鐵芯電抗器設(shè)計(jì)(共19頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電氣與電子工程學(xué)院電磁裝置設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 鐵芯電抗器設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師 孫劍波 班 級(jí) 電氣1212 姓 名 曹鵬舉 學(xué) 號(hào) U 完成日期 2015年 6 月 19 日目錄480KVA/10kV 鐵芯電抗器參數(shù)列表心柱直徑D(mm)中心距Mo(mm)窗高Ho(mm)磁密B(T)繞組電流密度J(A/mm2)鐵心損耗PFe(W)負(fù)載損耗Wk(W)繞組匝數(shù)W繞組層數(shù)NH繞組每層匝數(shù)WH210499.7501.80.8597.58491.874335.5254124.5繞組高度HH(mm)繞組外直徑DH(mm)導(dǎo)線厚度a(mm)導(dǎo)線高度b(mm)氣隙個(gè)數(shù)n氣隙長度(mm

2、)主電抗Xm()總電抗Xk()繞組溫升TX(K)成本MM(元)0.37180.4697410.6105.40.71780.905094.8759362.061.電抗器的額定值與技術(shù)要求（1）額定容量Sc=480KVA（2）所接電網(wǎng)電壓10kV（3）頻率50Hz（4）相數(shù)3（5）相電壓381V（6）相電流419A（7）絕緣材料耐熱等級(jí)H級(jí)（145）（8）總損耗7000W（附加損耗系數(shù)1.2）（9）鐵芯材料DQ133-30（10）導(dǎo)線材料銅導(dǎo)線145=0.02616*mm/m（11）繞組溫升95K（附加損耗系數(shù)1.35）（12）鐵芯餅高度HB=50mm；疊壓系數(shù)Kdp=0.952.鐵芯參數(shù)選擇（1

3、）鐵芯直徑由直徑估算公式其中經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于冷軋鋼片、銅導(dǎo)線取值為0.0540.058。取值為0.058進(jìn)行計(jì)算得：選擇=0.21m查表5-1 引自電磁裝置設(shè)計(jì)原理講義P154得:芯柱有效截面面積=0.02918m鐵軛有效截面面積=0.03213m角重=84.8kg鐵芯最大片寬=0.2m鐵芯總疊厚=0.178m鐵軛片高=0.19m3.線圈電壓電流及電抗值（1）設(shè)計(jì)線圈時(shí)電壓U=381V（2）設(shè)計(jì)線圈時(shí)電流I=491A（3）電抗值4.線圈匝數(shù)由匝數(shù)計(jì)算公式其中預(yù)取磁密=0.93T，為主電抗比例系數(shù)，初值范圍為0.850.93，此處取值為0.85。代入上式得：故實(shí)際線圈匝數(shù)為:5.主電抗計(jì)

4、算（1）初選單個(gè)氣隙長度（2）氣隙等效導(dǎo)磁面積計(jì)算鐵芯餅高度HB=0.05m氣隙磁通衍射寬度氣隙磁通衍射面積氣隙等效導(dǎo)磁面積（3）主電抗由計(jì)算公式 取n=10，得：（4）鐵芯中磁密6.線圈設(shè)計(jì)（1）線圈高度估計(jì)值由公式其中為線圈至上下鐵軛絕緣距離，根據(jù)10kV對(duì)地線電壓查表4-16引自電磁裝置設(shè)計(jì)原理講義P72取=m，代入公式計(jì)算得：（2）初選導(dǎo)線查線包扁銅線規(guī)格表4-13引自電磁裝置設(shè)計(jì)原理講義P59裸導(dǎo)線a=0.004m；b=0.0106m；SL=0.m對(duì)銅導(dǎo)線絕緣厚度=0.0005m帶絕緣導(dǎo)線a1=0.0045m；b1=0.0111m（3）并繞根數(shù)初選電密=A/m并繞根數(shù) （均采用軸向并

5、繞）（4）電流密度（5）線圈高度取每層匝數(shù)WH=4.5則線圈高度，取裕度系數(shù)為1.015，計(jì)算得：線圈電抗高度（6）線圈輻向厚度線圈共12層，將其進(jìn)行分段，一般內(nèi)側(cè)與外側(cè)層數(shù)之比為1:3或2:5，內(nèi)外散熱面積相差較小時(shí)，可取對(duì)稱。故對(duì)稱分段，分為4段，每段層數(shù)為=3層、=3層、=3層、=3層。取裕度系數(shù)為1.05，由于均采用軸向并繞，輻向并繞根數(shù)為1。查表4-17圓筒式線圈層間絕緣引自電磁裝置設(shè)計(jì)原理講義P73可知，兩層間需墊Nomex絕緣紙3層，每層厚度為0.127mm。故各段線圈厚度為：7.絕緣設(shè)計(jì)根據(jù)10kV對(duì)地線電壓查表4-16引自電磁裝置設(shè)計(jì)原理講義P72，取線圈至上鐵軛距離為=0.

6、065m，線圈至下鐵軛距離=0.065m，相間距離=30mm，鐵芯外徑到線圈1內(nèi)徑絕緣距離取=35mm，含線圈1內(nèi)置2mm絕緣層。8.絕緣半徑計(jì)算（1）鐵芯半徑（2）線圈1內(nèi)半徑（3）線圈1外半徑由于圓筒式繞組輻向氣道寬度一般選取在819mm，故本繞組輻向氣道取為=8mm。線圈1外置2mm絕緣層；線圈2內(nèi)置2mm絕緣層。（4）線圈2內(nèi)半徑（5）線圈2外半徑氣道取為=8mm。線圈2外置2mm絕緣層；線圈3內(nèi)置2mm絕緣層。（6）線圈3內(nèi)半徑（7）線圈3外半徑氣道取為=8mm。線圈2外置2mm絕緣層；線圈3內(nèi)置2mm絕緣層。（8）線圈4內(nèi)半徑（9）線圈4外半徑（10）線圈直徑（11）鐵芯柱中心距9

7、.線圈漏電抗（1）線圈平均半徑（2）線圈輻向厚度（3）線圈漏磁等效面積（4）洛氏系數(shù)（5）線圈漏電抗10總電抗總電抗誤差誤差滿足要求，可進(jìn)行以下項(xiàng)目計(jì)算。11.線圈導(dǎo)線每相總長（1）線圈平均匝長（2）每相總長其中為引線長1.8m12.線圈損耗（1）每相電阻（2）線圈電阻損耗（3）線圈損耗其中損耗附加系數(shù)為1.213.線圈導(dǎo)線重量（1）裸導(dǎo)線重量 其中為銅的密度，為8900kg/m。（2）絕緣導(dǎo)線重量對(duì)銅導(dǎo)線絕緣重量所占比例：絕緣導(dǎo)線重量14.鐵芯窗高15.鐵芯損耗（1）鐵芯柱重量（2）鐵軛重量（3）鐵芯重（4）鐵芯損耗其中=1.8，芯柱單位鐵損和鐵軛單位鐵損值由和從表4-9 鐵磁材料損耗曲線引自電磁裝置設(shè)計(jì)原理講義P52查出，查該表得出其擬合曲線為，代入上式可得=0.2762W/kg，=0.3349W/kg=491.8712W16.總損耗7000W損耗符合要求17.線圈溫升計(jì)算芯柱等效直徑氣道平均寬度繞組軸向氣道有效散熱系數(shù)內(nèi)繞組表面積計(jì)算 外繞組表面積計(jì)算繞組有效散熱面積繞組溫升95K繞組溫升滿足要求18.成本核算硅鋼片35元/kg，銅導(dǎo)線65元/kg硅鋼片價(jià)格=元銅導(dǎo)線價(jià)格=元總造價(jià)=30657.94+28704.11=59362.06元附1：480KVA/10kV 鐵芯電抗器設(shè)計(jì)表格附2：鐵芯電抗器尺寸圖圖1