干式變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究分析

路洪祥

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對(duì)電力的需求越來越大，需要電力設(shè)備及時(shí)進(jìn)行技術(shù)更新，以適應(yīng)激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。電力變壓器是一種基礎(chǔ)電力設(shè)備，主要發(fā)揮著對(duì)輸入交流電流進(jìn)行控制的作用，在電力配送中發(fā)揮著重要的價(jià)值。當(dāng)前我國(guó)的干式變壓器技術(shù)還存在一些不足，導(dǎo)致在變壓器設(shè)計(jì)上需要投入較多的成本。本文主要對(duì)當(dāng)前干式變壓器行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并為其技術(shù)優(yōu)化提出策略。

關(guān)鍵詞：干式變壓器;優(yōu)化設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)研究

一、干式變壓器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著干式變壓器技術(shù)的逐漸發(fā)展與改良，當(dāng)前行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也在逐漸擴(kuò)大，并且有著國(guó)際化的特征。為了提高自身綜合競(jìng)爭(zhēng)力，一些國(guó)際生產(chǎn)企業(yè)逐漸加大在技術(shù)研發(fā)上的投入，并且從性能和售后服務(wù)等多方面進(jìn)行完善，以滿足人們?nèi)找嫣岣叩挠秒娦枨?。因此?dāng)前行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)在于干式變壓器的性能優(yōu)化，近年來在性能優(yōu)化上加大資金投入的廠商逐漸增多，在信息技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，通過使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)為變壓器的優(yōu)化提供了技術(shù)支持，有助于干式變壓器的進(jìn)一步優(yōu)化。

二、干式變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)概述

（一）干式變壓器設(shè)計(jì)的含義

干式變壓器在基本結(jié)構(gòu)與工作原理上基本與傳統(tǒng)變壓器一致，導(dǎo)致這一現(xiàn)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(tǒng)變壓器的差異通常體現(xiàn)在其他材料上，例如冷卻介質(zhì)和絕緣材料的選擇上存在不同，會(huì)導(dǎo)致變壓器性能有細(xì)微差異。因此在對(duì)干式變壓器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，可以將傳統(tǒng)變壓器的優(yōu)化作為參考，此外由于使用的信息技術(shù)存在差異，需要在功能需求上體現(xiàn)出二者的不同。

（二）干式變壓器設(shè)計(jì)原則

在干式變壓器的整體設(shè)計(jì)上，首先需要遵循多目標(biāo)混合性、非線性、多變量等問題和原則，變壓器設(shè)計(jì)優(yōu)化會(huì)受到多變性規(guī)劃問題的限制，因?yàn)槠浣夥ó?dāng)前只存在于理論上，在實(shí)際作用的過程中對(duì)于變量的連續(xù)性有著一定的要求，這一條件限制對(duì)變壓器設(shè)計(jì)優(yōu)化造成了阻礙，導(dǎo)致很難從整體上對(duì)變壓器進(jìn)行優(yōu)化，只能對(duì)局部進(jìn)行優(yōu)化。

三、干式變壓器設(shè)計(jì)優(yōu)化分析

（一）鐵心的優(yōu)化分析

鐵心是變壓器的核心部件，因此在對(duì)干式變壓器進(jìn)行優(yōu)化時(shí)首先應(yīng)該考慮鐵心的優(yōu)化，對(duì)鐵心柱直徑數(shù)值進(jìn)行確認(rèn)，能夠?yàn)槠渌糠值膬?yōu)化提供基本參考，通過確定這一系數(shù)，可以進(jìn)一步對(duì)繞組內(nèi)徑進(jìn)行確認(rèn)，隨后明確副繞組和原繞組的匝數(shù)，進(jìn)而確定下變壓器的尺寸和整體性能。

此外鐵心的數(shù)值還影響到銅鐵比的數(shù)值，銅鐵比是變壓器中一種重要的參數(shù)，是進(jìn)行變壓器設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)需要進(jìn)行重點(diǎn)考慮的部分。在對(duì)鐵心進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，需要以理論知識(shí)為基礎(chǔ)，確保數(shù)值的設(shè)計(jì)有可靠依據(jù)，鐵心數(shù)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(yōu)化中需要對(duì)其形狀和材料等因素進(jìn)行考慮，通常會(huì)采用薄硅鋼片制造普通變壓器的鐵心，鋼片以迭成的多級(jí)圓內(nèi)矩形截面為主，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該充分考慮到其空間填充系數(shù)，構(gòu)成這一系數(shù)的數(shù)據(jù)來源是多級(jí)矩形的截面積與圓面積之比，截面積會(huì)隨著級(jí)數(shù)的提高逐漸與圓面積相接近。

（二）絕緣材料的選擇

通過對(duì)干式變壓器與傳統(tǒng)變壓器的平均溫升進(jìn)行對(duì)比，會(huì)發(fā)現(xiàn)一些型號(hào)的干式變壓器比傳統(tǒng)變壓器平均溫升更高，以F級(jí)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(shè)置為較大的數(shù)值。這種方式在溫升較高的條件下也可以使用，然而當(dāng)前NOMEX紙?jiān)谧儔浩鹘^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(shù)已經(jīng)得到了明顯優(yōu)化。

（三）電壓比較核的設(shè)計(jì)

干式變壓器的運(yùn)行方式通常為并聯(lián)，因此在對(duì)變壓器進(jìn)行優(yōu)化時(shí)需要首先考慮到這一因素，提高對(duì)儀器間變壓比較核的要求。在實(shí)際設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，首先需要嚴(yán)格核算高低壓繞組匝數(shù)，獲取其中的電壓比信息，確保其在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。為了提高優(yōu)化設(shè)計(jì)后干式變壓器的安全性，需要在設(shè)計(jì)時(shí)保留出一定空間，可以通過降低預(yù)設(shè)電壓比的形式進(jìn)行，縮小其容許的偏差數(shù)值，使其變?yōu)樵瓉淼囊话搿?/p>

（四）玻璃絲帶的使用

玻璃絲帶作為一種較為先進(jìn)的技術(shù)，當(dāng)前在多種電氣設(shè)備中得到了廣泛運(yùn)用，由于性能上具有優(yōu)勢(shì)，能夠滿足多樣化的材料需求，其材質(zhì)工藝上具有較高的機(jī)械、化學(xué)等性能優(yōu)勢(shì)。在干式變壓器的設(shè)計(jì)優(yōu)化中可以使用玻璃絲帶，加強(qiáng)電場(chǎng)的均勻分布，提高電場(chǎng)的穩(wěn)定性，確保其優(yōu)化效果與預(yù)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(chǎng)分布較為集中帶來的問題，提高干式變壓器的安全性和穩(wěn)定性。

（五）信息技術(shù)優(yōu)化

近年來信息技術(shù)的發(fā)展速度逐漸加快，需要干式變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)中使用的軟件技術(shù)及時(shí)做出創(chuàng)新，更加符合時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前在變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)中信息技術(shù)的使用越來越普遍，并且相關(guān)軟件的開發(fā)力度也在逐漸加大，然而由于缺少對(duì)先進(jìn)技術(shù)的推廣，導(dǎo)致最新型軟件在技術(shù)優(yōu)化中的使用并不廣泛，多數(shù)干式變壓器技術(shù)優(yōu)化中依舊采取較為老舊的信息技術(shù)，不僅不能充分實(shí)現(xiàn)先進(jìn)信息技術(shù)的價(jià)值，還降低了干式變壓器設(shè)計(jì)優(yōu)化的效率。

此外雖然當(dāng)前國(guó)際上的軟件設(shè)計(jì)較為先進(jìn)，國(guó)內(nèi)的軟件開發(fā)依舊存在不足，能夠?qū)④浖?shí)際運(yùn)用到干式變壓器優(yōu)化中的企業(yè)也相對(duì)較少，相關(guān)企業(yè)缺少對(duì)先進(jìn)技術(shù)的認(rèn)識(shí)，不利于干式變壓器的進(jìn)一步優(yōu)化。針對(duì)這一問題，在干式變壓器的技術(shù)優(yōu)化中應(yīng)該首先重視起信息技術(shù)的優(yōu)化與普及，加大技術(shù)推廣力度，讓相關(guān)企業(yè)能夠切實(shí)認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并且主動(dòng)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，將其應(yīng)用到實(shí)際工作中，此外還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)，提高干式變壓器設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平和責(zé)任意識(shí)，加強(qiáng)其對(duì)信息技術(shù)的掌握，為干式變壓器設(shè)計(jì)優(yōu)化提供人才支持。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，當(dāng)前干式變壓器產(chǎn)業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)逐漸增大，為了提升自身在行業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)力，干式變壓器生產(chǎn)商應(yīng)該加強(qiáng)設(shè)計(jì)優(yōu)化，提高干式變壓器的性能。在設(shè)計(jì)優(yōu)化的和過程中需要技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)信息技術(shù)的應(yīng)用，通過軟件對(duì)變壓器優(yōu)化方案進(jìn)行模擬，并且充分考慮到干式變壓器各部分的特性，解決實(shí)際問題，使優(yōu)化后的干式變壓器能夠滿足更多用電需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王乾. 干式變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 科研， 2016， 000（007）：P.223-223，225.

[2]劉利艷. 干式變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品， 2015， 000（024）：61-61.