乾式變壓器最佳化設計論文

乾式變壓器最佳化設計論文

　　所謂的電力變壓器，指的是透過將交流電源輸入後，依據一定技術，將其數值變高或變低，在任何電能整合配送的場合，變壓器顯然都有著重大的應用。截止21世紀初，我國的發電量就已躍居世界第二位，而透過變壓器產生的電量總數也早已經超過了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，對用電量的不斷增進，隨著更高更為科技感的建築的不斷落成，我們更加需要一種效能優的變壓器。這其中抗燃性的乾式變壓器是一個不錯的選擇。

　　1當前行業背景介紹

　　事實上，現階段，在變壓器行業內，國際市場上的競爭壓力是異常慘烈的，眾多國際廠商為了加大自己產品的市場佔有率，都會加大投資來提高產品的質量，而這些投資涉及設計、效能、售後等眾多方面的技術改革工作。因此，通過當前的計算機技術，達到最佳化變壓器設計的課題是當前電工行業重點發展的方向，相當多的單位已經開始大刀闊斧的自行投資研究，也正是計算機飛速發展，才為我們對變壓器設計的最佳化工作提供更加便利的軟體和硬體環境。

　　2乾式變壓器設計理論概述

　　2.1什麼是乾式變壓器的設計

　　從理論上來看，其實幹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似，這是因為它們主體部件鐵心採用的是相同的材料，事實上其實也就只有在絕緣材料、冷卻介質材料的選擇上，二者存在不同。因此我們可以看到，其實幹式變壓器與傳統油浸式變壓器在如何進行最佳化設計的方面區別不大，唯一重大的不同體現在實際效能上，這是因為在計算的時候需要使用不一樣的方法。

　　2.2整體設計的原則

　　整體來看，有關乾式變壓器的設計體現出以下特性與原則，那就是：多變數、非線性以及多目標混合性等問題。在一個最最佳化的數學理論中，多變性規劃問題雖然存有理論上的解法，但實際上它們大都要求存有著變數保持著連續，這樣一來，其實這就變成了變壓器最佳化問的一個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區域性的相對最佳化，始終不可能達到一種全域性的最最佳化。

　　3最佳化設計要點概括

　　3.1關於鐵心

　　首先來看，對於變壓器設計而言，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後，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，也就是說整個變壓器的主體效能就已經被確認了（包含尺寸）。另一方面，它的數值還直接關係到變壓器另一個重要的材料消耗數值——即銅鐵比，這也是對於一個變壓器最佳化而言至關重要的考量因素。事實上，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矽鋼片迭成的多級圓內矩形截面，所以如果這個截面的級數越來越多的失手，那麼事實上它的就會越來越接近圓面積，我們基本會把多級矩形的幾何截面積與圓面積之比視作這個鐵心的一個空間填充係數，而這個係數才是我們在設計鐵心時要優先認真考量的。

　　3.2關於電壓比較核

　　其次，根據乾式變壓器需要並聯執行的情形，我們必須對並聯執行的儀器之間的電壓比較核做出非常嚴格的要求。正是出於這樣的考量，我們在設計時就必須對計算出的高低壓繞組匝數進行嚴格的核定，以確定電壓比較核是否超標。在設計者，為了防止出現製造或者試驗存有偏差而發生的危險，我們在設計整體的計算時，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關於絕緣材料

　　再次，對於某些種類的乾式變壓器如F級乾式變壓器來說，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NOMEX紙的廣泛應用，事實上對於乾式變壓器的絕緣技術來說，我們已經取得了相當的進步。

　　3.4關於玻璃絲帶

　　最後，大體介紹以下玻璃絲帶，由於這種材質的工藝上的先進，使其擁有著卓越的化學、機械、以及物理效能。現階段已經非常廣泛地適用於各類電氣裝置之中了。同理將其應用到乾式變壓器之中後，可以達到使電場分佈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，就避免了一直以來電場的過分集中的缺點，最終大大提高了變壓器執行的可靠性。

　　4軟體方面的最佳化

　　必須看到的是，這五年來有關乾式變壓器的最佳化設計，已經得到了一定的重視，與之相配套的軟體開發同時也得到了很大程度的發展。事實上，雖然事實上現階段的眾多變壓器最佳化軟體已經面世，可問題在於它們的基本推廣並不到位，直接導致相當多產品無法發揮出其應有的功能。經過調查研究顯示，設計軟體在我國變壓器設計應用方面的數量絕對不容樂觀，截至2012年，連變壓器生產企業透過設計軟體來進行操作的企業數量還不到一半，在這些並沒有採用的企業之中，部分企業表示聽說過這類設計軟體，但並不是很清楚自己到底應不應該使用，部分企業甚至都不知道原來變壓器設計還可以透過這樣的軟體來完成操作。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域佔據著主導的地位，這其中能夠折射出我國這一領域的整體水平問題。據此，我們必須對變壓器的相關的軟體系統進行充分的認識。

　　結語

　　綜上所述，出於對乾式變壓器優良品質的綜合考量，在當前乾式變壓器擁有這光明市場前景的情況下，我們必須提高國內產品的國際生存能力，但是我們也要認識到，目前我國絕大大工廠的設計水平依然停留較低階的水平之中，這是我們亟需解決的問題。