，限制短路电流。 由于采用了电抗器，在发生短路时，电抗器上的电压降较大，所以也起到了维持母线电压水平的作用，使母线上的电压波动较小，保证了非故障线路上的用户电
电抗器设计
07
级
《电磁装置设计原理——电抗器的设计》
设 计 报 告
姓 学
名 号
专业班号
指导教师 日 期
1
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 S N = 480 KVA 2、 额定电压 U N = 10 KV 3、 阻抗压降 U 1 = 381V 4、 相数 m = 3 5、 额定电流 I N = 419 A 6、 损耗 PCU + PFe ≤ 7000W 7、 线圈温升 TK < 125K 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
1.1 铁芯直径选择
D = K D 4 S / m = 0.06 × 4 480 / 3 = 0.206m ，
选择 D = 210 × 10 ?3 m ，采用 DQ133 ? 30 硅钢片，查表（5-1）得： 铁芯叠压系数： K dp = 0.95
2
铁芯柱有效截面面积： Az = 291.8 × 10 ?4 m 2 轭有效截面面积： Ae = 321.3 × 10 ?4 m 2 角重： G? = 84.8kg 铁芯最大片宽： BM = 0.2m 铁芯总叠厚： ? M = 0.178m 铁轭片高： bem = 0.19m 1.2 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： A S =0.95*300*100=28500 mm 2
2． 线圈参数设计选择
电抗额定值
X1 =
VN
IN
= 381
419
= 0.909
设计后，要满足电抗器的电抗的标幺值为 1~1.025 线圈匝数 初选 B ' = 0.81T , k m = 0.81 ，
W=
k mV 2πfB' AZ
=
0.81× 381 = 60匝 ，取整得： W = 60匝 2π × 50 × 0.87 × 300 × 10 ?4
主电抗计算
初选单个气隙长度 δ = 6.5 × 10 ?3 m ，铁芯饼高度 H B = 50 × 10 ?3 m
饱和电抗器原理
饱和电抗器原理 摘要：以去年首次在中国投运的高压电动机磁控软起动装置为背景，介绍作为软起动装置执行元件的磁饱和电抗器，指明它实质上是一个开关，阐述它的作用、特点和分析方法。 一、引言： 饱和电抗器是一种饱和度可控的铁芯电抗器。50~70年代是磁饱和电抗器在电气自动化领域较盛行的时期[1，2，3]。它既可以作为放大器件，又可以作为执行元件。相对于电真空器件，它耐受恶劣环境的优点令人瞩目，相对于交磁放大机系统，它的静止性受到垂青。当时，国内外关于磁饱和电抗器和磁放大器的著述和相关新铁芯材料的研制报导屡见不鲜。在我国，在70年代已形成磁放大器产品系列[2]。70年代以后，以双极型电子器件和SCR为代表的电力电子器件逐渐在电气控制领域占统治地位。饱和电抗器因惯性较大、功率放大倍数较小等缺点而被排挤，其发展受阻。但是，饱和电抗器是一种既有长处又有短处的电力器件。在电阻炉炉温等较慢过程的控制中，以饱和电抗器为功率器件的系列产品仍然在使用。在如何将它应用在较快过程的控制中，人们的研究和探索仍在继续。也取得了一些可喜的成果 [3]。我认为，高压电动机软起动是一个能够使饱和电抗器扬长避短发挥重要作用的领域。 二、三相饱和电抗器的基本形式 三相饱和电抗器有多种形式，在图1中表示了裂芯式和传统式的两种。 图1（a）为裂芯式结构，三相分立，一相一个铁芯。挨近小截面的是直流绕组（共6个）。绕在直流绕组外面的是交流绕组（共3个）。两个直流绕组产生的磁通在两个小截面铁芯上形成环路。而交流绕组产生的磁通通过大截面铁芯形成环路。 图1（b）为传统式。直流绕组套住6个铁芯和6个交流绕组。交流绕组每相2个，串连连接。一相交流电流在2个铁芯上产生2个环路的磁通。2个环路的时钟方向相同。 图1列出的仅是有代表性的形式。其它的可行形式还很多，例如图1（a），若将交流绕组挪位，令它套住大截面铁芯，就演绎为另一种可行形式。 所有可行形式的共性是：
电抗器的基本结构
电抗器的基本结构 一、铁心式电抗器的结构 铁心式电抗器的结构与变压器的结构相似，但只有一个线圈——激磁线圈；其铁心由若干个铁心饼叠置而成，铁心饼之间用绝缘板（或纸板、酚醛纸板、环氧玻璃布板）隔开，形成间隙；其铁轭结构与变压器相同，铁心饼与铁轭由压缩装置通过螺杆拉紧，形成一个整体，铁轭和所有的铁心饼均应接地。铁心结构，铁心饼由硅钢片叠成，叠片方式有以下几种： （a）单相电抗器铁心；（b）三相电抗器铁心 （1）平行叠片 其叠片方式，与一般变压器相同，每片中间冲孔，用螺杆、压板夹紧成整体，适用于较小容量的电抗器。 （2）渐开线状叠片 其叠片方式，与渐开线变压器的叠片方式相同，中间形成一个内孔，外圆与内孔直径之比约为4:1至5:1，适用于中等容量的电抗器。 （3）辐射状叠片 其叠片方式，硅钢片由中心孔向外辐射排列，适用于大容量电抗器。 （a）平行叠片；（b）渐开线状叠片；（c）辐射状叠片 在平行叠片铁心中，由于气隙附近的边缘效应，使铁心中向外扩散的磁通的一部分在进入相邻的铁心饼叠片时，与硅钢片平面垂直，这样会引起很大的涡流损耗，可能形成严重的局部过热，故只有小容量电抗器才采用这种叠片方式。在辐射形铁心中，其向外扩散的磁通在进入相邻的铁心饼叠片时，与硅钢片平面平行，因而涡流损耗减少，故大容量电抗器采用这种叠片方式。 铁心式电抗器的铁轭结构与变压器相似，一般都是平行叠片，中小型电抗器经常将两端的铁心柱与铁轭叠片交错地叠在一起，为压紧方便，铁轭截面总是做成矩形或丁形。 二、空心式电抗嚣的结构 空心式电抗器就是一个电感线圈，其结构与变压器线圈相同。空心电抗器的特点是直径大、高度低，而且由于没有铁心柱，对地电容小，线圈内串联电容较大，因此冲击电压的初始电位分布良好，即使采用连续式线圈也是十分安全的。空心
铁芯电抗器设计
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U201212040 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=0.95 2.铁芯参数选择 （1）铁芯直径 由直径估算公式 ' = D K 其中经验系数 K为经验系数，对于冷轧钢片、铜导线取值为0.054~0.058。 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: 芯柱有效截面面积 A=0.02918m2 Z 铁轭有效截面面积 A=0.03213m2 e G=84.8kg 角重 A B=0.2m 铁芯最大片宽 M ?=0.178m 铁芯总叠厚 M b=0.19m 铁轭片高 em
分裂电抗器原理
1前言 分裂电抗器是限流电抗器的一种。它与普通的限流电抗器一样，是一个空心或无导磁材料的感抗线圈。在配电系统中安装此种电抗器，可以限制该系统回路发生故障时的短路电流，从而降低断路器的开断电流容量，保证断路器的正常开断。空心式分裂电抗器的特点是其电抗值不随流经电流的变化而变化。目前，电流从100A到 5 000A 用于户内装置的分裂电抗器一般采用干式空气自冷的绕包式结构。这种电抗器按其安装排列方式可分为三种：三相垂直排列、两垂一并排列和三相水平排列。用支柱绝缘子将各相之间及其与基础之间进行连接。用于垂直排列的电抗器，中间相线圈的绕向与其上下两相线圈相反，而三相水平排列的电抗器其绕向相同。分裂电抗器与普通限流电抗器仅在出线端上有所区别。普通电抗器只有两个出线端，分裂电抗器有三个出线端。由中间的出线端将整个线圈分为两个部分，并称之为分裂电抗器的两臂，这两臂的绕向相同，但两臂中_的电流方向是相反的。 设 n为分裂电抗器每一臂的自感电抗，为两臂间的互感电抗，其值为( ) 厂c为以分数表示的互感系数，它取决于分裂电抗器的结构形式，通常 .厂c=0.4-0.6。在理想运行情况下，分裂电抗器的两臂通过大小相等、方向相反的电流。运行中，分裂电抗器每臂中的实际电抗为，由于两臂中的电流产生的磁场量是相互减弱的，所
以，X = . n为负值，这样， n n n=(I ) ”= (0.4-0.6)X ，如每臂的电压降为，则 U=/X=(0.4～ 0.6)/XH。由此可以说明理想运行情况下，分裂电抗器每臂的电压降仅为普通电抗器电压降dx )的0.4-0.6 倍。当分裂电抗器的一臂发生短路故障时如图4 所示。这时，强大的短路电流，K只通过分裂电抗器的短路臂，而另一臂仍为原有的负载电流，其值与另一臂短路电流相比则显得很小，因此可忽略其对短路臂的互感影响，短路一臂的电抗仍可认为是。这样，分裂电抗器在正常运行中每臂的电压降比普通电抗器小 0.4-0.6倍;而短路时短路臂电抗仍为n ，起到了限制短路电流的作用，这正是分裂电抗器的一大优点。 3出口电压偏移 在应用分裂电抗器时，还应注意到其在正常状态和短路状态时的电压变动范围，如图5所示。由于电抗器的电阻很小，电压降主要是由电流的无功分量在电抗器的感抗中产生的，所以，当忽略电压降的有功分量时，母线 I上的出口电压 U 可写成： t= 。_、/3，、/3，2 = 将等代人上式得： Ul= (，。 Izpfc)： 100V 3 IH (Ilsi 一I2sin~zfc) 同理，对于母线Ⅱ上的出口电压有： U2= { (， 2sin ，lsin 式中 Q 分裂电抗器每臂的额定电抗百分数。厂一分裂电抗器每臂的自感电抗，Q . ～互感系数,fc=M/C L——分裂电抗器每臂的自感，H 一分裂电抗器两臂的互感，H 』厂分裂电抗器的额定电流，A ，，——母线 I的负载电流，A ，2.一母线Ⅱ的负
并联电抗器及并联电抗器的作用
并联电抗器及并联电抗器的作用 并联电抗器 一般接在超高压输电线的末端和地之间，起无功补偿作用。并联连接在电网中，用于补偿电容电流的电抗器。 发电机满负载试验用的电抗器是并联电抗器的雏型。铁心式电抗器由于分段铁心饼之间存在着交变磁场的吸引力，因此噪音一般要比同容量变压器高出10dB左右。 220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能，主要包括： 一、使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡，防止无功功率不合理流动同时也减轻 了线路上的功率损失。 二、改善长输电线路上的电压分布。 三、在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压，便于发电机同期并列。 四、防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。 五、当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容， 以加速潜供电流自动熄灭，便于采用。 六、轻空载或轻负荷线路上的电容效应，以降低工频暂态过电压。 并联电抗器的作用 对超高压远距离输电线路而言，空载或轻载时线路电容的充电功率是很大的，通常充电功率随电压的平方面急剧增加，巨大的充电功率除引起上述工频电压升高现象之外，还将增大线路的功率和电能损耗以及引起自励磁，同期困难等问题。装设并联电抗器可以补偿这部分充电功率。 有利于消除发电机的自励磁。 当同步发电机带容性负载（远距离输电线路空载或轻载运行）时，发电机的电压将会自发地建立而不与发电机的励磁电流相对应，即发电机自励磁，此时系统电压将会升高，通过在长距离高压线路上接入并联电抗器，则可以改变线路上发电机端点的出口阻抗，有效防止发电机自励磁。 削弱空载或轻载时长线路的电容效应所引起的工频电压升高。 并联电抗器的中性点经小抗接地的方法来补偿潜供电流，从而加快潜供电弧的熄灭。 这种电压升高是由于空载或轻载时，线路的电容（对低电容和相间电容）电流在线路的
铁芯电抗器设计程序
铁芯电抗器设计程序 一．已知参数 1. 电抗器总容量 Q LZ 2. 电压等级 额定电压 U H 额定电流 I H 电抗率 K=%C L X X 二．确定铁芯直径、截面积 S D=4 K L Q K —系数 50～60 一般取中 Q L —电抗器每柱容量 Q LZ ÷3 D —铁芯直径 S=4D 2π S —铁芯截面 拼圆形铁芯查铁芯表 三．求匝电势 e t =45BS ? B —磁通密度 S —铁芯截面 45—系数044.41 f =45 四．计标匝数 N=t e N U = 取态数 N —匝数 N U —端电压 e t —匝电势 五．选导线 S ≈g N A I D S —导线截面 铜1.5～2.5（不浇注） N I —额定电流 铝0.8～2（不浇注） g A —电流密度 铜线1.1～1.2（浇注） 铝线0.7～0.8(浇注）
六．查线规表 b ×a b —线厚度 a —线宽度 当线截面小于12mm 2时选用丝包圆线 七．线圈计标 线圈层数N ∕N 层=层数 向小的方向圆整数：省料、噪音大、发热大 向大的方向圆整数：费料、噪声小、发热小 然后重新计算总匝数N 根据总匝数回算磁通密度B 线圈单面出线选奇数层 线圈双面出线选偶数层 八．线圈尺寸 轴向高度：导线高度×N 层＋1, 有换位时加一个导线宽度 再加0～1%余度， 有时可加到3% 幅向尺度：导线厚度×层数＋层间绝缘＋余度（1～5%）取整 九．绝缘半径 线圈幅向尺寸＋（内4＋外5） 浇注时：轴向尺寸＋40=A 窗高：轴向尺寸 A ＋90 窗宽：线圈外径＋相间绝缘距 线圈外径： ｛铁芯半径＋装配间隙（2.5～4）＋绝缘筒（3）＋风道（20）＋线圈内绝缘＋线圈厚＋5｝×2 十．线长 线圈平均直径D=（内径＋外径）÷2 线长 D π×N=线长L N 匝数 十一.导线电阻 R =S L ρ ρ—电阻率 L —导线长 S —导线截面 十二.导线发热 Q =0.24I 2Rt 杂散损耗Q ×1.05 十三.气隙 单柱气隙长度L =cm B IN 8.02 气隙个数 1cm 一个 往大方向取整 铁饼个数为：气隙个数－1 （窗高－气隙）∕饼数=饼高 或令饼高为60cm 窗高－60×（气隙数－1）－气隙数∕2=轭腿高
电抗器基本知识介绍及应用
电抗器基本知识介绍应用 一、干式电抗器的种类与用途 电抗器是重要的的电力设备，在电力系统中起补偿杂散容性电流、限制合闸涌流、限制短路电流、滤波、平波、启动、防雷、阻波等作用。根据电抗器的结构型式可分为空心电抗器、铁心电抗器与半心电抗器。 补偿杂散容性电流的电抗器主要有并联电抗器与消弧线圈。并联电抗器的作用是限制电力传输系统的工频电压升高现象，工频电压升高的原因在于空载长线的电容效应、不对称对地短路故障与突然甩负荷。消弧线圈通常应用在配电系统，它的作用是使得单相对地短路电流不能持续燃烧，导致电弧熄灭。消弧线圈通常具有调谐功能，可根据电力系统的杂散电容与脱谐度改变其电感值。 串联电抗器或称阻尼电抗器的作用是限制合闸涌流。串联电抗器与电力电容器串联使用，用于限制对电容器组合闸时的浪涌电流，通常选取电容器组容量的6%。 限流电抗器是串联于电力系统之中，多用于发电机出线端或配电系统的出线端，起限制短路电流的作用。为了与其他电力设备配合，其实际阻抗不能小于额定值。 滤波电抗器与电容器配合使用，构成LC谐振支路。针对特定次数的谐波达到谐振，滤除电力系统中的有害次谐波。 平波电抗器应用在直流系统中，起限制直流电流的脉动幅值作用。在设计平波电抗器时须注意线圈中的电流是按电阻分布的，设计时最好采用微分方程组计算。若按交流阻抗设计可能造成线圈出现过热现象，且阻抗值未必准确。
启动电抗器用于交流电动机启动时刻，限制电动机的启动电流，保护电动机正常运行。 防雷线圈通常用于变电站进出线 阻波器与防雷线圈的应用场合相 户外空心干式电抗器是20世纪 年代出现的新一代电抗器产品，如图1.1所示。它是利用环氧绕包技术将绕组完全密封，导线相互粘接大大的增加了绕组的机械强度。同时利用新的耐候材料喷吐于包封的表面，使得产品能够满足在户外的苛刻条件下运行。包封间由撑条形成气道，包封间与包封内绕组多采用并联连接以便满足容量与散热的要求。为了满足各个并联支路电流合理分配的需要，采用分数匝来减少支路间的环流问题。为了能够形成分数匝，采用星形架作为绕组的出线连接端。绕组的上下星架通过拉纱方式固定，固化后整个产品成为一个整体。这种结构的电抗器与传统方式的电抗器相比较具有可以直接用于户外、电感为线性、噪音小、防爆、使用维护方便等特点，因而对于某些此产品有可能正逐步取代其他形式的电抗器。 由于受到绕组结构的限制，户外空芯干式电抗器通常不适合电感量（>700mH）较大或电感较小(<0.08mH)但电流较大的场合，否则就
平波电抗器
平波电抗器 1 引言 高压直流（High Voltage DirectCurrent，HVDC）换流站采用半控型的晶闸管器件，利用相控进行交—直和直—交两种变换，将产生大量的高次谐波。目前HVDC换流装置一般采用12脉动换流桥，在换流站的交流侧将产生12n±1次电流特征谐波，n为自然数；在直流侧则产生12n次电压特征谐波。各种各样的不对称（如不等间隔的触发脉冲、母线电压不对称、相间换相电抗的不对称及变压器励磁电流）将产生少量额外的非特征谐波。换流站交流侧的谐波电流进入交流系统后，将使系统电压波形发生畸变并造成不良影响和危害。换流站直流侧的谐波电压将在直流线路上分布谐波电压和电流，使邻近的通信线路受到干扰。 滤波装置可抑制上述谐波。HVDC采用的滤波装置数量多、电压等级高、等效容量大，且一般为户外式。滤波装置在换流站的投资和占地面积中均占有相当大的比重。其中，滤波装置费用大约占HVDC总体投资的10%~15%[1]。典型的HVDC拓扑结构如图1所示。 整流站与逆变站一般具有对称结构。在HVDC系统直流侧首先采用平波电抗器减小直流线路中电压和电流的谐波分量；但仅靠平波电抗器的作用还不能满足谐波治理的要求，还需另外装设滤波器。传统HVDC主要装设的是针对特征谐波的无源滤波器（Passive Filter，PF）。 2 直流侧滤波装置性能评估标准 HVDC采用架空输电线时，通信干扰是很严重的问题。由于电力线路和通信线路的相对传输功率水平相差悬殊，且HVDC特征谐波频带与普通线路通话频带重合，因此对通话清晰度有明显干扰。谐波对换流站其他装置的安全运行也有严重危害。 现在各国HVDC输电工程主要根据通信干扰程度评估线路谐波水平，常采用等效干扰电流I eq指标。I eq是与直流输电线上的各次谐波电流等效的单一频率（800Hz或1000Hz）电流，其产生的干扰可等效为各次谐波电流所产生的干扰，它由整流站和逆变站谐波电流共同产生，在整流站和逆变站出站处取得最大值，其定义式为 式中 m为考虑的最高次谐波次数，对于HVDC系统通常取值为100；I n为第n次谐波电流的有效值； h n为第n 次谐波的耦合系数；P n为频率的加权系数。h n、P n与频率的对应关系见文 [2]。 在直流系统处于双极、平衡运行情况下，I eq的允许值分为：高标准（I eq为100~300mA）；中等标准（I eq为300~1000mA）；低标准（I eq超过1000mA）。对于单极运行的直流系统，该标准可增大2~3倍。近年来，随着光纤通信的普及，以上标准也有逐渐放宽的趋势。 3 直流侧滤波装置 3.1 平波电抗器 平波电抗器的设计需要满足以下几方面的要求[3]： （1）平波电抗器在直流线路小电流情况下能保持电流的连续性，触发延迟角10.1°＜a<169.9° 时，此时其电感量为
高压铁芯电抗器
高压铁芯电抗器 本产品串联连接在6-63KV输变电系统中，在系统发生故障时，用以限制短路电流，使短路电流降至其后设备的允许值。以下是环氧浇注干式铁心电抗器的安装和使用。 干式电抗器分类： 1. 串联电抗器：安装在并联补偿电容器装置中，与并联电容器串联连接用以抑制谐波电流，减少系统电压波形畸变和限制电容器回路投入时的冲击电流； 2. 限流电抗器：串联连接在系统上，在系统发生故障时，用于限制短路电流，使短路电流降低至其后接设备的允许值； 3. 并联电抗器：在超高压远距离输电系统中，并联连接变电站低压绕组侧，用于长距离轻负荷输电线路的无功功率补偿； 4. 滤波电抗器：与串联电容器组串联使用，组成谐振回路，滤除指定高次谐波； 5. 电动机起动电抗器：与交流电动机串联连接，用于限制电动机的起动电流，电动机起动完成后电抗器即被切除。 一、用途 产品用于0-63KV以下电力系统中，与系统串联连接，用以抑制电网电压波形畸变，从而改变电网电压质量和保证电力系统安全运行；限制系统发生故障时的短路电流。适用于电力系统，电气化铁道，冶金，化工，石油等防火要求较高，有电磁干扰要求和安装场地有限的城网变电站。 二、技术特点 1. 线圈经环氧树脂浇注而成，具有阻燃、自熄、免维护、机械强度高、抗短路冲击能力强、绝缘强度好、局部放电量小、使用寿命长等优点； 2. 铁芯制造采用了干式电抗器的制造技术、振动小、噪音低、漏磁小，对环境的电磁干扰小； 3. 产品的整体结构紧凑，安装尺寸小，占用空间小； 4. 产品的技术条件符合国际标准IEC288-88和部颁标准JB5346-98等要求，其技术性能达到当代国际同类产品的水平。 三、XKSC系列树脂干式铁芯限流电抗器执行标准 IEC289-88《电抗器》 GB10229-88《电抗器》 JB5346-98《串联电抗器》 DL-462-92《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》
电抗器设计
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=m 5、 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=285002mm 2． 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6010 30087.050238181.0'24=?????==-ππZ m A fB V k 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-?=
三相电抗器的原理和用途
三相电抗器的原理和用途 电力网中所采用的电抗器，实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制，要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此，为了满足某些断路器遮断容量的要求，常在出线断路器处串联电抗器，增大短路阻抗，限制短路电流。由于采用了电抗器，在发生短路时，电抗器上的电压降较大，所以也起到了维持母线电压水平的作用，使母线上的电压波动较小，保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。 一、电抗器概念 电抗器也叫电感器，一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场，所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁心，称铁心电抗器。电抗分为感抗和容抗，比较科学的归类是感抗器（电感器）和容抗器（电容器）统称为电抗器，然而由于过去先有了电感器，并且被称谓电抗器，所以现在人们所说的电容器就是容抗器，而电抗器专指电感器 二、电抗器分类： 按结构及冷却介质、按接法、按功能、按用途进行分类。 1 按结构及冷却介质：分为空心式、铁心式、干式、油浸式等，例如干式空心电抗器、干式铁心电抗器、油浸铁心电抗器、油浸空心电抗器、夹持式干式空心电抗器、绕包式干式空心电抗器、水泥电抗器等。 2 按接法：分为并联电抗器和串联电抗器。 3 按功能：分为限流和补偿。 4 按用途：按具体用途细分，例如限流电抗器、滤波电抗器、平波电抗器、功率因数补偿电抗器、串联电抗器、平衡电抗器、接地电抗器、消弧线圈、进线电抗器、出线电抗器、饱和电抗器、自饱和电抗器、可变电抗器（可调电抗器、可控电抗器）、轭流电抗器、串联谐振电抗器、并联谐振电抗器等。 电抗器作为无功补偿手段，在电力系统中是不可缺少的。 并联电抗器：发电机满负载试验用的电抗器是并联电抗器的雏型。铁心式电抗器由于分段铁心饼之间存在着交变磁场的吸引力，因此噪音一般要比同容量变压器高出10dB左右。 限流电抗器：限流电抗器一般用于配电线路。从同一母线引出的分支馈线上往往串有限流电抗器，以限制馈线的短路电流，并维持母线电压，不致因馈线短路而致过低。 阻尼电抗器(通常也称串联电抗器)与电容器组或密集型电容器相串联，用以限制电容器的合闸涌流。这一点，作用与限流电抗器相类似滤波电抗器滤波电抗器与滤波电容器串联组成谐振滤波器，一般用于3次至17次的谐振滤波或更高次的高通滤波。直流输电线路的换流站、相控型静止补偿装置、中大型整流装置、电气化铁道，以至于所有大功率晶闸管控制的电力电子电路都是谐波电流源，必须加以滤除，不让其进入系统。电力部门对于电力系统中的谐波有具体规定。p 消弧线圈：消弧线圈广泛用于lOkV-6kV级的谐振接地系统。由于变电所的无油化倾向，因此35kV以下的消弧线圈现很多是干式浇注型。p 平波电抗器：平波电抗器用于整流以后的直流回路中。整流电路的脉波数总是有限的，在输出的整直电压中总是有纹波的。这种纹波往往是有害的，需要由平波电抗器加以抑制。直流