干式變壓器優化設計的研究分析

路洪祥

摘要：隨著我國經濟發展中對電力的需求越來越大，需要電力設備及時進行技術更新，以適應激烈的行業競爭。電力變壓器是一種基礎電力設備，主要發揮著對輸入交流電流進行控制的作用，在電力配送中發揮著重要的價值。當前我國的干式變壓器技術還存在一些不足，導致在變壓器設計上需要投入較多的成本。本文主要對當前干式變壓器行業現狀進行分析，并為其技術優化提出策略。

關鍵詞：干式變壓器;優化設計;設計研究

一、干式變壓器行業發展現狀

隨著干式變壓器技術的逐漸發展與改良，當前行業之間的競爭也在逐漸擴大，并且有著國際化的特征。為了提高自身綜合競爭力，一些國際生產企業逐漸加大在技術研發上的投入，并且從性能和售后服務等多方面進行完善，以滿足人們日益提高的用電需求。因此當前行業內競爭的重點在于干式變壓器的性能優化，近年來在性能優化上加大資金投入的廠商逐漸增多，在信息技術不斷發展的背景下，通過使用計算機進行技術開發為變壓器的優化提供了技術支持，有助于干式變壓器的進一步優化。

二、干式變壓器優化設計概述

（一）干式變壓器設計的含義

干式變壓器在基本結構與工作原理上基本與傳統變壓器一致，導致這一現象的主要原因在于二者皆以同種材料作為主體部件的原料，干式變壓器與傳統變壓器的差異通常體現在其他材料上，例如冷卻介質和絕緣材料的選擇上存在不同，會導致變壓器性能有細微差異。因此在對干式變壓器進行優化設計時，可以將傳統變壓器的優化作為參考，此外由于使用的信息技術存在差異，需要在功能需求上體現出二者的不同。

（二）干式變壓器設計原則

在干式變壓器的整體設計上，首先需要遵循多目標混合性、非線性、多變量等問題和原則，變壓器設計優化會受到多變性規劃問題的限制，因為其解法當前只存在于理論上，在實際作用的過程中對于變量的連續性有著一定的要求，這一條件限制對變壓器設計優化造成了阻礙，導致很難從整體上對變壓器進行優化，只能對局部進行優化。

三、干式變壓器設計優化分析

（一）鐵心的優化分析

鐵心是變壓器的核心部件，因此在對干式變壓器進行優化時首先應該考慮鐵心的優化，對鐵心柱直徑數值進行確認，能夠為其他部分的優化提供基本參考，通過確定這一系數，可以進一步對繞組內徑進行確認，隨后明確副繞組和原繞組的匝數，進而確定下變壓器的尺寸和整體性能。

此外鐵心的數值還影響到銅鐵比的數值，銅鐵比是變壓器中一種重要的參數，是進行變壓器設計優化時需要進行重點考慮的部分。在對鐵心進行優化時，需要以理論知識為基礎，確保數值的設計有可靠依據，鐵心數值的確定需要考慮到變壓器的損耗值、短路阻抗、容量等因素。此外在鐵心的優化中需要對其形狀和材料等因素進行考慮，通常會采用薄硅鋼片制造普通變壓器的鐵心，鋼片以迭成的多級圓內矩形截面為主，在進行優化設計時，首先應該充分考慮到其空間填充系數，構成這一系數的數據來源是多級矩形的截面積與圓面積之比，截面積會隨著級數的提高逐漸與圓面積相接近。

（二）絕緣材料的選擇

通過對干式變壓器與傳統變壓器的平均溫升進行對比，會發現一些型號的干式變壓器比傳統變壓器平均溫升更高，以F級干式變壓器為例，能夠高出兩成左右。因此為了降低干式變壓器的體積，需要從電流密度的角度考慮，可以將其設置為較大的數值。這種方式在溫升較高的條件下也可以使用，然而當前NOMEX紙在變壓器絕緣材料中得到了廣泛使用，這代表干式變壓器絕緣材料的制造技術已經得到了明顯優化。

（三）電壓比較核的設計

干式變壓器的運行方式通常為并聯，因此在對變壓器進行優化時需要首先考慮到這一因素，提高對儀器間變壓比較核的要求。在實際設計優化時，首先需要嚴格核算高低壓繞組匝數，獲取其中的電壓比信息，確保其在標準范圍內。為了提高優化設計后干式變壓器的安全性，需要在設計時保留出一定空間，可以通過降低預設電壓比的形式進行，縮小其容許的偏差數值，使其變為原來的一半。

（四）玻璃絲帶的使用

玻璃絲帶作為一種較為先進的技術，當前在多種電氣設備中得到了廣泛運用，由于性能上具有優勢，能夠滿足多樣化的材料需求，其材質工藝上具有較高的機械、化學等性能優勢。在干式變壓器的設計優化中可以使用玻璃絲帶，加強電場的均勻分布，提高電場的穩定性，確保其優化效果與預期相符。通過使用玻璃絲帶，還可以減小絕緣尺寸，解決了電場分布較為集中帶來的問題，提高干式變壓器的安全性和穩定性。

（五）信息技術優化

近年來信息技術的發展速度逐漸加快，需要干式變壓器優化設計中使用的軟件技術及時做出創新，更加符合時代發展趨勢。當前在變壓器優化設計中信息技術的使用越來越普遍，并且相關軟件的開發力度也在逐漸加大，然而由于缺少對先進技術的推廣，導致最新型軟件在技術優化中的使用并不廣泛，多數干式變壓器技術優化中依舊采取較為老舊的信息技術，不僅不能充分實現先進信息技術的價值，還降低了干式變壓器設計優化的效率。

此外雖然當前國際上的軟件設計較為先進，國內的軟件開發依舊存在不足，能夠將軟件實際運用到干式變壓器優化中的企業也相對較少，相關企業缺少對先進技術的認識，不利于干式變壓器的進一步優化。針對這一問題，在干式變壓器的技術優化中應該首先重視起信息技術的優化與普及，加大技術推廣力度，讓相關企業能夠切實認識到信息技術的優勢，并且主動引進先進技術，將其應用到實際工作中，此外還應該加強對專業技術人員的培養，提高干式變壓器設計人員的專業水平和責任意識，加強其對信息技術的掌握，為干式變壓器設計優化提供人才支持。

結語：

綜上所述，當前干式變壓器產業之間的競爭逐漸增大，為了提升自身在行業間的競爭力，干式變壓器生產商應該加強設計優化，提高干式變壓器的性能。在設計優化的和過程中需要技術人員加強對先進信息技術的應用，通過軟件對變壓器優化方案進行模擬，并且充分考慮到干式變壓器各部分的特性，解決實際問題，使優化后的干式變壓器能夠滿足更多用電需求。

參考文獻：

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