浇注式干式变压器电磁优化设计方法探析

张晔 保定天威顺达变压器有限公司

一、前言

电力对社会发展与满足人民日常需求具有不可替代的作用。作为电力传输过程中非常重要的一种电器，需要更多的变压器来解决电能超负荷需求的问题。而决定变压器价格的主要因素是电磁的设计，为了降低生产成本和提升变压器的质量就要求变压器生产者不断的对电磁进行优化设计。本文通过对浇注式干式变压器的电磁优化设计方案进行研究，来寻求最佳的设计方案，以确保能够在保证浇注式干式变压器质量的同时降低生产成本。

二、制定电磁优化方案

（一）确定设计方案

通过计算机的电磁优化来设计浇注式干式变压器的优点是计算机的运算速度非常快且误差较小，通过带入公式可以将所有的最优解快速的寻找到，而且还不会受到函数连续值的影响。通过计算机来控制电磁优化计算既保障了适用性也不会忽视任何一个最优解，而且还可以在运算的过程中对最优解的个数进行随意的设置，当最终结果计算出来后可以配置最优方案。通过这种方式来确定设计方案的优点是当出现问题时不用从头到尾的再次进行计算，而是可以在发现不合适的地方时及时的剔除舍去。

（二）设计变量选取

由于生产成本的提高生产浇注式干式变压器的生产厂家所能获取的利润就被进一步压缩。那么在设计变量选取时就要根据实际情况将厂商生产浇注式干式变压器的生产成本作为目标函数，按照生产厂商和市场的具体情况来选择开发设计。在设计变量选取时应将以下几项参量作为基本的单独变量，例如窗密度、铁心柱直径等。剩余的参量可以当作函数来进行选择。

（三）约束条件

浇注式干式变压器的设计约束条件有5点。首先是电路短路时受到的阻抗；其次是空载时的损耗与电流；然后是满载时的损耗；再其次是高低压绕组的温升，因为高低压绕组都是呈阶梯式进行分布的，这就要求线规的宽厚比率不能超出一定的数值并且要控制好缠绕的匝数。对绕组的缠绕与接法方式也是有一定要求的，例如是采用三角形型进行连接还是采用星型来进行连接，对于绕组的接法具体还要根据客户的要求来进行设计。最后需要注意的是是否有线绕和有没有通风管道以及通风管道的大小等。

随着社会的发展人们对噪音污染也愈发重视，这就要求浇注式干式变压器的生产厂商在生产时也要考虑硅钢片的厚度、性能和电磁线的绝缘厚度与使用规格等。因为这些将影响着浇注式干式变压器在满载损耗和空载损耗时所产生的噪音的大小。

三、设计程序的具体过程

由于组成浇注式干式变压器的结构多种多样，这其中最复杂的就是电磁关系和结构。这就要求在进行具体的程序设计时要对设计时出现的总变量进行确认，包括绕组匝数、铁心柱直径、中心距、导线的厚度和宽度等。根据所输入的数据通过计算机计算出内模与外模。第二步，算出铁心柱的直径。第三步，计算出匝数。第四步，对线圈尺寸和阻抗进行计算。第五步，找出合适的高低压绕组。第六步，计算空载时的损耗和满载时的损耗。根据以上各个步骤得出的数据并结合过往的经验来制定简单的设计方案。在制定简单的设计方案时要对各项数据进行检查，然后根据客户提出的要求对其进行浇注式干式变压器制定。当前的新的设计中使用的高压套内部还是原先的铁心和高压绕组，这就导致必须对低压绕组进行新的设计。由于两组都是新的设计和新的技术，就导致两个设计是相反的。对于浇注式干式变压器的电磁优化设计来说，计算绕组具有非常重要的意义。目前浇注式干式变压器中常用的绕组软件容量是800kVA 左右。使用这个软件数据进行计算时不仅过程较为简洁并且结果也比较简洁。这样可以对所有设计方案所需要的成本进行比较清晰的排序，方便生产厂商来进行对比和分析。这样不仅可以节约时间还可以提升效率。目前计算中采用的数据都是前辈们多年经验总结出来的有效数据，一般的设计过程都是按照原先的过程，基本不会有大的问题和失误发生。但是没有大问题和大失误发生不代表不会出现小的问题，比如在设计过程中出现了温升值多出等问题，虽然小的问题并不会影响设计结果，但是会降低工作效率。同时还要对是否产生不符合国家规定的噪音来进行计算。当出现不符合国家规定的噪音时就要修改方案来进行重新设计。当前浇注式干式变压器的生产原材料的成本在不断上涨从而导致生产厂商的利润在不断降低。这就要求在设计之前应该建设一个数据齐全的数据库，在使用原材料时先计算出所需要的使用的模具，这样就不会造成原材料浪费和生产成本的上升。最后浇注式干式变压器的电磁优化设计肯定还会存在不足之处，设计出来的变压器也不全是十全十美的，但如果误差能够控制在国家规定的范围之内的话就还可以进行生产使用。

四、小结

总之，对浇注式干式变压器的电磁进行优化设计的根本原因是为了降低生产成本。通过对电磁优化设计不仅可以节约生产浇注式干式变压器的原材料还可以提升浇注式干式变压器的生产质量。而且只需要计算机就能对变压器软件进行运用不仅能够提升工作效率还可以节约劳动力缩小生产厂商的开支。当前市场对电磁优化设计的需求较广，因此对电磁优化设计不仅能够实现经济获益还能带来一定的社会效益。并且由于电磁优化设计蕴含的环保理念也符合当下的环保社会的时代需求，因此对浇注式干式变压器进行电磁优化设计具有非常深远的意义。