干式變壓器優(yōu)化設計論文

　　所謂的電力變壓器，指的是通過(guò)將交流電源輸入后，依據一定技術(shù)，將其數值變高或變低，在任何電能整合配送的場(chǎng)合，變壓器顯然都有著(zhù)重大的應用。截止21世紀初，我國的發(fā)電量就已躍居世界第二位，而通過(guò)變壓器產(chǎn)生的電量總數也早已經(jīng)超過(guò)了200億kVh。因此，隨著(zhù)世界人口的不斷膨脹，隨著(zhù)人們生活水平提高，對用電量的不斷增進(jìn)，隨著(zhù)更高更為科技感的建筑的不斷落成，我們更加需要一種性能優(yōu)的變壓器。這其中抗燃性的干式變壓器是一個(gè)不錯的選擇。

　　1當前行業(yè)背景介紹

　　事實(shí)上，現階段，在變壓器行業(yè)內，國際市場(chǎng)上的競爭壓力是異常慘烈的，眾多國際廠(chǎng)商為了加大自己產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率，都會(huì )加大投資來(lái)提高產(chǎn)品的質(zhì)量，而這些投資涉及設計、性能、售后等眾多方面的技術(shù)改革工作。因此，通過(guò)當前的計算機技術(shù)，達到優(yōu)化變壓器設計的課題是當前電工行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的方向，相當多的單位已經(jīng)開(kāi)始大刀闊斧的自行投資研究，也正是計算機飛速發(fā)展，才為我們對變壓器設計的優(yōu)化工作提供更加便利的軟件和硬件環(huán)境。

　　2干式變壓器設計理論概述

　　2.1什么是干式變壓器的設計

　　從理論上來(lái)看，其實(shí)干式變壓器與傳統變壓器工作原理相同，其基本的結構也十分的類(lèi)似，這是因為它們主體部件鐵心采用的是相同的材料，事實(shí)上其實(shí)也就只有在絕緣材料、冷卻介質(zhì)材料的選擇上，二者存在不同。因此我們可以看到，其實(shí)干式變壓器與傳統油浸式變壓器在如何進(jìn)行優(yōu)化設計的方面區別不大，唯一重大的不同體現在實(shí)際性能上，這是因為在計算的時(shí)候需要使用不一樣的方法。

　　2.2整體設計的原則

　　整體來(lái)看，有關(guān)干式變壓器的設計體現出以下特性與原則，那就是：多變量、非線(xiàn)性以及多目標混合性等問(wèn)題。在一個(gè)最優(yōu)化的數學(xué)理論中，多變性規劃問(wèn)題雖然存有理論上的解法，但實(shí)際上它們大都要求存有著(zhù)變量保持著(zhù)連續，這樣一來(lái)，其實(shí)這就變成了變壓器優(yōu)化問(wèn)的一個(gè)最為苛刻的限制條件。也導致了這些方法不論如何也就僅僅只能尋求到局部的相對優(yōu)化，始終不可能達到一種全局的最優(yōu)化。

　　3優(yōu)化設計要點(diǎn)概括

　　3.1關(guān)于鐵心

　　首先來(lái)看，對于變壓器設計而言，鐵心柱直徑這一系數是其最基本的參考，這是考慮到鐵心的一旦確認數值之后，也就相應去確定了其繞組的內徑的數值，以及確定了原、副繞組的匝數的數值，也就是說(shuō)整個(gè)變壓器的主體性能就已經(jīng)被確認了（包含尺寸）。另一方面，它的數值還直接關(guān)系到變壓器另一個(gè)重要的材料消耗數值——即銅鐵比，這也是對于一個(gè)變壓器優(yōu)化而言至關(guān)重要的考量因素。事實(shí)上，如何選擇一種合適的鐵心直徑，是有法可依的，大多數情形我們都可以按照書(shū)中所述的方法：如按照容量、短路阻抗、損耗值等。再者，考慮到普通變壓器的鐵心是以薄硅鋼片迭成的多級圓內矩形截面，所以如果這個(gè)截面的級數越來(lái)越多的失手，那么事實(shí)上它的就會(huì )越來(lái)越接近圓面積，我們基本會(huì )把多級矩形的幾何截面積與圓面積之比視作這個(gè)鐵心的一個(gè)空間填充系數，而這個(gè)系數才是我們在設計鐵心時(shí)要優(yōu)先認真考量的。

　　3.2關(guān)于電壓比較核

　　其次，根據干式變壓器需要并聯(lián)運行的情形，我們必須對并聯(lián)運行的儀器之間的電壓比較核做出非常嚴格的要求。正是出于這樣的考量，我們在設計時(shí)就必須對計算出的高低壓繞組匝數進(jìn)行嚴格的核定，以確定電壓比較核是否超標。在設計者，為了防止出現制造或者試驗存有偏差而發(fā)生的危險，我們在設計整體的計算時(shí)，要將預設的電壓比容許偏差數值縮小至一半，以保證一定的空間。

　　3.3關(guān)于絕緣材料

　　再次，對于某些種類(lèi)的干式變壓器如F級干式變壓器來(lái)說(shuō)，因其平均的'溫升相比普通型號的或高出兩成左右，因此在設計這種款型的時(shí)候，可以將電流的密度設定較高數值，以達到縮小變壓器的基本尺寸的目的。當然，它也可以適用在溫升較高的情形，但是現在伴隨著(zhù)NOMEX紙的廣泛應用，事實(shí)上對于干式變壓器的絕緣技術(shù)來(lái)說(shuō)，我們已經(jīng)取得了相當的進(jìn)步。

　　3.4關(guān)于玻璃絲帶

　　最后，大體介紹以下玻璃絲帶，由于這種材質(zhì)的工藝上的先進(jìn)，使其擁有著(zhù)卓越的化學(xué)、機械、以及物理性能�，F階段已經(jīng)非常廣泛地適用于各類(lèi)電氣設備之中了。同理將其應用到干式變壓器之中后，可以達到使電場(chǎng)分布更為均勻的預期效果，這樣就可以縮小我們需要的絕緣尺寸大小，就避免了一直以來(lái)電場(chǎng)的過(guò)分集中的缺點(diǎn)，最終大大提高了變壓器運行的可靠性。

　　4軟件方面的優(yōu)化

　　必須看到的是，這五年來(lái)有關(guān)干式變壓器的優(yōu)化設計，已經(jīng)得到了一定的重視，與之相配套的軟件開(kāi)發(fā)同時(shí)也得到了很大程度的發(fā)展。事實(shí)上，雖然事實(shí)上現階段的眾多變壓器優(yōu)化軟件已經(jīng)面世，可問(wèn)題在于它們的基本推廣并不到位，直接導致相當多產(chǎn)品無(wú)法發(fā)揮出其應有的功能。經(jīng)過(guò)調查研究顯示，設計軟件在我國變壓器設計應用方面的數量絕對不容樂(lè )觀(guān)，截至2012年，連變壓器生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)設計軟件來(lái)進(jìn)行操作的企業(yè)數量還不到一半，在這些并沒(méi)有采用的企業(yè)之中，部分企業(yè)表示聽(tīng)說(shuō)過(guò)這類(lèi)設計軟件，但并不是很清楚自己到底應不應該使用，部分企業(yè)甚至都不知道原來(lái)變壓器設計還可以通過(guò)這樣的軟件來(lái)完成操作。不得不承認，在我國，傳統老化的設計方法還在變壓器設計領(lǐng)域占據著(zhù)主導的地位，這其中能夠折射出我國這一領(lǐng)域的整體水平問(wèn)題。據此，我們必須對變壓器的相關(guān)的軟件系統進(jìn)行充分的認識。

　　結語(yǔ)

　　綜上所述，出于對干式變壓器優(yōu)良品質(zhì)的綜合考量，在當前干式變壓器擁有這光明市場(chǎng)前景的情況下，我們必須提高國內產(chǎn)品的國際生存能力，但是我們也要認識到，目前我國絕大大工廠(chǎng)的設計水平依然停留較低級的水平之中，這是我們亟需解決的問(wèn)題。

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