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干式變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)論文

時(shí)間:2021-04-20 10:41:38 論文 我要投稿

干式變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jù)一定技術(shù),將其數(shù)值變高或變低,在任何電能整合配送的場(chǎng)合,變壓器顯然都有著重大的應(yīng)用。截止21世紀(jì)初,我國(guó)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(shù)也早已經(jīng)超過(guò)了200億kVh。因此,隨著世界人口的不斷膨脹,隨著人們生活水平提高,對(duì)用電量的不斷增進(jìn),隨著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(cuò)的選擇。

干式變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)論文

  1當(dāng)前行業(yè)背景介紹

  事實(shí)上,現(xiàn)階段,在變壓器行業(yè)內(nèi),國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)壓力是異常慘烈的,眾多國(guó)際廠商為了加大自己產(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(shè)計(jì)、性能、售后等眾多方面的技術(shù)改革工作。因此,通過(guò)當(dāng)前的計(jì)算機(jī)技術(shù),達(dá)到優(yōu)化變壓器設(shè)計(jì)的課題是當(dāng)前電工行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的方向,相當(dāng)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(jì)算機(jī)飛速發(fā)展,才為我們對(duì)變壓器設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)理論概述

  2.1什么是干式變壓器的設(shè)計(jì)

  從理論上來(lái)看,其實(shí)干式變壓器與傳統(tǒng)變壓器工作原理相同,其基本的結(jié)構(gòu)也十分的類似,這是因?yàn)樗鼈冎黧w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(tǒng)油浸式變壓器在如何進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方面區(qū)別不大,唯一重大的不同體現(xiàn)在實(shí)際性能上,這是因?yàn)樵谟?jì)算的時(shí)候需要使用不一樣的方法。

  2.2整體設(shè)計(jì)的原則

  整體來(lái)看,有關(guān)干式變壓器的設(shè)計(jì)體現(xiàn)出以下特性與原則,那就是:多變量、非線性以及多目標(biāo)混合性等問(wèn)題。在一個(gè)最優(yōu)化的數(shù)學(xué)理論中,多變性規(guī)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變量保持著連續(xù),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(dǎo)致了這些方法不論如何也就僅僅只能尋求到局部的相對(duì)優(yōu)化,始終不可能達(dá)到一種全局的最優(yōu)化。

  3優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)概括

  3.1關(guān)于鐵心

  首先來(lái)看,對(duì)于變壓器設(shè)計(jì)而言,鐵心柱直徑這一系數(shù)是其最基本的參考,這是考慮到鐵心的一旦確認(rèn)數(shù)值之后,也就相應(yīng)去確定了其繞組的內(nèi)徑的數(shù)值,以及確定了原、副繞組的匝數(shù)的數(shù)值,也就是說(shuō)整個(gè)變壓器的主體性能就已經(jīng)被確認(rèn)了(包含尺寸)。另一方面,它的數(shù)值還直接關(guān)系到變壓器另一個(gè)重要的材料消耗數(shù)值——即銅鐵比,這也是對(duì)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(shù)情形我們都可以按照書中所述的方法: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(jí)圓內(nèi)矩形截面,所以如果這個(gè)截面的級(jí)數(shù)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(jí)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(shù),而這個(gè)系數(shù)才是我們?cè)谠O(shè)計(jì)鐵心時(shí)要優(yōu)先認(rèn)真考量的。

  3.2關(guān)于電壓比較核

  其次,根據(jù)干式變壓器需要并聯(lián)運(yùn)行的情形,我們必須對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的儀器之間的電壓比較核做出非常嚴(yán)格的要求。正是出于這樣的考量,我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)就必須對(duì)計(jì)算出的高低壓繞組匝數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的核定,以確定電壓比較核是否超標(biāo)。在設(shè)計(jì)者,為了防止出現(xiàn)制造或者試驗(yàn)存有偏差而發(fā)生的危險(xiǎn),我們?cè)谠O(shè)計(jì)整體的計(jì)算時(shí),要將預(yù)設(shè)的電壓比容許偏差數(shù)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(duì)于某些種類的干式變壓器如F級(jí)干式變壓器來(lái)說(shuō),因其平均的'溫升相比普通型號(hào)的或高出兩成左右,因此在設(shè)計(jì)這種款型的時(shí)候,可以將電流的密度設(shè)定較高數(shù)值,以達(dá)到縮小變壓器的基本尺寸的目的。當(dāng)然,它也可以適用在溫升較高的情形,但是現(xiàn)在伴隨著NOMEX紙的廣泛應(yīng)用,事實(shí)上對(duì)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(dāng)?shù)倪M(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),使其擁有著卓越的化學(xué)、機(jī)械、以及物理性能。現(xiàn)階段已經(jīng)非常廣泛地適用于各類電氣設(shè)備之中了。同理將其應(yīng)用到干式變壓器之中后,可以達(dá)到使電場(chǎng)分布更為均勻的預(yù)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(yùn)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(shè)計(jì),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(xiàn)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(dǎo)致相當(dāng)多產(chǎn)品無(wú)法發(fā)揮出其應(yīng)有的功能。經(jīng)過(guò)調(diào)查研究顯示,設(shè)計(jì)軟件在我國(guó)變壓器設(shè)計(jì)應(yīng)用方面的數(shù)量絕對(duì)不容樂(lè)觀,截至2012年,連變壓器生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)設(shè)計(jì)軟件來(lái)進(jìn)行操作的企業(yè)數(shù)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)這類設(shè)計(jì)軟件,但并不是很清楚自己到底應(yīng)不應(yīng)該使用,部分企業(yè)甚至都不知道原來(lái)變壓器設(shè)計(jì)還可以通過(guò)這樣的軟件來(lái)完成操作。不得不承認(rèn),在我國(guó),傳統(tǒng)老化的設(shè)計(jì)方法還在變壓器設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)著主導(dǎo)的地位,這其中能夠折射出我國(guó)這一領(lǐng)域的整體水平問(wèn)題。據(jù)此,我們必須對(duì)變壓器的相關(guān)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行充分的認(rèn)識(shí)。

  結(jié)語(yǔ)

  綜上所述,出于對(duì)干式變壓器優(yōu)良品質(zhì)的綜合考量,在當(dāng)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(guó)內(nèi)產(chǎn)品的國(guó)際生存能力,但是我們也要認(rèn)識(shí)到,目前我國(guó)絕大大工廠的設(shè)計(jì)水平依然停留較低級(jí)的水平之中,這是我們亟需解決的問(wèn)題。

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