一、引言

  電抗器設計包括兩個階段，即首先進行電、磁計算，然後再進行結構設計及繪制産品生産圖紙。電
、磁計算的任務是確定電抗器的電磁負載和主要幾何尺寸，計算其性能參數以及各部分的溫升、重量等。應當指出，電、磁計算是整個産品設計的基礎
，是設計的關鍵部分。本文主要介紹電、磁計算的一般問題，對結構設計将不涉及。  

     二、改進(jìn)的設計(jì)新思路

     1、初定匝數(shù)的新方法

  文獻[1]介紹的設計方法具有兩點局限性：第一，要求設計者在調整匝數時具有一定的經驗；第二，初定匝數時假定繞組高度相同，而實際上繞組高度可能差别較大，這也是溫升公式中考慮高度因素的原因所在，鑒於(yú)此，尋找新的確(què)定初始匝數和高度的方法成爲必要。

    1.1、解方程組(zǔ)法的基本原理

  根據空心電抗器感應電勢計算原理，

對於N層並聯幹式空心電抗器來說，可得到關於W12…WN2程組，解方程組得W12…WN2的值，逐一開平方，即得W1…WN。然後計算可得各層的高度H1…HN，即得到匝數高度不完全相同的初始數據，這爲後邊控制調整提供很大的方便。

     1.2、具體(tǐ)計(jì)算方法

     (1)計(jì)算方程組的系數 設的系數的第個(gè)分量爲：

     其中，分别爲第個繞組的半徑、電流強度、高度爲第個繞組的半徑爲第個繞組第段中間點(diǎn)的高度從(cóng)而可得方程組的系數矩陣：        

     (2)解方程組(zǔ)

    根據(jù)方程組的矩陣形式（U爲端電(diàn)壓），可得，

解得W12…WN2，開方得W1…WN。解方程組法克服瞭(le)初定匝數相同進行調整方法的不足，解方程組借助於(yú)MATLAB，能夠快速運算。

      2、改進的二級(jí)誤差控制調(diào)整匝數高度

  如用圖1所示流程圖去調(diào)節線圈匝數及高度是非常麻煩而且耗時的工作，所以本文将在這裏介紹一種改進型的匝數及高度調(diào)整方法。主要改進的地方是通過匝數調(diào)整後再調(diào)整高度這樣的二級調(diào)整方案使調(diào)整速度及準確(què)性大大提高。如圖2所示爲改進後的二級誤差控制匝數高度調(diào)整示意圖。

     二級誤差控制是指匝數誤差作爲第一級控制並聯空心電抗器的各層總電勢與端電壓的誤差，而高度誤差作爲第二級控制各層總電勢與端電壓的誤差。通過第一級控制調整匝數，使該誤差在端電壓的Eps1範圍内，第二級控制調整高度，使誤差的範圍更進一步的縮小爲Eps2，其中Eps1〉Eps2；即匝數調整作爲粗調，而高度調整作爲細調，最後總的誤差可以控制在Eps2範圍内。

     二、設(shè)計(jì)實例

  通過一個簡單的算例對該方法進行驗證。爲方便起見，試計算11層並聯空心電抗器。假定每層爲一個包封，而且每層的導線半徑相同，都爲3mm，K=1.2， P=380VA,U=38V，匝數和初始高度W0=27,H0=0.0981m；級控制誤差Eps2=1%，經過二級誤差控制調整後得到如表1示的結果。

表1二級誤差控制調整後匝數、高度及電(diàn)勢計算結果層(céng)數初始匝數初始高度/m調整前各層(céng)電(diàn)勢/V一級誤差(2%)調整後匝數一級調整後各層(céng)電(diàn)勢/V二級誤差(1%)調整後高度/m二級調整後各層(céng)電(diàn)勢。

     從(cóng)上表中我們可以看出：二級誤差控制調整的精度，比一般标準輸電(diàn)線路控制在5%、用戶線路控制在2%内的精度大大提高；運算速度，明顯提高。一般匝數調整時的增加或減少匝數是一匝一匝的進行，這樣調整将是非常緩慢的，若給出一個加速公式，使得匝數和高度的調整過程更快速方便。

     四、結(jié)論(lùn)

  本文介紹有關空心電抗器設計的方法及步驟，並在原有設計流程的基礎上進行改進，提出瞭二級誤差控制調整匝數和高度的方法，使得設計自動化，所得結果也更符合實際需要，計算速度和精度都得到很好的提高。爲瞭更進一步提高計算速度，本文還提出瞭一種解方程組確定初始匝數的方法，使得設計計算量大爲減少。

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