大型空心电抗器损耗测量方法
引言:
随着国家经济的飞速发展,对电力系统所提供的电能质量也提出了更高的要求.为了确保证个电网所提供的电能质量,所以电网中大量使用许多电力设备,一方面保证整个电网的安全运行,另一方面来保证所输出的电能的可靠和稳定,并同时将整个电网进行了二次利用,如载波通讯等.电力设备中大量使用了电力电容器和电力电抗器,对这类设备的‘有功’和‘无功’的测量,既是保证设备及电网的安全,又能保证整个电网运行更为经济合理的一个非常重要的测试手段.容性设备的测试已经非常普遍,所以本文只针对电抗器的相关试验方法.
一. 引用标准:
根据国家标准GB 10229-88《电抗器》(同:IEC 289-87)
二试验方法:
1.电桥法测量：
电抗器在整个运行过程中,是作为一个交流阻抗元器件在使用,所以可以把它转换成阻抗模式,同时容性设备也是交流阻抗元器件,同样也能转换成阻抗模式,反之交流阻抗元器件也可以任意的转换.我们对容性设备的测试已经非常熟悉了,而对感性设备的测试都较为陌生,所有我们可以将电抗器转换成容性设备来进行测试,这样一来我们对试验就能更好的理解了.
C
L Z Z C L C j Zc ω1=
L j ZL ω=
1.1 测量接线图:
1.2 电感量测量:
被测电抗器通过‘专用量程扩展器’将测试中的电流反向。反方向后的电流无功分量与流过的标准电容器的电流同相，电桥可以使用等值电容比的比例读数来获得平衡。从而测量出等效的电感量。
在平衡时，电感分量在Cx/Cs 刻度盘上指示出来（是以它的等价电容值Cx 表示）。
其中:
-C x =(电桥比值K)×(量程扩大器的比值)×(C x /C s 盘读数) × C S
令 K=(电桥比值) × (量程扩大器的比值)
且 r= C x /C s 盘读数
则 C x = K . r . C s
Cx 的等值容抗就等于电抗器的感抗。
或 X Lx =X CX
Cx
Lx ωω1= 由上式将Cx 代入：
KrCx Lx ωω1= KrCs ω12=
Lx
1.3 品质因数测量(损耗测量):
在整个测量中,电流的电阻性或同相的分量也被反相，同时介质损耗角也相应成为负值。为此，电桥具有可反相的5位介损。
在电桥平衡时，电抗器的导纳用一个某值电容器的导纳来测量和表示：
G + j ωC=L
j ωR 1+? (‘-’表示电流的反向) =222L
ωR )+??L j R ω（ G + j ωC=2
22L ωR )+??L j R ω（ + 222L ωR +L j ω 将实部和虚部分开表示： G =
222L ωR +?R 222L ωR +=L
c ωω 用上面两式相除得到:
C G ω=L
R ω? 但介质损耗角： D =C G ω ＆ “Q”值 = R
L ω 得到： Q=
D 1? Q :为提供的品质因数
1.4 测试数据处理:
通过电桥测量所得到的数据,然后根据计算公式可以计算出电抗器的‘有功功率（P ）’、‘无功功率（Q ）’、‘视在功率（S ）’等数据，以及将常温下的数据折算到75℃时的数据。
1.5 试验设备配置:
a ）KMSB-30a 型多功能高压电容电桥(需配专用放大器)
或AMSB-30a 型全自动多功能高压电容电桥
b ）YL-1KV/10000型标准电容
c ）KMSB-30-3a 型专用量程扩展器
d）200V /1KV A变频电源
e）功率放大仪
f）谐振补偿电容
2.付安法测量：
通过测量电抗器上施加的电压（U L）、流经的电流（I L）及电压与电流之间的角差，来计算出电抗器相关的功率参数。
2.1 测量原理图:
2.2 试验设备配置:
a）WT3000功率分析仪
b）200V /1KV A变频电源
c）功率放大仪
d）谐振补偿电容
三．方案分析（引用GB 10229中的10.7条）：
电抗器基本知识介绍 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 防雷线圈通常用于变电站进出线上，减 阻波器与防雷线圈的应用场合相仿，线 用于阻碍电力 便于将通讯载波提
取出来，实现电力载波的重要设备。 户外空心干式电抗器是20世纪80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，否则就会造成体积过于庞大或者支路电流极不平衡。在这两种极端条件下，需要适当改变线圈的绕线形式。此外，空心电抗器通常占地面积最大、对外漏磁最严重，这是这类电抗器的主要缺点。 干式铁心电抗器主要是由铁心和线圈组成的，如图1.2所示。干式铁心电抗 器主要由铁心、线圈构成。铁心可分为铁心柱与 铁轭两部分，铁心柱通常是由铁饼与气隙组成。 线圈与铁心柱套装，并由端部垫块固定。铁心柱 则由螺杆与上下铁轭夹件固定成整体。对于三相 电抗器常采用三心柱结构，但对于三相不平衡运 行条件下，需采用多心柱结构，否则容易造成铁 心磁饱和问题。干式铁心电抗器的线圈通常采用 浇注、绕包与浸漆方式。由于铁磁介质的导磁率极高, 而且其磁化曲线是非线性的, 故用在铁心电抗器中的铁心必须带气隙。带气隙的铁心,其磁阻主要取决于气隙的尺寸。由于气隙的磁化特性基本上是线性的, 所以铁心电抗器的电感值取决于自身线圈匝数以及线圈和铁心气隙的尺寸。由于干式铁心电抗器是将磁能主要存贮于铁心气隙当中，铁心相当于对磁路短路，相当于只有气隙总长度的空心线圈。因此铁心电抗器线圈的匝数较少， 从而图1.2 干式铁心电抗器
各种电抗器的计算公式 加载其电感量按下式计算:线圈公式 阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)，设定需用 360ohm 阻抗，因此：电感量(mH) = 阻抗 (ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作频率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH 据此可以算出绕线圈数： 圈数 = [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷圈直径 (吋) 圈数 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈 空心电感计算公式 作者：佚名转贴自：本站原创点击数：6684 文章录入： zhaizl 空心电感计算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H) D------线圈直径 N------线圈匝数 d-----线径 H----线圈高度 W----线圈宽度 单位分别为毫米和mH。。 空心线圈电感量计算公式: l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44) 线圈电感量 l单位: 微亨 线圈直径 D单位: cm 线圈匝数 N单位: 匝 线圈长度 L单位: cm 频率电感电容计算公式: l=25330.3/[(f0*f0)*c] 工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125 谐振电容: c 单位 F 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q值决定 谐振电感: l 单位: 微亨 线圈电感的计算公式 1。针对环行CORE，有以下公式可利用: (IRON) L=N2．AL L= 电感值（H) H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈) AL= 感应系数 H-DC=直流磁化力 I= 通过电流(A) l= 磁路长度（cm) l及AL值大小，可参照Micrometal对照表。例如: 以T50-52材，线圈5圈半，其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋)，经查表其AL值约为33nH L=33．(5.5)2=998.25nH≒1μH 当流过10A电流时，其L值变化可由l=3.74(查表) H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 （查表后） 即可了解L值下降程度(μi%) 2。介绍一个经验公式 L=(k*μ0*μs*N2*S)/l
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
电抗器培训教参 (物料部分 ) 第一单元:电抗器,变压器用材料及器件的主要分类 第二单元:磁性材料基础认识及其分类 第三单元:导电材料基础认识及其分类 第四单元: 绝缘材料基础认识及其分类 第五单元: 结构材料基础认识
第一单元: 电抗器,变压器用材料及器件的主要分类 1.1 概述 电子变压器是电子各通迅设备不可少的器件之一,在信息化时代的今天,更得到迅速的发展.电子变压器由各种材料和器件组成.电子变压器的技术进步,离不开组成电子变压器的材料和器件的发展. 我司现做的电抗器,(铁芯电感器)也是电子变压器的一个分支部分,它的技术进步与发展同样离不开电子变压器材料和器件的发展 1.2原理 电子变压器和电抗器是一种应用电磁感应原理在电器中传递能量和信息的电磁装置,组成它的材料主要有四大类,磁性材料,导电材料,绝缘材料,结构材料, 1.3用途 磁性材料: 磁性材料的作用是组成磁通路(磁路),它主要由含铁,钴,镍的材料组成 导电材料: 导电材料的作用是组成电通路(电路) ,它主要由导电的金属或其它材料组成 绝缘材料: 绝缘材料的作用是组成绝缘系统,它由不导电的有机或无机物组成. 结构材料: 将各部分进行有效的连接,并保证其装配的安全性 1.4重要性 在电子变压器各电抗器中的四在材料中,各部分都有起到了至关重要的作用,且缺一不可,但最主要的是两大材料,即磁性材料,同绝缘材料.这是因为导电材料的特性除了其本身的特性外(导电性),其它的主要是取决于绝缘材料,而结构材料则是由电子变压器同电抗器的设计所决定的, 第二单元:磁性材料基础认识及其分类 2.1.磁性材料分类 磁性材料分为软磁材料和硬磁材料两种,电抗器用的磁性材料为软磁材料,所谓软磁材料,就是在外加磁场的作用下产生磁性,外磁场消失其磁性随之基本消失的材料, 软磁材料的分类如下:分类方法很多 2.1.1按材料的性质分 软磁材料按性质分为金属磁性材料和金属氧化物材料 A金属软磁性材料的种类很多,其中最常用的有: 1,硅钢片 2,精密软磁合金(坡莫合金) 3,非晶合金 4,超微晶合金 B, 金属氧化物材料种类就是铁氧体材料 2.1.2按结晶状态分 A,晶态合金, 如硅钢片,坡莫合金 B,非晶态合金,如钴基非晶态合金,铁基非晶态合金 C,尖晶石型,如铁氧体
基于遗传算法的干式空心电抗器优化设计 发表时间：2018-10-22T13:32:46.193Z 来源：《防护工程》2018年第14期作者：倪璐佳1 官云2 [导读] 干式电抗器主要用于补偿电力系统的无功容量。它对于降低系统故障和提高运行质量有着重要的作用 倪璐佳1 官云2 1. 国网浙江省电力有限公司检修分公司浙江台州 318000; 2.国网浙江省电力有限公司台州供电公司浙江台州 318000 摘要：干式电抗器主要用于补偿电力系统的无功容量。它对于降低系统故障和提高运行质量有着重要的作用。本文基于等电阻电压约束，采用改进的自适应遗传算法对空心电抗器进行优化。将该空心电抗器的优化设计方案与原设计方案进行比较，电抗器的成本显著减小，产品性能得到提升，降低了生产成本和运行成本。关键词：干式空心电抗器遗传算法优化设计 1 引言 电抗器是因其电感特性而应用于电力系统中的装置或器件，在电路中起到无功补偿、限流、平波、滤波、阻尼、移相等作用。研究空心电抗器的电磁参数、温升、损耗等对干式空心电抗器的设计，延长其寿命和保障电力系统的安全运行具有重要的意义，这些参数也是优化设计的基础。 2 遗传算法在空心电抗器设计中的应用 干式空心电抗器的设计要综合考虑电感、电流、电流密度、温升和损耗等方面的要求，确定出空心电抗器的结构参数，包括内径、包封数、各包封中的并联层数、各层的匝数以及导线线径等。空心电抗器的优化设计是指在满足规定的性能指标下，以重量最轻为目标，运用合适的优化方法，寻求电抗器产品的最优设计方案。 2.1 设计方法 采用等电阻电压法，将每层导线视作一条支路，则空心电抗器由多条支路并联组成。当空心电抗器的内径、包封数、各包封中的并联层数、各层轴向并联层数、各层径向并联层数和各层导线线径等设计变量确定的情况下，可按照不同的约束条件，求得各层导线得匝数和电流。 假设空心电抗器由n层并联导线构成，可以将每个导线看成是一个线圈，为一条支路。每层线圈的端电压方程为： (2.1) 由式(3.1)可以看出，若，则任意两层线圈的感应电动势相同，所以等电阻电压可以消除环流的影响。 以各层线圈导线中电阻电压相等作为约束条件的设计方法即等电阻电压法，该方法使得整个电抗器的电阻损耗最低。 2.2改进的自适应遗传算法 遗传算法主要由选择、交叉和变异三个基本算子组成。交叉概率Pc和选择概率Pm是影响遗传算法性能的关键。对于交叉概率，Pc 越大，产生新个体的速度越快，但是Pc太大适应度大的个体被破坏的可能性也增大；Pc太小，不易产生新的个体，容易陷入局部最优。对于变异概率，若Pm太大，则遗传算法成了纯粹的随机算法；若Pm太小，则不容易产生新的个体，从而陷入局部最优。因此人们提出了一种自适应遗传算法，其自适应交叉算子和变异算子如下： 式中，表示最大适应度函数值；表示平均适应度函数；表示交叉个体中适应度较大的个体的适应度；f表示变异个体的适应度。由上式可知，当总群适应度比较集中时则增大个体的交叉和变异概率，当种群个体比较分散的则减少个体的交叉和变异概率，可以自适应的调整Pc和Pm的大小。针对遗传算法早熟的问题，对自适应遗传算法的交叉和变异概率加以改进：群体的直径：；个体到平均值点的距离：。然后重点考虑这些点在中间区域的分布情况。
干式空心滤波电抗器 技术条件 1. 概述： 本技术条件适用于6kV~66kV电力系统，与电容器连接构成调谐滤波回路，使其在音频范围内谐振，用以滤去谐波的电抗器。滤波电抗器可以串联在系统上也可以并联在系统上。 本技术条件不适用于并联连接用的调谐或滤波电抗器，对于此类电抗器可以参考并联电抗器的技术条件。 干式空心滤波电抗器为单相或由单相组成的三相电抗器。 本技术条件用于干式空心滤波电抗器的定义、型号和分类、技术要求、试验方法、检验规则、产品标志及出厂文件，铭牌的基本内容、包装运输及贮存的基本要求等。 2. 引用标准： 下列标准包含的条文，通过在本技术条件中引用而构成的条文。在编制本技术条件时所有版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本技术条件的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB10229－88 电抗器 GB311.1－1997 高压输变电设备的绝缘配合 GB1094.1-1996 电力变压器第1 部分总则 GB1094.2-1996 电力变压器第2 部分温升 GB1094.3-2003 电力变压器第3 部分绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙 GB1094.5-2003 电力变压器第5 部分承受短路的能力 GB/T1094.10－2003 电力变压器第10 部分声级测定 GB6450－1986 干式电力变压器 GB 10228-1997 干式电力变压器技术参数和要求 GB/T 2900.15-1997 电工术语变压器、、互感器、调压器和电抗器 GB7449-1987 电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则 DL462-1992 高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件 JB5346-1998 串联电抗器
《单相交流电抗器的简易工程设计》 杜保明2006.03. 内容提要：本文结合产品的工程设计和生产的经验，举例介绍电抗器的铁心选用，线圈设计，磁路间隙，铜损和铁损的概算，温升的测算方法等。 关键词：单相交流电抗器，铁心，线圈，磁路间隙，铜损，高周波铁损概算，温升测算， 电抗器应用范围极为广泛，是电机启动，整流，变频，不间断电源等设备和系统中的不可或缺的部件之一。尤其是在变频和不间断电源系统中，电抗器的品质优劣可能直接决定了系统的性能和成本。 应该根据不同的要求来设计和制造电抗器，从而设计和计算的方法也各有差别。本文仅就不间断电源装置中交流电抗器的工程设计和概算方法进行讨论。 不间断电源的交流电抗器中通过的电流，既有基本频率的额定工作电流，又有进行调制的高频电流，还有相对应的各次高频谐波电流；在保证额定工作电流下的电抗值的同时，还要求保证在过负荷电流和饱和电流下的电抗；同时对电抗器的体积，重量，绝缘级别，尤其是负荷温升都有严格的规定。 交流电抗器的设计和计算依照下面所列的顺序进行。 1．根据对电抗器的基本电气参数要求，进行容量计算，选择铁心； 2．根据铁心及工作磁通密度，计算线圈的匝数和铁心的磁路间隙； 3．确定绕组的连接方式，选择绕组的线径（或载流面积），确定线圈的结构和尺寸； 4．计算绕组的铜损和铁心的铁损，判断绕组负荷温升和铁心负荷温升； 5．电抗器的整体结构设计和外形尺寸的检查。 以上的设计步骤是相互关联的，在步骤和步骤之间，如果发现不合，应随时加以调整。例如，当发现铁心窗口容纳不下绕组时，就要适当调整铁心的窗口尺寸；又如，当发生绕组铜损过大，线圈温升超出要求时，就必须调整绕组的导线载流面积，减小铜损，降低温升；等等。 以下就某型30KV A不间断电源中使用的单相交流电抗器为例，说明单相交流电抗器的简易工程设计和计算方法。 某型号30KV A不间断电源中对使用的单相交流电抗器的要求： 基本工作频率：fo = 50Hz；额定工作电流：I = 51.0 A； 额定工作电流时的电感量：L = 1.485mH±3%； 饱和电流（最大电流）：Ip = 122.4A； 饱和电流时的电感量：Lpm ≥L×99%； 调制开关频率和电流：f = 8000Hz；I f = 3.84Arms； 绝缘等级：H 级； 负荷状态：100% 连续；使用的回路电压：AC 415V 安装，使用环境和温度：室内机柜中，卧式，电抗器平均周温45℃； 冷却条件和允许温升：前-后风速2m / s , 温升75℃以下（电抗器温度最高 120℃）； 体积：L ≤195mm，W≤105mm，H ≤165mm。
无功补偿用串联电抗器的性能与作用 目前工矿企业无功补偿多采用分组自动跟踪补偿，单组容量多为900kvar以下，一般都将电力电容器，串联电抗器及真空接触器等装于同一柜内，这样就要求电抗器体积小、性能好、重量轻、便于安装维护；现对无功补偿用串联电抗器的用途、性能介绍如下。 一、串联电抗器类种 1、油浸式铁芯电抗器； 2、干式铁芯电抗器； 3、干式空芯电抗器； 4、干式半芯电抗器； 5、干式磁屏蔽电抗器； 二、无功补偿电抗器用途分为： 1、限流电抗器； 2、抑制谐波电抗器； 3、滤波电抗器； 三、串联电抗器的作用是多功能的，主要有： 1、降低电容器组的涌流倍数和涌流频率，便于选择配套设备和保护电容器。根据GB50227标准要求应将涌流限制在电容器额定电流的10倍以下，为了不发生谐波放大（谐波牵引），要求串联电抗器的伏安特性尽量为线性。网络谐波较小时，采用限制涌流的电抗器；电抗率在0.1%－1%左右即：可将涌流限制在额定电流的10倍以下，以减少电抗器的有功损耗，而且电抗器的体积小、占地面积小、便于安装在电容器柜内。采用这种电抗器是即经济，又节能。 2、串联滤波电抗器，电抗器阻抗与电容器容抗全调谐后，组成某次谐波的交流滤波器。滤去某次高次谐波，而降低母线上该次谐波的电压值，使线路上不存在高次谐波电流，提高电网的电压质量。 滤波电抗器的调谐度：
XL＝ωL＝1/n2XC=AXC 式中A－调谐度（%） XL－电抗值（Ω） XC－容抗值（Ω） n-谐波次数 L－电感值（μH） ω----314各次谐波滤波电抗器的电抗率 3次谐波为11.12% 5次谐波为4% 7次谐波为2.04% 11次谐波为0.83% 高次谐波为0.53% 按上述调谐度配置电抗器，可满足滤除各次谐波。 3、抑制谐波的电抗器，先决条件是需要清楚电网的谐波情况，查清周围用电户有无大型整流设备、电弧、炼钢等能产生谐波的设备，有无性能不良好的高压变压器及高压电机，尽可能实测一下电网谐波的实际量值，再根据实际谐波量来配置适当的电抗器。铁芯电抗器电抗线性度不好，有噪声，空芯电抗器运行无噪声，线性度好，损耗小。 标准规定空芯电抗器容量在100KVAR以下时，每伏安损耗不大于0.03W。例如：单台12000VA电抗率6%的电抗器损耗为360W，三相有功损耗为1080W，这是一个不小的数字。电网上谐波较小时，采用限流电抗器可节省电能。 4、由于设置了串联电抗器，减少了系统向并联电容器装置或电容器装置向系统提供短路电流值。 5、可减少电容器组向故障电容器组的放电电流，保护电力电容器。 6、可减少电容器组的涌流，有利于接触器灭弧，降低操作过电压的幅值。 7、减小了由于操作并联电容器组引起的过电压幅值，有利于电网的过电压保护。 四、串联电抗器的选型原则 用电企业都有自身的特点，对设备有不同的要求，干式电抗器有噪音小、电
电抗器的基本结构 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
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。空心式电抗器的紧固方式一般有两种：一是采用水泥浇铸，故又称为水泥电抗器；另一种是采用环氧树脂板夹固或采用环氧树脂浇铸。 空心电抗器都做成单相。组成三相电抗器组时，有三种排列方式。不同的排列方式，相间互感不同，因而对线圈的绕向和匝数的要求也不同。按图1-4（a）排列的电抗器，为了减少相间支撑瓷座的拉伸力，中间一相线圈的绕向应与上下两相相反；重叠两相线圈绕向相反，另一相与上面的那一相绕向相同；按1-4（c）排列时，则三相绕向相同。 （a）垂直排列；（b）两相重叠一相并列；（c）水平排列 在空心式电抗器中，主磁通与导线交链，因此必须充分注意涡流损耗。在电流较大的水泥电抗器中，其线圈均由两根以上的电缆并绕。为了使各并联支路中电流分配均匀，各支路电缆要进行换位，常用的换位法；水泥电抗器一般用DKL型铝电缆绕制，电缆绝缘为的电缆纸，外面再绕包棉纱编织带或玻璃布带作护套，在金属模具中
采用高品质的环氧树脂真空浸渍〃并高温固化。该产品具有节能、电感线性度好〃电抗值精确、线圈温升分布均匀、动热稳定性能高。抗短路过载能力强。绝缘强度好〃电磁场均匀性好。损耗低〃温升低。使用寿命长〃基本免维护。噪声低。阻燃、无污染体积小、重量轻和安装运用使用方便等特点 1、额定电压、额定电流、配套电容器； 2、超载能力：1.35倍额定电流下连续运行； 3、热稳定性能：能耐受额定电抗率的倒数倍的额定电流〃时间为2s； 4、动稳定性能：能耐受热稳定电流的2.55倍〃时间0.5s〃无任何热的机械的操作损伤 5、温升：线圈平均温升≤75K（电阻法）。 1.无油结构〃杜绝了油浸电抗器漏油、易燃等缺点〃保证了运行安全。没有铁芯〃不存在铁磁饱和〃电感值的线性度好； 2.应用计算机进行干式空心电抗器优化设计〃可以按照用户的不同使用要求快速准确的设计出最理想的结构参数； 3.采用多层绕组并联的筒形结构〃各包封之间有成通风气道〃散热性好〃热点温度低； 4.绕组选用小截面圆导线多股平行绕制〃可使涡流损耗和漏磁损耗明显减小； 5.绕组外部用浸渍环氧树脂的玻璃纤维缠绕严密包封〃并经高温固化〃使之具有很好的整体性〃其机械强度高〃耐受短时电流的冲击能力强； 6.采用机械强度高的铝质星形接线架〃涡流损耗小； 7.空心电抗器的整个内外表面上都涂有抗紫外线防老化的特殊防护层〃其附着力强〃能耐受户外恶劣的气候条件； 8.安装方式可三相垂直〃也可品字或一字形；户外露天使用可大大减少基建投资； 9.运行安全、噪音低〃不需经常维护； 串联电抗器是电力系统无功补偿装置的重要配套设备。串联电抗器与并联电容器组串联后，能有效地抑制电网中的高次谐波，限制合
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
变频器输出电抗器（1%压降） 1、作用 ◆降低电机的噪音，降低涡流损耗。 ◆降低输入高次谐波造成的漏电流。 ◆用于平滑滤波，降低瞬变电压dv/dt，延长电机寿命。 ◆保护变频器内部的功率开关器件。 2、 技术参数 1、额定工作电压：380V/50Hz或660V/50Hz 2、额定工作电流：5A至1600A@40℃ 3、抗电强度：铁芯-绕组3000VAC/50Hz/5mA/10s无飞 弧击穿(工厂测试) 4、绝缘电阻：1000VDC绝缘阻值≥100MV 5、电抗器噪音：小于65dB（与电抗器水平距离点 1米测试） 6、防护等级：IP00 7、绝缘等级：F级以上 8、产品执行标准：IEC289:1987电抗器 GB10229-88 电抗器(eqv IEC289:1987) JB9644-1999 半导体电气传动用电抗器
出线电抗器型 号变频器 调速器 功率KW 额定 电流 （A） 外形尺寸 长*宽*高 mm 安装 尺寸 mm 绝缘 等级 压 降 孔 径 OCL-80.75(1.5)8140*80*14075*60F，H1%6 OCL-10 2.510140*80*14075*60F，H1%6 OCL-10 3.7(4.0)10140*80*14075*60F，H1%6 OCL-15 5.515140*80*14075*60F，H1%6 OCL-207.520170*130*13578*75F，H1%6 OCL-301130170*130*13578*75F，H1%6 OCL-401540210*130*170112*75F，H1%8 OCL-5018.550210*130*170112*75F，H1%8 OCL-602260210*130*170112*75F，H1%8 OCL-803080210*160*170112*90F，H1%8 OCL-11037110210*160*170112*90F，H1%8 OCL-12045120210*160*170112*90F，H1%8 OCL-150*********200*210133*120F，H1%10 OCL-20075200240*200*210133*120F，H1%10 OCL-25090250300*220*240172*130F，H1%10 OCL-280110280300*220*240172*130F，H1%10 OCL-300132300310*230*250190*130F，H1%10 OCL-400160400320*230*270190*130F，H1%10 OCL-450187450330*240*270210*135F，H1%10 OCL-500200(220)500330*250*270210*135F，H1%10
如下 1. 进线电抗器 1.1 进线电抗器的额定电流I LN： 对直流传动装置(6RA70)： I LN=0.82I dN (A) 式中：I dN：传动装置额定整流电流，通常即为由其供电的电动机的额定电流 (A)。 对电压型变频器(6SE70)： I LN=1.1I CN (A) 式中：I CN：变频器额定输出电流，通常即为由其供电的电动机的额定电流 (A)。 对6SE70中的整流单元和整流/回馈单元： I LN=0.87I dc (A) 式中：I dc：整流单元或整流/回馈单元额定输出电流 (A)。 1.2 进线电抗器的电感值L： 对直流传动装置(6RA70)和6SE70中的整流/回馈单元按压降4%选择L： L=0.04U LN/(30.5×2πfI LN) (H) 式中：U LN：进线电压的线电压有效值 (V) f：电网频率 (Hz) I LN：进线电抗器的额定电流 (A) 当f=50Hz时： L=73.51×U LN/I LN (μH) 也可根据进线电抗器的进线电压U LN和额定电流I LN直接从下面的表1.1~表1.4中选择进线电抗器(适用于f=50Hz)。 对变频器(6SE70)和6SE70中的整流单元，按压降2%选择L： L=0.02×U LN/(30.5×2πfI LN) (H) 式中：U LN：进线电压的线电压有效值 (V) f：电网频率 (Hz) I LN：进线电抗器的额定电流 (A) 当f=50Hz时： L=36.76×U LN/I LN (μH) 也可根据进线电抗器的进线电压U LN和额定电流I LN直接从下面的表1.5~表1.8中选择进线电抗器(适用于f=50Hz)。
第一章总则 第1.0.1条并联电容器用串联电抗器（以下简称电抗器）的设计选择必须执行国家的技术经济政策，并应根据安装地点的电网条件、谐波水平、自然环境等，合理地选择其技术参数；做到安全可靠、经济合理。 第1.0.2条本标准适用于变电所和配电所中新建或扩建的6～63KV并联电容器装置中电抗器的设计选择。 第1.0.3条本标准所指电抗器是串联于高压并联电容器回路中的电抗器，该电抗器用于限制合闸涌流，减轻电网电压波形畸变和防止发生系统谐波谐振。 第1.0.4条电抗器的设计选择，除应符合本标准的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 第二章环境条件 第2.0.1条电抗器的基本使用条件： 一、安装场所：户外或户内； 二、环境温度：－40℃～+40℃； －25℃～+45℃； 三、海拔：不超过1000m； 四、相对湿度：对于户内电抗器月平均相对湿度不超过90%，日平均不超过95%； 五、地震裂度：设计地震基本裂度为8度；即水平加速度0.3g，垂直加速度0.15g； 六、户外式最大风速为35m/s； 七、电抗器的外绝缘泄漏比距不应小于2.5cm/KV。对于重污秽地区可以取3.5cm/KV。 第2.0.2条选用电抗器时，应按当地环境条件校核，当环境条件超出其基本使用条件时，应通过技术经济比较分别采取下列措施： 一、向制造厂提出补充要求，制造符合当地环境条件的产品； 二、在设计中采取相应的防护措施，如采用户内布置、水冲洗、减震装置等。
第三章技术参数选择 第一节电抗率的选择 第3.1.1条电抗率的选择，应使装置接入处n次谐波电压含量和电容器上n次谐波电压值均不超过有关标准规定的限值。 第3.1.2条当仅需要限制合闸涌流时，宜选用电抗率为0.1%～1%的电抗器。 第3.1.3条为抑制5次及以上谐波电压放大，宜选用电抗率为4.5%～6%的电抗器；抑制3次及以上谐波电压放大，宜选用电抗率为12%～13%的电抗器。 第3.1.4条在电力系统谐波电压较大时，应由非线性用电设备所属单位负责采取限制谐波的措施，在采用交流滤波电容器装置时，电抗器应按滤波电抗器的要求选择。 第二节额定值 第3.2.1条电抗器的基本额定参数，应选择下列规定值： 一、额定频率：50Hz； 二、相数：1Φ或3Φ； 三、系统额定电压：6KV，10KV，35KV，63KV； 四、额定电抗率（K）：0.1%～1%，4.5%～6%，12%～13%。 第3.2.2条电抗器的额定电流应和与其串联组合的电容器或电容器组的额定电流相等。 第3.2.3条电抗器的额定端电压应等于与其串联组合的一相电容器额定电压的K倍，其值见表3.2.3。 第3.2.4条电抗器的额定容量，应等于与其串联组合的电容器或电容器组额定容量的K倍。
最全电抗器参数计算公式总结 加载其电感量按下式计算:线圈公式 阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)，设定需用360ohm 阻抗，因此： 电感量(mH) = 阻抗(ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作频率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH 据此可以算出绕线圈数： 圈数= [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷圈直径(吋) 圈数= [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈 空心电感计算公式 空心电感计算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H) D------线圈直径 N------线圈匝数 d-----线径 H----线圈高度 W----线圈宽度 单位分别为毫米和mH。。 空心线圈电感量计算公式: l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44) 线圈电感量l单位: 微亨 线圈直径D单位: cm 线圈匝数N单位: 匝 线圈长度L单位: cm 频率电感电容计算公式: l=25330.3/[(f0*f0)*c] 工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125 谐振电容: c 单位F 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q 值决定 谐振电感: l 单位: 微亨 线圈电感的计算公式 1。针对环行CORE，有以下公式可利用: (IRON) L=N2．AL L= 电感值（H) H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈) AL= 感应系数 H-DC=直流磁化力I= 通过电流(A) l= 磁路长度（cm) l及AL值大小，可参照Micrometal对照表。例如: 以T50-52材，线圈5圈半，其L值为T50-52(表示OD 为0.5英吋)，经查表其AL值约为33nH L=33．(5.5)2=998.25nH≒1μH 当流过10A电流时，其L值变化可由l=3.74(查表) H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 （查表后）
串联电抗器 JB 5346-1998 代替JB 5346-91 前言 本标准是根据机械工业部1997 年标准制、修订计划97462002号,对JB 5346-91标准修订而成。 本标准的编写格式按照GB/T l.1-1993标准重新编排。 本标准主要修订的内容如下： 1)修改了额定电抗率项目,由原来的4.8%、6%、12%、(13%)项改为4.5%、5%、6%、12%、13%。 2)按配套并联电容的额定电压要求增加了电抗器的额定端电压、及其相关参数要求项。 3)原标准按R10 系列数系规定了电容器组容量,再按额定电抗率导出电抗器容量系列,目的是制造厂以尽可能少的容量满足尽可能多的用户规格品种要求。但由于电容器组的容量和电容器单元系列型谱标准不尽吻合,存在匹配组合困难。而且即便如此,也还满足不了用户规格繁多的需要,故本次修订取消了原标准中的表2 和表3,不再规定容量的系列规格。 4)由于取消容量系列规格,也就无法再以表格形式对每一种容量规定其损耗标准值。本次修订取消了原标准中的表6(A)、6(B)、7(A)、7(B)、8(A)、8(B),给出了损耗值计算公式并规定了损耗系数。 5)电抗值允许偏差由原来0～15% 改为0 +10%。 6)绝缘水平与GB 311标准一致。即油浸铁心式电抗器的绝缘水平和油浸式电力变压器相同,干式空心电抗器的绝缘水平和母线支柱绝缘子相同。 7)增加了用电桥法测量电抗值内容。 8)取消了对户外式空心电抗器在淋雨状态下做绕组匝间绝缘试验的要求。 9)取消稳态过电压条款。因为对稳定过电流的规定条件,实际上已包括了对稳态过电压的要求。 本标准由全国变压器标准化技术委员会提出并归口。 本标准主要起草单位：沈阳变压器研究所、宁波变压器厂、兴城特种变压器厂。 本标准参加起草单位：沈阳变压器有限责任公司综合电器厂,保定第二变压器厂、北京电力设备总厂、中山和泰机电厂。 本标准主要起草人：王丁元、韩庆恒。 本标准参加起草人：王辉、戈承、何见光、沈文洋。 本际准1991 年首次发布。1997 年第一次修订。 本标准由沈阳变压器研究所负责解释。 1 范围 本标准规定了高压并联电容器用串联电抗器产品的定义、型号和分类、技术要求、试验方法、检验规则、产品标志及出厂文件、铭牌的基本内容、包装运输及贮存的基本要求等。 本标准适用于电压等级为6∽66kV 级电力系统中、与高压并联电容器组相串联，用以抑制电网电压波形畸变的串联电抗器（以下简称电抗器）。
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%～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倍下长期运行,常用电抗器的电抗率种类有%、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