關于澆注式干式變壓器電磁優化設計探討

周苑良

摘要：電磁優化設計是制造變壓器的一個重要環節，在澆注式變壓器里起著重要的作用，換句話說，電磁設計直接決定變壓器的制作成本，但隨著近幾年來，制作變壓器的原材料成本逐年升高，導致變壓器的價格也越來越高，為變壓器這個行業帶來了發展上的阻力。面對如此嚴峻的局面，在保證產品質量的同時又要節約生產成本已經成為了整個變壓器行業的重點。因此，電磁優化設計變得尤為重要，不僅需要注意在設計要求上參數指標要符合質量標準，在節約成本的同時，還要能靈活地操作計算機軟件，不僅極大的減少人力勞動，更使生產效率也大大提高，增加了企業的利潤。

關鍵詞：[HTK]變壓器；電磁設計；優化設計

變壓器的應用遍布世界各地，面對變壓器的危險我國的防范意識顯著提高，由于變壓器在上世紀受到的關注不多，對于容易出現意外的位置沒有一定的保護設施，導致存在很多安全隱患，特別是對兒童安全隱患很大。隨著時代的不斷發展，世界各地用戶使用的電能加大，導致經常發生安全事故，這就需要配置更多的變壓器來解決負荷的問題。由于電磁設計決定變壓器的最終出售價格，所以要求變壓器電磁設計更加的優化和并把操作過程的簡便化[1]。此外，軟件設計的功能十分強大，它能夠有效的把規定范圍內有關電磁設計的所有方案計算出來。但由于004年初制作變壓器的原來材料的價位不斷上漲導致變壓器的生產成本和原來相比增加了很多，生產商索要獲得的利潤減少，這一現象對變壓器行業的發展前景造成了巨大威脅。除此之外，關于電磁優化設計還需要先進的線路設施，以提高變壓器的質量。本文就澆注式變壓器電磁優化設計進行探討，做出最佳方案，以保證產品的質量和成本。

一、制定電磁優化方案

第一，由于近幾年來，制作變壓器的原材料價格上漲，導致廠家利潤降低，因此，在設計電磁優化時，必須從實際出發，以降低成本為主，在進行制作時依據市場的狀況以及廠商的要求來選材，在不改變產品質量的基礎上降低變壓器的生產用量是保證利潤的主要目標。第二，約束條件。在對變壓器電器設計的過程中應考慮以下的制約條件。a.在材料方面要對電磁線的絕緣厚度與相關規格型號、硅鋼片的性能參數和厚度進行制約；b.對于性能參數來說，主要是對負載損耗、空載耗損、短路阻抗、溫升方面、沖擊電壓、局方水平等方面有嚴格的規定。隨著現代對環保的要求加強，在設計中也要加強對噪音的控制要求。強調節能效應，對空載損耗等相關損耗進行嚴格的把控；c.對繞組結構進行關于繞組是選擇線繞和箔繞、有無風道、對風道數量如何進行掌控等相關把控；d.在可操作性方面對模具的大小、疊繞根數的數量進行嚴格的約束；e.針對客戶對產品提出特殊的需求進行相關的調控。第三，做好設計方案。變壓器是電磁優化計算通過電腦來進行控制，因為電腦計算速度快，不會受到其他數據的影響。比如：函數數值的連續性，并且可以在電腦上找出關于這個問題的所有可能值，這樣方便快捷的電腦系統既保障了工藝的實用性，還能將所有的答案一一找尋出來防止遺漏，在實際運作時可以隨意選擇最優個數解，計算基本規格，配置適當的導便方案，在操作程序時出現不合適的地方可以直接舍去，這樣防止再一次重新計算，既節省了時間，也提高了工作效率。而與之相關的設計者在設計時要注意硅鋼片的薄厚以及實用的參數，嚴格按照所規定的規格進行電磁設計。在設計時對于變壓器里的空載損耗在噪音上的要求也很嚴格，但隨著當今社會的不斷發展，對于噪音的管理也越來越嚴格。

二、設計程序的具體過程

根由于組成變壓器結構具有千變萬化，其中的最復雜的就是電磁結構和電磁關系，建立模型的開始首先是對設計總出現的變量進行確認，其中包括繞組匝數n、鐵心直徑D、鐵心窗高HN、磁鐵密度Bt、匝電壓et、中心距Mo、導線厚b、導線寬a。據輸入的中心通過電腦機算出內模和外模；第二，根據購買時的原材料的參考數據算出鐵心直徑；第三，計算出匝數，并控制好匝數；第四，找出適當的高低壓繞組；第五，計算出適當的窗高以及阻抗；第六，通過以上的各種步驟以及總結以往的經驗，簡單的制定出初步方案，檢查需要用到的材料相關參數。并根據客戶的需要進行特殊的規格制定。由于現在新的設計里高壓套使用還是原本的鐵心和高壓繞組，因此，只有對低壓繞組進行新的設計，關于這兩組都是進行新的設計，采用新的技術，故而，使用的設計是相反的。計算繞組對于電磁優化設計的具有重要意義。我們常用的繞組設計常規軟件容量在800kVA左右，在使用這個軟件進行計算時不僅計算過程簡單而且計算結果也較為簡潔，通過對軟件的使用對所有方案進行成本由低到高的排序，從而篩選出最佳的方案這是為了方便設計者在工作時對方便計算結果，一目了然，得心應手，不僅節省了時間也提高了工作效率。對于工作是所參照的數據都是設計者前輩總結分析出來的經驗，因此，這些數據都是有效的數據，一般在設計時都是按照這個過程，所以基本上不會出現太大的問題，沒有大問題的發生，但不可避免會出現很多小情況，比如；溫升值多出等問題，但這樣也會影響整個工作程序的效率。并且針對這個軟件不可避免的還存在噪音問題，針對噪音問題我們有專門的噪聲計算程序，利用這個軟件來計算分析噪音造成的影響是否影響了其他人，是否符合了國家的規定，如果噪音不符合國家的規定，我們將會更改方案，重新設計。對于變壓器原材料價格的上漲，變壓器企業的利潤降低，那么購買材料也是一筆不小的開支，因此，我們需要創建一個較為完備的數據庫，在設計前計算出使用的模具，降低模具的費用。正如普通一個軟件在開發設計后都會存在一些不足之處，同樣電磁優化軟件也會存在之處，在進行實際運用時就會將不足之處表現出來，盡管現階段的噪聲軟件還存在問題，但如果計算噪聲不超出范圍，可以采用[3]。

綜上所述，降低制作變壓器的生產成本是設計澆注式干式變壓器電磁優化的目的，電磁優化設計不僅大大節約了變壓器的用料成本，還使生產質量得到了很大的增進。降低了計算機的硬件要求，只要是能夠運行Windows的系統配置都可以對變壓器軟件進行運用，增加了工作效率。為變壓器生產商帶來了巨大的利潤，也節省了勞動力，減少了人力支出成本，提高了生產效率。由于電磁優化設計在市場上應用較廣，不僅在經濟效益上大大增加，還兼具了社會效益，其環保的節能原理迎合了環境保護的時代的要求，同時也使用戶在用電過程中獲得巨大利益，實現了共贏。

參考文獻：

[1]賴夏生.關于澆注式干式變壓器電磁優化設計探討[J].華東科技：學術版，2017，34（7）：200.

[2]封春波.關于樹脂澆注干式變壓器線圈表面的放電問題的解決辦法[J].建筑工程技術與設計，2016，54（31）：233235.

[3]王慶保，劉志華，徐廣東.一種樹脂澆注線圈干式變壓器結構CN206059106U[P].2017，34（12）：231234.