[发明专利]一种空心电力电抗器设计方法

说明书

本发明公开了一种空心电力电抗器设计方法,所述方法包括以下步骤：第一步，对空心电力电抗器设计计算相关的基础技术问题进行全面的分析；第二步，总结已有的数学模型；第三步，求得非同轴平行螺线管之间的互感计算公式和大型空心电力电抗器电磁力的解析表达式；第四步，对单相空心电力电抗器和三相空心电力电抗器的整体设计方法进行探讨；第五步，开发基于Windows操作系统的空心电抗器计算机辅助设计系统。本发明的空心电力电抗器设计方法，根据本方法开发的空心电抗器计算机辅助设计系统能够完成多种空心电抗器产品的智能化设计，可以对设计结果进行可视化工程分析，并自动绘制各种信息图表，生成独具特色的打印报表。

技术领域

本发明涉及一种空心电力电抗器设计方法，属于计算机软硬件设计技术领域。

背景技术

近年来，由于工业用电的增加，及城乡电气化的进展，使得电力工业得到了迅猛发展，但同时也带来了许多问题，并因此而带来了对电力电抗器需求量的增加；主要表现在以下几个方面：一）电力系统电压等级提高导致系统容性无功增加，使空载和轻载时线路电压升高，需要并联电抗器进行补偿以改善线路电压分布；二）电力系统以提高经济效益、减少线损角度出发，无功功率补偿装置大量使用，需要大量串联电抗器配套；三）大量的非线性负荷的使用，导致系统的谐波污染越来越严重，出于改善电能质量的需要，大量无源电力滤波器投入使用，相应地需要配套的滤波电抗器。电抗器的电气参数包括电抗器的电抗、等效直流电阻、额定容量和额定电流等；在这些参数中，对电抗器的设计、制造影响最大的是电抗器的电抗计算，也就是电抗器的自感和互感的计算；由于在电感量计算上的一个很小的误差都会引起各层间电流分配上产生大的变化，甚至很容易造成仅在个别层之间流动的幅值很大的环流的产生，这不仅会造成电抗器的损耗增加，而且会直接烧毁电抗器；所以在计算电感量时，对准确度的要求极为严格；另外，空心电力电抗器是一个多层结构，设计计算时要反复地对各层的自感和层间互感进行计算，计算工作量非常大；因此，在空心电力电抗器设计的电感量计算方面，主要的问题是要寻求计算准确度高且计算速度较快的计算方法，其中计算准确度是第一位的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种空心电力电抗器设计方法，根据本方法开发的空心电抗器计算机辅助设计系统能够完成多种空心电抗器产品的智能化设计，可以对设计结果进行可视化工程分析，并自动绘制各种信息图表，生成独具特色的打印报表。

本发明的空心电力电抗器设计方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，对空心电力电抗器设计计算相关的基础技术问题进行全面的分析；

第二步，总结已有的数学模型；

第三步，从电磁场的基本原理出发，求得非同轴平行螺线管之间的互感计算公式和大型空心电力电抗器电磁力的解析表达式；

第四步，对单相空心电力电抗器和三相空心电力电抗器的整体设计方法进行探讨；

第五步，在以上有关空心电抗器设计的理论基础之上，开发基于Windows操作系统的空心电抗器计算机辅助设计系统。

进一步地，所述数学模型包括同轴方式下线圈的自感和互感的计算公式、涡流损耗计算公式及磁场计算公式。

本发明与现有技术相比较，本发明的空心电力电抗器设计方法，根据本方法开发的空心电抗器计算机辅助设计系统能够完成多种空心电抗器产品的智能化设计，可以对设计结果进行可视化工程分析，并自动绘制各种信息图表，生成独具特色的打印报表。

具体实施方式

本发明的空心电力电抗器设计方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，对空心电力电抗器设计计算相关的基础技术问题进行全面的分析；

第二步，总结已有的数学模型；