VB变压器优化设计分析-1
Excel 变压器优化设计
变压器优化设计
十）自动绘图 自动绘图与 VB 优化设计程序的效果相同。
变压器优化设计
十一）程序的调试与验证
调试
1.在代码设置中断点，运行时查看变量数值； 2.设置STOP点，符合设置条件时查看； 3.设置Debug，在立即窗口查看变量值的变化， 以便判断。 4.放宽约束条件，如损耗、阻抗和温升，使运算 有解，然后在《手工调节》时，中断运行，查看 是什么参量造成的，再采取相应对策。
优化设计框图
输入数据 铁心尺寸循环 磁密循环 电抗高度循环 低压线宽循环 高压线宽循环 低压线厚循环 高压线厚循环
与 VB优化设计程序相同
材料成本计算 方案比较排队
保存方案 保存计算单
绘制铁心图 结束
绕组计算
PO判断
Yes No
下一个循环 显示十个最优 选择方案 人工调整
PK判断
Yes
No
UK判断
Yes
变压器优化设计
Excel 变压器优化设计
目 录
一）将VB 优化设计程序移植到 Excel 二）Excel“宏”——VB编辑器 三）参量输入 五）程序运行状况显示 六）计算无解处理 七）人工调整与油箱计算 八）方案存库与浏览存库方案 九）转入通用计算单 十）自动绘图 十一）程序的调试与验证
变压器优化设计
油箱压力判断同时用两种方法，最大工作压力与最 大油膨胀量。还可手工调整油箱数据，即在白色格 上自填数据，计算结果不受压力判断限制。
变压器优化设计
八）方案存库与浏览存库方案
计算完成后，可选择方案是否存入数据库。浏览存库方案时， 先输入查询容量，下面则显示库存方案，可调出。
变压器优化设计
九）转入通用计算单 在《人工计算单》单击《从优化设计中取方案》， 可将方案中参量调入，在人工计算单中计算。可修 改参量，它有计算功能，与通用的计算单相同。 人工计算单还有保存方案与取出方案的功能。它是 单元格公式计算与代码计算的混合体，还有出错提 示
基于VBA和SolidWorks的三相三柱式干式变压器铁心标准化的设计
基于VBA 和SolidWorks 的三相三柱式干式变压器铁心标准化的设计李卓阳(中铁电气工业有限公司保定铁道变压器分公司)摘 要：三相三柱式干式变压器在电气化铁道中应用广泛，设计人员在电磁计算单完成后需要对铁心结构进行分析，不同容量的铁心结构大致相同但参数不尽相同，从而导致了设计人员工作的重复性， 针对上述问题，运用VBA 编程及SoliUWorUs 三维软件的参数化设计理念对干式变压器的铁心结构进行标准化设计，从而提高设计人员的工作效率。
关键词：Excel VBA ； SoliUWorUs ；干式变压器；铁心结构设计0引言干式变压器由于耐火性好、损耗低、噪音低、局放 小被广泛应用于变电所内，而干式变压器的铁心更具有 结构稳定的特点。
不同容量的变压器铁心结构标准化程度高但各项铁心参数不一：比如窗高、Mc 、叠片级数和 片宽等参数，针对于结构模型标准化，参数应用多样化 的设备特点，很多时候，结构设计人员疲于应付参数的 更改，效率低下，无法将时间充分地应用到结构的细节设计上，三维模型的参数化设计彳艮好地解决了上述问题,运用VBA 的编程自动化及SolidWorks 的三维模型铁心设 计［］,来进行干式变压器铁心的参数化设计，能够大幅 度提高设计人员的设计效率，为今后的总体结构设计和 富于创造力的创新设计活动［2留出充裕的时间。
完成后，就需要结构设计人员将变压器结构以图纸的形式画出来，这里面就包括铁心叠片的结构设计。
计算单一般采用Excel 来进行编制，这样就可 以采用常用的函数公式，比如VLOOKUP 函数来进 行数据传输， 将计算单的主要数据传输到已经创建好的Excel 中，通过运用VBA ,主要是基于VB(VnualBasn )语言进行编程，获取并计算数据，来导出相应的SoliUWorUs 铁心叠片配置文件和装配使用的布局文件。
上述工作完成后，就需要使用SoliUWorUs 软件来画出相应的叠片文件和布局装配文件，最后的步骤，就是通过布局文件和叠片文件进行配合，最终得到完整的铁心叠片三维布局图。
箔式绕组变压器优化设计_邱清泉 (1)
第39卷第10期2005年10月西安交通大学学报JOU RN A L OF XI c A N JIA OT O N G U N IV ERSIT YVol.39l10Oct.2005箔式绕组变压器优化设计邱清泉,李涛,孙萍,励庆孚(西安交通大学电气工程学院,710049,西安)摘要:提出了箔式绕组变压器的一种优化设计方法.该方法考虑到箔式绕组电流引线的存在,为了满足铁心与引线之间的绝缘距离,铁心截面在优化设计时采用了不对称结构,与对称铁心截面结构相比,可以很大程度地提高铁心截面积.将一种改进遗传算法应用到铁心截面和整台变压器的优化设计中,基于优化后的不对称铁心截面对两台箔式绕组变压器进行了优化设计,在满足要求的情况下,成本分别降低8163%和6182%.关键词:变压器;箔式绕组;铁心;优化设计;遗传算法中图分类号:TM402文献标识码:A文章编号:0253O987X(2005)10O1111O05Optimization Design of Foi-l Wound TransformerQiu Qing quan,L i Tao,Sun Ping,L i Qingf u(S chool of Electrical Engineerin g,Xi c an Jiaotong University,Xi c an710049,China)Abstract:An optim izatio n design method for fo i-l w ound transformers is pr esented,w here the asym metric cor e section is designed to adapt for the insulation space betw een cor e section and current lead of foil w ind-ing.T he asym metr ic co re section is allow ed to enlarge its effective area compared w ith the sym metr ic one. An improved genetic alg orithm is employed for both core sectio n and total transfor mer optimization.M eet-ing the restrictio n requirements,tw o optim ized foi-l w ound tr ansform er s enable to reduce the cost by 8163%and6182%respectiv ely.Keywords:transf or mer;f oil-w ound;cor e;op timiz ation design;g enetic algor ithm随着城乡电网改造的进行,箔式绕组变压器得到了广泛的应用.箔式绕组变压器具有承受突发短路能力强、冲击过电压下稳定性高、冷却条件好、便于加工等优点[1].因此,在容量较大的小型变压器中,采用箔式绕组代替多根并绕的圆筒式绕组,无论是从产品性能还是从成本考虑,都具有十分积极的意义.然而,由于绕组引线的存在,箔式绕组变压器占据了铁心与低压绕组之间的绝缘裕度,因此铁心截面在设计上与一般变压器不同,通常要做成部分扁平型[2].这样就降低了整个铁心截面积,从而使箔式绕组的成本增加.如何考虑绕组引线存在时对变压器铁心截面进行优化设计,从而提高铁心截面积,具有重要的经济意义.1一般变压器的铁心截面优化设计分析一般心式变压器铁心柱截面通常为多级梯形,外形接近于圆形,如图1所示.这个阶梯形的级数越多,有效截面积越大,但制造工时也越多.综合考虑铁心利用系数与制造工艺,铁心柱直径与级数存在一定的经验关系[2].就心式变压器而言,在给定铁心直径和片宽级数的情况下提高其有效截面积,具有降低空载损耗和节省导线材料的双重意义.铁心截面优化设计就是在给定铁心直径和片宽级数的条件下,求每级叠收稿日期:2004O11O11.作者简介:邱清泉(1979~),男,博士生;励庆孚(联系人),男,教授,博士生导师.图1 一般变压器铁心柱截面图片的片宽和叠厚,使铁心截面积最大.铁心截面优化设计采用的方法主要有作图法、解析法以及采用数学优化算法等.文献[3]在分析了最小级片宽下限选择依据以及铁心给定直径外限控制方法的基础上,将一种改进遗传算法应用于铁心截面的优化设计,取得了理想的效果.下面,简要分析文献[3]中关于一般变压器铁心截面优化设计的思路.根据图1,在控制铁心给定直径外限为0时,各级片宽和叠厚存在如下递推关系y i =(D 2-x 2i )1/22-E y i-1,x 0=D (1)式中:x i 、y i 分别为各级片宽和各级片厚,i =1,2,,,n;D 为铁心直径.记X =(x 1,x 2,,,x n ),一般变压器铁心柱截面积与各级宽的理论计算公式为A(X )=2E ni=1x i y i(2)根据式(1)和式(2),铁心柱总截面积函数为A (X )=E ni =1xi(D 2-x 2i )1/2-2E y i-1(3)因此,铁心截面优化的数学模型可表示为m ax A (X ) X =[x 1,x 2,,,x n ]T x min [x i [x maxi =1,2,3,,,n(4)式中:x min 和x max 分别为最小级片宽的下限和最大级片宽的上限.2 箔绕组变压器的铁心截面优化设计分析对于箔式绕组变压器而言,由于低压箔式绕组的首末端出头在绕组绕制前用氩弧焊或用冷压焊将出头引线焊于金属箔上,而箔式绕组引线一般由金属排引出,这样低压绕组就不是完整的圆型.由于引线的存在,占据了一部分低压绕组至铁心间的绝缘距离,因此铁心也部分扁平,从而减少了部分铁心面积.箔式绕组变压器的铁心柱截面如图2所示.图2 箔式绕组变压器铁心柱截面图拉板结构如图3所示.正常侧面积函数为A N (X )=E ni =1x i yi=E ni =1xi(D 2-x 2i )1/22-E yi-1(5)最小片宽下限x n =2r 2-((r 2-(W p /2)2)1/2-T p -T i )21/2(6)式中:W p 为拉板宽度;T p 为拉板厚度;r =D/2为铁心外接圆半径;T i 为拉板与最小级叠片间绝缘厚度.非正常侧面积函数为A U (X )=E ni =1x iy ci(7)为了保证绝缘距离,拉板上端所在弦的宽度下限W c1=2(2rT l -T 2l )1/2(8)式中:T l 为引线厚度.如果W c1<W p ,即引线厚度很小,则两侧均按正常侧计算.最小级叠片所在弦的宽度下限W c2=2r 2-((r 2-(W c1/2)2)1/2-T p -T i )21/2(9)因此最小级叠片所在弦的厚度上限T c2=(r 2-(W c2/2)2)1/2(10)在确定了最小级叠片所在弦厚度上限之后,可以通过图4所示流程计算非正常侧的各级叠片厚1112西 安 交 通 大 学 学 报 第39卷图3拉板结构图图4 计算非正常侧各级叠片厚度的程序流程图度.根据上述分析,可以计算出箔式绕组变压器铁心单边去片时的铁心毛截面积A (X )=A N (X )+A U (X )(11)这样就可以得到与式(4)形式相同的铁心截面优化设计模型,并通过下文的改进遗传算法进行优化.与传统的双边去片结构铁心结构相比,铁心截面积的增加是明显的.3 变压器铁心拉板铣角处理上述分析是在拉板截面为矩形的情况下进行的,在工程实际中应该考虑拉板铣角,拉板铣角后不仅可以降低局部放电的可能性,而且对增加铁心截面积也有积极意义.铣角后拉板结构图如图5所示. 铣角角度的最佳值是在拉板的顶点A 、B 、C 、D均在铁心外接圆上时取得的.根据三角关系,有H 为铣角角度;W p1为拉板铣角后上端宽度;T t 为保证拉板强度而预留的拉板厚度图5 铣角后拉板结构图arcsinW p 2R +ar csin W p12R =2arctan 2T p -T tW p -W p1(12)式中:只有W p1为未知数,根据数值方法解出W p 1值,即可以求出最佳铣角角度H opt =ar ctan2T p -T tW p -W p1可以看出,最佳铣角角度并非固定值,但在生产实际中为了生产方便,拉板铣角角度通常是固定的.设铣角角度为H const ,则W p1=W p -2(T p -T t )/tan H const(13)然后要判断是拉板的顶点B 、C 还是顶点A 、D 在铁心截面外接圆上.根据图(4),如果(((r 2-(W p1/2)2)1/2-(T p -T t ))2+(W p /2)2)1/2>r则说明是顶点A 、D 在铁心截面外接圆上,在优化设计中可以将矩形A DEF 作为拉板结构;反之,则说明顶点B 、C 在铁心截面外接圆上,优化设计中需将矩形BCN M 作为拉板结构.4 箔式绕组变压器整体优化设计分析以箔式绕组环氧浇注干式变压器为例分析单台变压器整体优化设计问题,具体分析如下.4.1 目标函数一般的有约束问题,都可以描述为如下的数学规划问题min f (Z ) Z =(z 1,z 2,,,z p )Ts.t .g j (Z )\0 j =1,2,,,q(14)基于惩罚函数法,将有约束优化转化为无约束优化问题f c (Z )=f (Z )+Eqj =1|min (0,g j (Z ))|R j(15)式中:Z 为优化变量;f (Z )为目标函数;f c (Z )为增1113第10期 邱清泉,等:箔式绕组变压器优化设计广目标函数;g j(Z)为约束条件;R j为罚因子.变压器优化设计的任务就是使某一项的设计要求指标达到最大(或最小)值,而同时使其他指标满足标准要求、用户要求和工艺结构要求.本优化程序的目标函数为变压器有效材料的成本,采用下述关系式来表示f(Z)=C1G cu(Z)+C2G fe(Z)+C3G hy(Z)(16)式中:G cu(Z)、G fe(Z)、G hy(Z)分别为绕组导线、铁心硅钢片和环氧树脂的有效质量;C1、C2、C3为对应各材料的单价.4.2设计变量的选取选择设计变量的原则是:一般选取对变压器性能影响大,对目标函数和约束函数影响大,且能相应确定其他有关参量的独立设计参数为优化设计变量.根据上述原则,本文选取作为优化变量的变压器尺寸和参数为内线圈的匝数、铁心直径、箔的宽度、内线圈电流密度、外线圈电流密度.铁心截面优化设计软件的出现使铁心直径的调整更为方便,因此文中铁心直径以1mm为一档进行变化,箔的宽度以5mm为一档变化.4.3约束函数工程设计的优化问题一般都是有约束的.作为约束条件,不仅要能反映标准性能指标约束或用户提出的对合理性能指标的要求,而且要能反映工艺结构方面的要求.本文选择的性能指标是国家标准规定的空载损耗、负载损耗、阻抗电压、空载电流、温升等重要参数,可用如下关系式表示g1(Z)=p0s-p0p0s\0g2(Z)=p ks-p kp ks\0g3(Z)=I0s-I0I0s\0g4(Z)=215%-u ks-u ku ks\0g5(Z)=t cs-t ct cs\0g6(Z)=t ls-t lt ls\0g7(Z)=t hs-t ht h s\0(17)式中:p0、p k分别为空载损耗和负载损耗;I0为空载电流;u k为阻抗电压;t c、t l、t h分别为铁心、低压绕组和高压绕组的温升;式中下标带s的量表示标准值,不带s的量表示计算值.5遗传算法的改进与应用遗传算法的改进是一个长期的话题.在工程优化设计方面,当前遗传算法改进的主要方向有[3O5]:(1)改进遗传算子,如采用各种自适应算子、混沌算子或是强制变异策略等;(2)混合优化机制,将遗传算法与模拟退火、神经网络等其他优化算法结合,取长补短;(3)构造新的遗传算子,如加入免疫算子等.遗传算法改进的效果主要可以从时间、收敛概率、能否较大程度摆脱局部收敛等几个方面加以评价.考虑到上述几个因素,本文的改进思想主要有:允许父代参加竞争,从而使每一代的最优值得以保存;算法后期为了防止局部收敛,采用强制变异策略等[3,5].6箔式绕组变压器优化设计实例采用改进遗传算法,对两种型号的箔式绕组环氧浇注干式变压器进行优化设计,表1所示为优化结果.表1中原方案是指采用传统双边去片铁心截面数据时的设计方案,优化方案1是指在采用传统双边去片铁心截面数据时的整台变压器优化方案,优化方案2是在本文提出的不对称铁心截面优化的基础上得到的整台变压器优化方案.可以看出,优化过程中如果仅考虑整台变压器的优化,成本可以降低.如果在考虑不对称铁心截面优化的基础上再进行整台变压器的优化,成本的降低更为可观.7结论(1)考虑到箔式绕组电流引线的存在,为了满足铁心与引线之间的绝缘距离,铁心截面的优化设计采用了不对称结构.(2)为了更大程度地提高铁心截面积,在优化设计中可以对铁心拉板结构进行铣角处理.(3)将改进遗传算法应用到铁心截面优化设计和整台变压器的优化设计中.优化设计结果表明,在本文提出的不对称铁心截面优化的基础上得到的整台变压器优化方案,可使变压器的成本有明显的下降,产生显著的经济效益.1114西安交通大学学报第39卷表1 干式变压器的优化结果SCB9O 630/10型变压器原方案优化方案1优化方案2SCB9O 1250/10型变压器原方案优化方案1优化方案2内绕组匝数/匝212020151513铁心直径/mm 217221217262258276铁心截面积/mm 2330130341155336125490140473150550165箔的宽度/mm 81072071511001095840内线圈电流密度/A #mm -2019361114801978019650191511193外线圈电流密度/A #mm -2118461185421089117001180611831空载损耗/kW 139014251439213022502318负载损耗/kW 588060656178100881025210244空载电流/A 014801530157013301370138阻抗电压/%519151966115519561005199铁心温升/e 751768216679112701557216876177内绕组温升/e 811369017990165731567317087152外绕组温升/e 851219511599159771397914692191有效材料成本/元474764543643379845338128178770成本下降率/%4130816331856182注:算例采用硅钢片30Z130,各有效材料的价格分别为硅钢片22元/kg 、铝箔20元/k g 、铜导线37元/kg 、环氧15元/kg;表中阻抗电压为短路电压与额定电压的比值.参考文献:[1] 杨 晔,马 玲,李凯明.10kV 级箔式绕组变压器设计方案的选取[J].变压器,2001,38(12):15O 16.[2] 路长柏.干式电力变压器理论与计算[M ].辽宁:辽宁科学技术出版社,2003.[3] 邱清泉,励庆孚,李 涛.基于改进遗传算法的变压器铁心截面优化设计的研究[J].变压器,2004,41(9):33O 35.[4] 王 凌.智能优化算法及其应用[M ].北京:清华大学出版社,2001.[5] 吴德荣,李景川,励庆孚,等.遗传算法在电机系列优化设计中的应用研究[J].西安交通大学学报,1999,33(2):14O 18.(编辑 杜秀杰)[文摘预登]基于信赖域法的多运行方式下阻尼控制器参数协调杜正春,王秀菊,方万良(西安交通大学电气工程学院,710049,西安)提出了一种多运行方式下电力系统阻尼控制器参数协调方法.在该方法中,用多运行方式下所有机电振荡模式的阻尼比度量系统的小干扰稳定性,将所有阻尼控制器的参数协调表示为带不等式约束的非光滑优化问题,用非光滑优化信赖域法求解该问题,求得的阻尼控制器协调参数对多种运行方式下系统的所有振荡模式具有总体最优的阻尼效果.算例分析中,Anderson 3机系统217s 收敛于最小阻尼比为013502,New Eng land 10机系统2818s 收敛于最小阻尼比为011776.结果表明,所提方法收敛速度快,对多运行方式下的系统机电振荡模式都有明显的抑制作用,能够适应多机电力系统多种运行方式下的参数协调.1115第10期 邱清泉,等:箔式绕组变压器优化设计。
基于matlab的变压器铁心截面优化设计
变压器铁心截面优化设计是电力系统中重要的工程技术问题，优化设计可提高变压器的效率和性能，降低能耗和成本。
基于matlab的变压器铁心截面优化设计可以通过模拟和分析来实现，本文将介绍基于matlab的变压器铁心截面优化设计的理论和方法，并结合实例进行详细说明。
一、变压器铁心截面优化设计理论1.1 变压器铁心的作用和优化设计目标变压器铁心是变压器的核心部件，其主要作用是传导磁场和减少磁通的漏磁损耗。
优化设计的目标是在满足磁通密度和损耗限制的情况下，尽量减小铁心的截面积，以降低铁心材料的使用成本，并提高变压器的效率。
1.2 变压器铁心截面优化设计的数学模型变压器铁心的优化设计可以通过数学建模和优化算法来实现。
常见的数学模型包括磁场分布模型和损耗模型，优化目标包括最小截面积和最小损耗。
基于matlab的优化工具箱可以方便地实现这些数学模型和优化算法。
二、基于matlab的变压器铁心截面优化设计方法2.1 建立变压器铁心的磁场分布模型通过有限元分析方法，可以建立变压器铁心的磁场分布模型。
利用matlab中的pde工具箱可以方便地进行有限元分析，得到铁心的磁场分布和磁通密度分布。
在优化设计中，需要根据工作条件和限制条件进行合理的磁场分布设置。
2.2 建立变压器铁心的损耗模型变压器铁心的损耗包括铁损和铜损。
铁损是由于铁心磁化和磁滞引起的损耗，铜损是由于铜导体电阻引起的损耗。
利用matlab中的矢量分析工具箱，可以方便地建立变压器铁心的损耗模型，并进行损耗的计算和分析。
2.3 基于matlab的优化算法在建立了变压器铁心的磁场分布模型和损耗模型之后，可以利用matlab中的优化工具箱进行优化设计。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子裙算法、模拟退火算法等，这些算法可以用于求解磁场分布和损耗的最优设计方案，并得到最小截面积和最小损耗的优化结果。
三、案例分析以某一具体变压器为例，假设其工作条件和限制条件已知，利用基于matlab的变压器铁心截面优化设计方法，可以得到最优的铁心截面积和损耗分布。
变压器优化设计研究
变压器优化设计研究摘要：随着电力技术的不断发展，变压器的整体性能得到了稳步的提升，但从目前变压使用情况来看，还存在着诸多的问题，有必须对其进行优化设计，以实现变压效用发挥的最大化。
优化设计的目标是多样的，如性能提升、节能减耗等，文章在保证变压器性能、安全性、稳定性的基础，主要基于节能节材目标对变压器优化设计进行分析，以降低变压器的经济成本，提高其应用的经济效益。
关键词：变压器；优化设计变压器作为电力网络中变电、输电、配电的重要设备，其综合性能、经济成本、节能环保等直接关系着电力系统的经济效益和社会效益。
目前，随着电力工业技术的不断发展，变压器设计水平、制造工艺有了很大幅度的提高，但从总体水平来看，与发达国家还存在着一定的差距，特别是在变压器的设计方面，还不能满足高性能、低成本、少能耗等要求，因此，有必要对变压器优化设计进行研究，提高变压器设计水平，保证电力系统的安全、稳定、持续运行。
变压器优化设计是在保证产品综合性能的基础上，参考相关国际标准和国内规范，结合用户特殊需求，通过变压器设计基本方法得出最优的变压器产品，实现经济效益和社会效益双赢的目标。
目前，按冷却方式可将变压器分为干式变压器和油浸式变压器两种，虽然干式变压器以诸多优点得到了快速推广和应用，但还无法完全取代油浸式变压器，特别是在农网中，油浸式变压器还占据着很大比例，因此，文章主要对油浸式变压器的优化设计进行分析，以便产生最广泛的实践指导意义，以促进油浸式变压器在电力系统中整体效益的最大化。
特别是随着城市化进程的加快，变压器主要材料铜和硅钢片价格不断上涨，基于经济效益考虑，急需从设计方面加以优化，这也是变压器结构优化设计的主要出发点，在各方面性能达到规范要求和用户需求的基础上，实现变压器节能节材目标。
文章主要对变压器铁心柱截面、铁心柱型式和铁轭结构的优化设计进行分析，同时对变压器绕组方面的材耗和总耗降低措施进行初步探讨，对变压器综合设计水平的提高具有一定的借鉴价值。
2021年电力变压器铁心柱截面的优化设计(一)(2)
电力变压器铁心柱截面的优化设计(一)(2)电力变压器铁心柱截面的优化设计(一)1.整个铁心柱的硅钢片出了长度，其它如厚度，表面绝缘漆膜厚度，平整度都相同；2.硅钢片之间是没有形变的压紧；3.叠片系数是确定的已知数；4.油道对称分布；5.不考虑工艺过程的影响。
3 符号说明第i级叠片的的厚度；第i级叠片的宽度；叠片系数；铁心柱理论外接圆的直径，也等于理论线圈内筒直径；第i根油道与直径之间的；油道分割出来的分块 ___；多级阶梯形前i级厚度之和；线圈内筒的公差值；4 问题分析 4. 问题背景变压器是一种应用电磁感应原理把电能从一个电路传到另一个电路的电磁装置。
它在电路中起变压，变流，变电阻的作用。
它由三部分组成：铁心，起导磁，助磁作用；而是初级线圈，接电源，起激磁作用；三是次级线圈接负载，利用不同次初级线圈匝数比，实现变压，变流，变电阻的作用。
在变压器的构成里，铁心柱是很一个十分重要的组成部件。
因为铁心柱的形状，截 ___，叠片的选择，叠片的相关工艺过程都会影响将来变压器的使用效果和寿命，以及使用成本。
我国变压器制造业通常采用全国统一的标准铁心设计图纸，根据多年的生产经验，在 ___的生产研究过程中，各生产厂产生了对已有设计方案的疑问：能否改进及如何改进这些设计，才能在提高使用效益的同时降低变压器成本。
4.1. 铁心柱是 ___在线圈筒里面的，理论上，在线圈的直径确定了的情况下，铁心柱的有效 ___越大，铁心的电阻越大，使铁心的铁损最小，因而可以减少能量损耗，变压器的使用性能会越好，使用寿命较长。
为了充分利用空间和便于生产，铁心柱截面长采用多级阶梯形结构，用不同长度的硅钢片，堆叠成不同厚度的级，并且选择合适的级数去逼近与之配合的铁心线圈圆，期望得到的有效 ___最大，获得更大的电阻。
截面优化设计是以保证到达设计标准为前提，尽可能改善和提高产品的使用效果，使产品竞争力提升。
4.2 公差是生产中允许工件尺寸和几何形状变动的范围，用来限制误差。
变压器优化设计
变压器优化设计
5.软件使用VB6.0编写，并捆绑了Excel作为计算单输出， Access数据库作为数据保存，AutoCAD用来自动生成铁心 图，完成铁心片的大量计算，避免计算出错。 6.选择合理的跳出运行出口，节省运行时间。 7.程序应尽量采用模块式装配，以 8.程序的运行要能显示主要的运行状况，便于设计者明白调控 方向，如：铁心尺寸循环范围、电抗高度系数设置范围是否 恰当。运算无解时能指出无解的部位，如：选不到线规、运 行到那一个约束函数时通不过，以便设计者调整输入参数。 很多程序做不到这点，当显示无解时无所适从。 9. 优化设计后应有人工调整功能。
变压器优化设计
3.优化计算结果（续） 当计算无解时，程序自动显示计算进程到那个阶段出问题，引导 设计者去调试输入参数，本例中是铁损PO不合格，需降低磁密。
变压器优化设计
4.优化计算结果输出 计算结果有下列几项可供选择的输出。计算单归档是存入数据库 中。
变压器优化设计
5.人工调整设计
变压器优化设计
变压器优化设计
目 录 一）优化设计的分类 二）优化设计的三大要素 三）变压器优化设计的特点 四）优化设计框图 五）优化设计的思路 六）程序的操作界面 七）在Excel上使用优化设计 八）设计方案存档 九）程序的验证
变压器优化设计
一）优化设计的分类 1.按模型性质分：
确定型优化问题：静态优化问题（与时间无关或忽略时间因 素） 动态优化问题（随时间变化，系统响应变化） 不确定型优化问题（随机优化问题） 2.按设计变量性质分 连续变量、 离散变量、 随机变量 3.按约束情况分 按有无约束分： 无约束优化问题 约束优化问题
变压器优化设计
六）程序的操作界面
1.输入界面
用VB开发的变压器经济运行分析软件
Ｑ 绕 组 １额 定 负 载 无 功 功 率 损 耗 ， Ｖａ ； ｋ ｒ Ｑ 绕 组 ２额 定 负 载 无 功 功 率 损 耗 ， Ｖａ 功 功 率 损 耗 ， Ｖａ ； ｋ ｒ １ ２ ４ 由 上 可 以 看 出 ， 变 的 损 耗 曲 线 是 一 个 二 次 ． ． 主
２ 用 ＶＢ 语 言 开 发 变 压 器 经 济 运 行 分 析 软 件
２ １ Ｖｉｕａ ｓｃ语 言 简 介 ． ｓ ｌＢａ ｉ
变 压 器 技 术 参 数 是 分 析 计 算 变 压 器 经 济 运 行 的 基 础 数 据 ， 压 器 经 济 运 行 是 寻 求 变 压 器 运 行 中 降 变
Ｓ ：绕 组 ３视 在 功 率 ， 。 ＫＶＡ ；Ｐ ｚ： 组 ３额 定 负 Ｋ３绕 载综 合功率损 耗 ，ｗ ； ｋ Ｓ ： 组 １额 定 容 量 ， 绕 ＫＶＡ ；Ｐ 。绕 组 １额 定 负 Ｋ：
载 有 功 功 率 损 耗 ，Ｗ ； ｋ
本 软 件 用 途 为 计 算 电 力 变 压 器 损 耗 ， 前 可 以 目 提 供 经 济 运 行 点 计 算 及 损 耗 曲 线 绘 图 功 能 ， 计 算 可 有功 、 功 、 合三种 功率损 耗 。 无 综
第 １ 期 总第 ２ ６ ４ １ 期
２３ ０ ０年 ７ 月
内 蒙 古 科 技 与 经 济
Ｉ ｎ ｒＭ ｏ ｇ ｌ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ＆ Ｅｃ ｎ ｍｙ ｎ ｅ ｎ ｏｉ Ｓ ｉｎ ｅＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｏｏ
Ｎｏ １ ，ｔ ｅ ２ ６ ｈ ｉｓ ｅ ． ４ ｈ １ ｔ ｓ ｕ
１ １ 简介 ．
变 压 器 经 济 运 行 是 指 在 传 输 电 量 相 同 的 条 件 下 ， 过 择 优 选 取 最 佳 运 行 方 式 和 调 整 负 载 ， 变 压 通 使
变压器优化设计软件开发
变压器优化设计软件开发摘要：本软件编程语言为Visual Basic和C++，编程语言和变压器设计原理相结合。
采用分层遗传算法实现变压器的优化设计，并以220kV两圈变压器为实例进行验证，改进的MLGA比单层传统GA成本节省了3.02%，比手工设计方案节约9.48%。
开发了10-220kV等级变压器的优化设计软件及界面，实现变压器设计人员由手工计算向计算机软件计算转变。
关键词：Visual Basic；变压器设计原理；分层遗传算法；变压器优化设计1 概述变压器优化设计软件节约设计成本，提高设计质量，缩短产品的开发周期，将人工智能技术、数据库技术应用于设计中去，快速设计其结构方案，进一步提高公司的技术水平、企业形象和在市场中的核心竞争力。
研究基于知识工程的计算机集成系统对变压器制造企业在“以市场需求为中心”的激烈竞争中有着很强的应用价值，对我国变电设备制造企业和国民经济的发展有重要的现实意义[1]。
2 分层遗传算法的原理本软件采用改进的分层遗传算法进行优化设计，传统的遗传算法是将所有设计优化变量进行编码形成一个向量（染色体），然后由染色体组成一个种群进行进化操作；分层遗传算法的基本思想是将设计优化变量根据工程实际权重或优化先后顺序分类并进行独立编码，放置在不同的层中，每层中可以有多个种群进行并行的遗传操作，因此每个种群可以采用不同的遗传算子、不同的遗传参数，并行的设计。
不失一般性，这里以三层遗传优化算法为例，简要介绍分层遗传算法原理[2]。
如图1所示。
第一层GA1是控制其他模块的独立遗传算法，第二层GA2和第三层GA3分别由一系列的模块组成，每个模块对应一个子问题，每个子问题对应一个独立的GA，且同一层中的各个模块的编码相同。
一个独立的GA可以用以下格式来描述：GA=（PO,PS,IS,FIT,SO,CO,MO）(1)其中PO、PS、IS、FIT，分别表初始种群、种群大小、编码长度以及适应度值，SO、CO、MO分别代表选择、交叉、变异，故分层遗传算法可以用下式描述：GAij=（POij,PSij,ISij,FITij,SOij,COij,MOij）(2) 其中下标i和j表示分层遗传算法第i层第j个模块，GAij表示用独立遗传算法求解第i层第j个模块。
变压器全寿命周期成本优化设计论文[精选五篇]
![变压器全寿命周期成本优化设计论文[精选五篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/41045dd0c9d376eeaeaad1f34693daef5ef7130f.png)
变压器全寿命周期成本优化设计论文[精选五篇]第一篇：变压器全寿命周期成本优化设计论文1前言全寿命周期成本管理是从工程项目全寿命周期出发，科学、合理考虑成本，最终实现建设成本和运行维护成本的最优、最小化，达到节约社会资源的目的。
2变压器的全寿命周期成本优化设计2.1变压器的全寿命成本分析某220kV变电站本期新上1台容量180MVA、三相三绕组、变比为230±8×1.25%/121/11kV、容量比为100/100/50的高阻抗变压器，阻抗电压分别为UK1-2=14%，UK1-3=52%，UK2-3=38%。
经过对国内几家大型变压器厂（特变电工衡阳变压器厂、江苏华鹏变压器厂等）大量数据调研后，本文提出对两种方案的变压器进行设备选型比较：方案A：现在普遍应用的变压器常规模式，参数参照《国家电网公司物资采购标准》的技术规范书及国内几家大型变压器厂应标的数据选取。
方案B：在现在普遍应用的变压器常规模式的基础上，增加了变压器的初始投资，提高了变压器部分零部件的使用寿命，同时降低变压器的运行损耗。
2.2变压器的全寿命周期成本估算模型分析2.2.1初始投入成本CI分析方案A的一台变压器本体初始投入成本为800万元，方案B的初始投入成本为883.5万元，2.2.2运行成本CO分析（1）运行损耗费用：变压器的年运行损耗成本主要为空载损耗及负载损耗。
变压器按60%负荷运行，损耗成本中的电价按0.5元/kwh计算，方案A、B的运行损耗成本折现值分别为3476.6万元、3067.0万元。
（2）巡视检查费用：220kV变电站为无人值班变电站，每年的巡视费用约5000元，折现后两个方案40年的巡视检查费均为14.2万元。
结合以上两项费用，方案A每年的运行成本为123.14万元，方案B每年的运行成本为108.69万元。
2.2.3维护成本CM分析方案A、B的检修成本折现值分别为17.1万元、18.1万元2.2.4处理成本CD分析据调查，按照运行的年限不同，设备厂家将按不同的残值将设备回收。
_变压器_课题的优化教学设计
第30卷 第5期2001年5月 中学物理教学参考Physics Teaching in M iddle School Vol.30 No.5M ay.2001●创新教学设计●“变压器”课题的优化教学设计赵顺法(浙江省玉环县玉城中学 317600) 一、设计思想1.“变压器”课题的教学应围绕“什么是变压器?”“变压器副线圈为什么有电压?”“变压器为什么能改变电压?”“变压器是怎样改变电压、电流的?”等问题为线索展开教学过程.现行教材为降低难度,在“变压器为什么能变压”这个关键性问题上用“从实验知道”这样一句话避过去了,并没有介绍变压原理,教材的方法教育功能被大大削弱了.为克服这一缺陷,针对学生现有的知识水平和认知特点,在不增加教学难度的前提下,笔者采用定性分析和定量推导相结合、实验探究和理论推导相结合的方法,使学生先在实验探究中发现电压与线圈匝数之间存在的关系,然后从电磁感应原理出发解释和推导这一关系.这样处理,学生对变压器的变压原理的理解将更加深刻,学生的实验能力和理论分析能力将同时得以训练和培养.2.以能量的转化和传输为核心,突出变压器的理想化模型,应是处理本节课教学内容所遵循的基本原则.课本上并没有“理想变压器”的字样,但课本上给出的两个等式却只适用于理想变压器.笔者认为,明确“理想变压器”的概念远比含糊其词好.教学中通过引导学生分析变压器传输电能时因各种原因而产生的电能损耗,提出变压器的理想化条件,建立理想模型,在此基础上进一步分析导出理想变压器原副线圈的功率关系、电压关系和电流关系.这样处理教学思路严谨清晰,教学过程自然流畅,不仅能使学生准确理解理想变压器的工作原理和工作特性,而且能使学生再次学习建立物理模型的方法,有利于提高他们的分析概括能力.3.定性实验与定量实验相结合、静态实验与动态实验相结合,是实现突破本节课教学重点和难点的关键举措.教材及传统教学力图通过对实际变压器(通常是可拆变压器)的定量实验准确得出理想变压器的电压公式和电流公式.实际上两者差别较大,是难以得到理想结果的.另外,线圈都是已经绕制好的,有多少匝,只能听教师讲,学生并不能直接感知,实验效果不佳.笔者教学时在进行定量实验的基础上,增加了动态定性实验的演示.例如,在探究闭合铁芯在变压器中的作用时,增加了“变压器的铁芯从不闭合到闭合时,小灯泡的亮度逐渐增加”的实验;在探究电压、电流与线圈匝数的关系时,增加了“小灯泡的亮度随原副线圈匝数比的变化而逐渐变化”的实验;在探究原副线圈电流、功率与负载电阻的关系时,增加了“原副线圈的电流随与小灯泡并接支路的增加而不断增大”的实验等.这些动态演示实验避开理想变压器与实际变压器的差异,突出展示了它们相同的物理本质和动态变化规律.教学实践表明,学生对这些动态演示实验不但容易直接感知,印象深刻,而且加深了对变压器这一常见电气设备的全面理解和动态把握,训练了学生的观察能力和动态分析能力.4.重视问题情境的创设和学生思维动机的激发,引导学生主体积极参与教学,主动地探究和建构知识,是优化本课题教学过程的有效途径.传统教学常把这节课上成变压器原理介绍课,忽视了课题的方法教育功能(实验方法、理想化方法等)和学生思维能力、探究能力的培养.因此笔者力图将本课题的教学转变成为・8・师生共同参与的启发式问题探究课,在教学中以实验为载体展开过程,以问题为线索将课堂教学组织起来,通过积极创设问题情境,力求使实验与思维有机结合,层层递进,使学生始终处于积极参与探究的状态之中,充分展现物理课教学的特点和魅力.二、教学过程1.创设问题情境,引入新课题师:请同学们思考,若将额定电压为6V 的小灯泡直接接到照明电源上,会出现什么现象?生:因为电源电压(220V)远大于小灯泡的额定电压(6V),小灯泡会立即烧毁.师:现在只有照明电源,根据以前所学的电路知识,你有办法使小灯泡正常工作吗?生:可以,拿一个适当阻值的电阻与小灯泡串联,接入照明电路中.师:那么,你认为用这一办法时电源电能的利用率怎样?生:因为分压,电阻上的电压较大,消耗较大的电功率,所以这时电源电能的利用率并不高.师:能否设计一种办法或装置,使电源损失较小的电能而又能使小灯泡正常工作呢?事实上,上述矛盾在现实中普遍存在.在日常生活、生产中使用的各种用电设备,需要的电压不是都一样的.如家用电器(电灯、电炉等)需要220V电压,打点计时器只需要4～6V电压,电视机显像管又需要一万多伏的电压,等等.在由统一的电源供电的情况下,为适应这些不同的电压需要,就要有一种能改变电压的电气设备——变压器,那么它是怎样实现改变电压的目的呢?今天我们就来研究这一课题.2.变压器的组成及工作原理的探究师:变压器由哪几部分组成?它又是怎样工作的呢?请大家观察实验.演示实验1 拆开可拆变压器的各组成部分,让学生观察并回答其基本组成.然后把可拆变压器的两个线圈分别与照明电源和小灯泡连接,观察到小灯泡正常发光.用投影显示出单相变压器的结构示意图及电路图,如图1所示.结合图示和实物介绍变压器各部分的名称.师:变压器的工作原理是什么?当变压器图1的原线圈接上交变电源后,副线圈两端为何会有电压而使灯泡发光呢?请同学们用以前所学的知识解释产生这一现象的原因和过程.学生在变压器示意图中通过对变压器工作时电磁关系的分析,得出变压器的工作原理是利用了电磁感应现象,原线圈接交流电源后,在闭合铁芯内产生了交变的磁通量,它通过副线圈,使副线圈两端产生感应电动势.师:这时的副线圈就可以作为电源使用,当把用电器接在副线圈两端时,副线圈电路中就出现电流.若从能的转化角度看,变压器是怎样转化和传输能量的?生:原线圈输入的电能先转化成原副线圈中的交变磁场能,再转化成变压器副线圈输出的电能.3.理想变压器模型的建立师:若使变压器中的铁芯不闭合或撤去铁芯,原副线圈是否还会发生电磁感应?生:原线圈中的磁通量仍有部分通过副线圈,还会发生电磁感应.师:那么,为什么说铁芯是变压器的重要组成部分?演示实验2 使可拆变压器的铁芯由不闭图2合到闭合,如图2所示,接在副线圈两端的小灯泡亮度从较小到正常发光.・9・生:若无铁芯或铁芯不闭合时,原线圈中的磁感线只有一小部分贯穿副线圈,大部分漏失在外,有了闭合铁芯,由于铁芯被磁化,绝大部分磁感线集中在铁芯内部,贯穿副线圈,大大增强了变压器传输电能的作用.师:可见,漏失的磁感线不能起到传输电能的作用.有了闭合铁芯后,漏失的磁感线大大减少,但能完全避免漏失吗?生:不能,仍会有一小部分磁感线漏失在周围空间.师:因此,变压器副线圈输出的电能要小于原线圈输入的电能.实际变压器工作时,除了因漏磁而损耗电能外,还有哪些方面的原因也会引起电能损耗呢?先让学生思考,鼓励提出猜想,再让一位同学用手触摸工作后的变压器线圈和铁芯,并说出感觉.生:原副线圈有电阻,通电时要发热;铁芯在反复磁化时也要发热,都要损耗电能.师:现在,由于在材料和技术上采取了许多有效措施,实际大型变压器的效率(输出与输入的电功率之比)可高达97-99.5%,电能损耗可以很少.如果我们设想有一种完全没有能量损耗的变压器,称它为理想变压器,这种变压器应具备哪些条件?学生自己归纳后得出:¹原副线圈没有电阻;º无磁感线漏失;»铁芯不发热.师:理想化是科学研究中一种常用的重要方法,在前面学习中,我们通过这一方法得到了许多重要的物理模型(如质点、单摆、理想气体等).现在,我们弄清了变压器工作时起作用的各种因素,通过分清主次,并突出主导因素,建立了理想变压器的模型.下面就以理想变压器为对象,进一步研究其工作特性和变压规律.4.理想变压器工作特性的研究师:理想变压器原线圈的输入功率P1和副线圈的输出功率P2存在何种关系?生:输出功率等于输入功率,即P2=P1.师:理想变压器原副线圈两端的电压又存在怎样的关系?演示实验3 演示电路如图3所示,原线圈匝数400匝,接交流电压U1=12V,用交流电压表测量副线圈匝数分别为200匝和800匝时的电压,读数分别为6V和24V左右.师:从实验中可发现变压器原、副线圈上图3的电压与其匝数存在怎样的关系?生:原副线圈上的电压与其匝数成正比,即U1U2=n1n2.师:能否从理论上推导出理想变压器的这种关系?引导学生进行如下推导:¹因无漏磁,通过原、副线圈的磁通量及其变化率都相等,即51=52,$51=$52.º原、副线圈产生的感应电动势分别为E1=n1$51$t,E2=n2$52$t.»因原、副线圈没有电阻,原副线圈两端电压与电动势的关系分别为U1=E1,U2=E2.¼由此可得出原副线圈的电压与匝数的关系为U1U2=n1n2.师:当变压器原副线圈的匝数比增大或减小时,副线圈的输出电压将随之怎样变化?演示实验4 如图4所示,将绝缘导线逐图4・10・渐绕上铁芯,小灯泡逐渐变亮;将导线逐圈拉出,小灯泡逐渐变暗.让学生观察后分析得出结论.师:什么情况下变压器可以用作升压使用?什么情况下变压器可以用作降压使用?生:当n 1>n 2时,U 1>U 2,作降压变压器使用;当n 1<n 2,U 1<U 2,作升压变压器使用.师:现在我们已经研究了理想变压器输入功率与输出功率、输入电压与输出电压的关系,为了全面掌握变压器的工作特性,还应该研究其什么?生:变压器的输入电流与输出电流的关系.师:如何根据已掌握的变压器知识导出输入电流I 1与输出电流I 2的关系?学生推导:由P 1=P 2得U 1I 1=U 2I 2,故有I 1I 2=U 2U 1=n 2n 1,即原副线圈通过的电流与其匝数成反比.师:变压器原副线圈的匝数不同,原副线圈的电压和电流也不相同,这对绕制线圈的导线有何要求?学生讨论后得出:变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小,应该用较细的导线绕制;低压线圈匝数少而通过的电流大,应该用较粗的导线绕制.5.变压器知识的巩固与深化问题1 如图5所示,原、副线圈的匝数分图5别是n 1=800匝,n 2=160匝,蓄电池的输出电压为12V ,则电压表的示数多大?学生认真计算后的结果几乎清一色为2.4V .师:现在我已完全按照图5接好了电路,请大家仔细观察,它到底显示几伏?演示实验5 先把电压表用“头盖”遮起来,将电键闭合后,缓缓揭去“头盖”时,电压表的指针稳稳地指在零位置上.学生惊讶片刻后马上恍然大悟,对结果做出了正确的理论解释.接着将电键断开,在断开的瞬间,电压表指针有明显摆动,学生立即对它做出了正确解释.然后再把通电——持续——断电完整地展示一次,加深了学生对变压器的工作原理及“恒定电流不能通过变压器变压”的理解.问题2 有一理想变压器,原、副线圈匝数比n 1∶n 2=10∶1,当它正常工作时,求:(1)原副线圈的输入、输出电压之比;(2)原、副线圈中的电流之比;(3)原副线圈的输入、输出功率之比;(4)穿过原副线圈的磁通量变化率之比;(5)原副线圈上的电流、电压频率之比;(6)当副线圈上的负载电阻减小时,原副线圈上的电流、电压、功率将如何变化?上述(1)～(5)小题学生几乎能完全作出正确回答,第(6)小题先让学生讨论、猜想,然后用下面的实验验证结论.演示实验6 如图6所示电路,将电键逐图6个闭合,使小灯泡依次接入电路,负载总电阻不断变小,观察到电流表示数不断变大.分析实验现象,引导学生得出第(6)小题的结论.对实验中出现的小灯泡亮度变暗及电流表示数不成理想比例增大等问题,启发学生思索讨论,得出这是因实际变压器存在各种损耗造成的.在此基础上,归纳出理想变压器工作的动态规律:¹变压器确定后,原副线圈上的电压比不随负载变化而变化;º变压器的输入电流、功率分别由输出电流、功率决定;输出电压由输入电压决定.(课堂小结、板书及布置作业略)(收稿日期:2000-11-28)・11・。
简析500kV变电站所用变压器的优化设计
简析500kV变电站所用变压器的优化设计500kV电网系统的加强，设计和制造技术的提高及产品的不断改进，所用电系统的可靠性也越来越高，通过对山东省已运行的3座500kV变电站所用电系统实际应用情况进行了调查、分析、研究，有必要对所用电系统中的所用变压器容量、台数及其一次接线方式作进一步优化设计。
1所用变压器容量及台数的选择500kV变电站远景规模一般为2~4台主变压器，500kV出线4~回，220kV出线10~16回，主变压器低压侧接6~12组无功补偿装置，所用变压器容量大多在630~1000kVA之间[1-3]。
安装3台所用变压器，近期安装2台所用变压器，其容量均按100%负荷考虑。
所用变压器容量按下式计算[4]：S≥K1.P1+P2+P3式中：S—所用变压器容量（kVA）；K1—所用动力负荷换算系数，一般取K1=0.85；P1—所用动力负荷之和（kW）；P2—所用电热负荷之和（kW）；P3—所用照明负荷之和（kW）。
根据变电站负荷统计及计算结果，在500kV变电站设计中，站用变压器一般选择630kVA或800kVA。
由于负荷计算均按远景规模,而近期建设规模主变压器最多为2台，如淄博500kV变电站为2台主变压器；济南、潍坊500kV变电站均为1主变压器。
主变压器各侧电压等级的出线回路也较少，这样所用变压器所带负荷也相对较少，如果所用变压器容量选择较大就不利于所用变压器的经济运行。
从调查已运行的变电站所用电系统负荷情况与按远景规模所用负荷计算的结果相比较看，按远景规模所用负荷计算的结果要大的多，主要原因如下:（1）真空滤油机和真空泵负荷，一般在主变压器大修时才使用。
（2）主变压器冷却负荷，在计算负荷时按ODAF冷却方式，全部冷却器都运行,而实际情况主变压器负荷轻只有部分冷却器运行。
（3）各电压等级配电装置断路器、隔离开关操作机构等加热负荷，由于各电压等级单元数量较少，达不到远景计算负荷。
从所用变低压侧380V/220V接线方式来考虑，一般均采用单母线分段接线，一段母线上接一台工作所用变，正常运行时两台所用变分裂运行，基本上各带一半全所用电负荷。
VB变压器优化设计分析-3
VB变压器设计程序分析 变压器设计程序分析(3) 变压器设计程序分析
二）VB 设计程序数据库安装步骤 1. 在Adodc数据库控件上击右键，选“Adodc属 数据库控件上击右键， 数据库控件上击右键 属 如下图： 性”。如下图：
VB变压器设计程序分析 变压器设计程序分析(3) 变压器设计程序分析
VB变压器设计程序分析 变压器设计程序分析(3) 变压器设计程序分析
f.删除记录 删除记录 Private Sub Command3_Click() Dim myval As String 是否要删除该记录？ myval = MsgBox("是否要删除该记录？", vbYesNo, "提 是否要删除该记录 提 示窗口") 示窗口 If myval = vbYes Then Adodc1.Recordset.Delete Adodc1.Recordset.MoveNext If Adodc1.Recordset.EOF = True Then Adodc1.Recordset.MoveLast End If End Sub
VB变压器设计程序分析 变压器设计程序分析(3) 变压器设计程序分析
7）生成新的计算单 ） 为保证计算单不被 随意修改， 随意修改，建议以 Web方式保持。 方式保持。 方式保持
VB变压器析
控制AutoACD AutoACD编程 四）VB 控制AutoACD编程
VB变压器设计程序分析 变压器设计程序分析(3) 变压器设计程序分析
3.使用 控件联接数据库 3.使用ADO Data控件联接数据库 使用 控件
控件来建立数据绑定的对象和数据提供者之间的连接。 用ADO Data 控件来建立数据绑定的对象和数据提供者之间的连接。 a. 在“工程” →“部件”中选定 工程” 部件”中选定Adodc和DataGrid两控件。 两控件。 和 两控件 b. 在窗体上添加此两控件。DataGrid的DataSource属性设为 在窗体上添加此两控件。 的 属性设为Adodc1 属性设为
电气工程中的电力变压器优化设计分析
电气工程中的电力变压器优化设计分析摘要：自改革开放以来，我国电力产业发展趋于平稳状态，在电力系统运行过程当中需要对电力变压器加强重视，结合内部情况来进行深入分析。
目前我国在石油和煤炭资源使用过程当中，出现了资源短缺问题，但是对于电力系统来说，需要发挥节能型变压器的作用，对我国电力事业具有深远影响。
随着节能电力变压器容量不断增大，漏磁场现象也会越来越严重，那么损耗自然也会加大，具体表现为局部过热。
为了解决上述问题，本篇文章主要是把电力变压器损耗的原因作为重点来进行分析，并且采取有效措施来进行优化，希望能够给予相关人士一些帮助和借鉴。
关键词：电力变压器；损耗；优化方法引言我国能源问题越来越严峻，各行各业都需要把绿色节能观念作为重点来进行技术改进和优化，变电器行业需要根据内部结构、自身工艺、材料等才去优化措施，降低变压器损耗。
电力变压器优化设计技术能够提高电力变压器行业的工作效率，主要是结合电力变压器具体情况来进行分析，充分发挥自身优势。
电力变压器优化设计需要对相关标准和特定需求进行充分了解，严格按照变压器的设计理论来进行数字模型的创建，主要是通过数字方法来进行分析，采取优化方法，做好电力变压器设计工作，还需要对电力变压器的材料成本、器重、总体积等指标进行分析，能够让电力变压器方案符合内部需求，促进电力变压器可以正常运行。
1电力变压器的损耗1.1空载损耗空载损耗具体表示额定电压施加与变电器的一个绕组之上，其他绕线均为开路，变压器就会吸收有功功率。
变压器的空载损耗和负载没有直接联系，但是和铁芯材质具有直接联系，就会造成铁损，主要包含磁滞损耗和涡流损耗。
磁滞损耗主要是铁磁材料反复磁化过程当中出现的损耗现象，能够和硅钢片材料具有直接联系。
涡流损耗作为铁芯本身金属导体，通过电磁感应会造成电势出现，然后导致铁芯内部出现损耗，那么就需要对涡流损耗和硅钢片材料特性，内部厚度和总体积进行分析；空载损耗直接影响因素有硅钢片参数、铁芯设计、制造工艺。
2021年电力变压器铁心柱截面的优化设计(一)(3)
电力变压器铁心柱截面的优化设计(一)(3)电力变压器铁心柱截面的优化设计(一)5.3.1 因为我们采用的方法是：先根据油道分割出来的各小块的___基本相等，确定出油道的具 ___置，然后在满足第一小问中关于制造工艺的约束的情况下，用硅钢片填充各个分区块，使各个区块的铁心 ___最大，即以各个区块铁心柱 ___最大为目标，然后 ___之和最大为目标函数，求最优方案。
Setp.1 确定油道的位置和宽度，根据几何关系可得如 ___程组：方程组联立求解求得油道的位置：求得的第一根油道的尺寸为：，求得的第二根油道的尺寸为：，，在获得有油道的精确位置之后，然后用硅钢片去填充每一个由油道分割出来的小区块，并且让填充的 ___最大：第一个区块的填充 ___为： ,并让第二个区块的填充 ___为：, 并让第三个区块的填充 ___为：,并让总的填充 ___，即为铁心柱几何截___的二分之一目标函数： Setp.2 第一根油道与水平的那根直径之间的填充最优方案：求解上述模型就可得到第一分块的多级阶梯截 ___最大的最优方案。
Setp.3 求第一根油道和第二根油道之间，最优填充方案：求解上述模型可以得到第一根油道和第二根油道之间区块最佳填充方案。
Setp.4 求解第二根油道和圆顶部之间区块的最优填充方案：求解上述模型可求得第二根油道和圆顶之间的最优填充方案。
5.3.2 模型求解利用MATLAB进行优化计算得到如下最优设计方案1级 2级 3级 4级 5级 6级 7级 8级 9级 10级第一分块 645 40 第二分块 620 600 570 82 55 62 第三分块 635 630 625 615 610 600 595 585 580 570 25 21 19 32 14 26 12 22 10 19 第一模块 ___ 51600 第二模块 ___ mj=59590 第三模块 ___ mj =60720 总 ___（不包括油道） 292220 ___占用比 88.1%7 模型评价与扩展本文建立的模型属于含多个整数变量的非线性整数规划模型。
电力系统中的变压器参数优化设计
电力系统中的变压器参数优化设计引言：电力系统中的变压器作为电能传输的重要设备，扮演着“能量和信号的桥梁”的角色。
变压器的性能直接关系到电力系统的可靠性和经济性。
在电力系统中，变压器参数的优化设计对于提高电能传输效率、降低损耗和保证系统安全运行至关重要。
本文将围绕电力系统中的变压器参数进行详细探讨，并提出一些优化设计的方法与技术。
一、变压器参数的意义电力系统中的变压器是将高电压电能转换为低电压电能，或将低电压电能转换为高电压电能的重要设备。
变压器的参数包括额定电压、额定容量、变比、短路阻抗等。
这些参数直接关系到变压器的工作性能和传输效率。
合理的变压器参数能够降低系统的损耗，提高电能转换效率，保障系统的稳定运行。
二、变压器参数的优化设计方法1. 变压器容量的优化设计变压器容量是指变压器能够输送的最大电力容量。
合理选择变压器容量能够提高系统的供电可靠性。
在变压器容量的优化设计中，需要考虑系统的负荷特性、负荷的季节变化和负荷的增长趋势等因素。
通过对负荷特性的分析和预测，可以确定适当的变压器容量，充分发挥变压器的功率传输能力。
2. 变比的优化设计变比是指变压器的输入电压与输出电压之间的比值。
通过优化变比设计，可以实现电能在输电过程中的损耗最小化。
变压器变比的优化设计需要考虑电压降、电流、功率因数等因素。
合理选择变比能够降低系统的电能消耗，提高系统的运行效率。
3. 短路阻抗的优化设计短路阻抗是指变压器在短路时承受的电流和电压的比值。
短路阻抗的大小直接影响到系统的故障电流和故障电压。
通过优化短路阻抗设计，可以提高系统的短路能力和承受能力。
在短路阻抗的优化设计中，需要考虑到变压器的材料、绕组结构、冷却方式等因素，以减少系统的故障风险。
三、变压器参数优化设计的实例以某电力系统中的变压器参数优化设计为例进行说明。
该电力系统中有多台变压器，每台变压器的额定容量为1000kVA，额定电压为10kV/220V。
由于系统的负荷特性和发电能力的不断变化，需要对变压器的容量和变比进行优化设计。
大型电力变压器优化设计简介
大型电力变压器优化设计简介1引言大型电力变压器的设计改造具有重要的经济意义，它不仅改善了变压器的机械、电气性能，更提高了产品质量，降低了生产成本，大大提升了用户满意度。
经过几十年的发展，大型电力变压器优化设计已经取得较大进展，得到了广泛的应用。
2优化设计的目的大型电力变压器的优化设计是改进变压器的整体性能，使其能够满足多样化变化的运行要求。
优化设计的范围包括了改进电路布置，提高变压器效率，减少变压器失效率，改进变压器耐久性，降低变压器尺寸大小，提高功率质量，节约材料，等等。
3优化设计的方法大型电力变压器优化设计的方法分为三类：①基于数学优化模型的方法，例如用规划计算，可以有效地求解大型电力变压器的优化问题；②基于软件计算的方法，可以实现设计<=拓扑、几何结构和参数设计的变压器，大大减少了设计的工作量；③基于遗传算法的方法，可以有效根据变压器设计约束对其优化设计，从而满足用户的不同需求。
4变压器优化设计过程大型电力变压器优化设计过程包括变压器性能评估、变压器功能链接、变压器结构布置、变压器参数调整和变压器实物性能测试5个步骤。
首先，进行变压器性能评估，根据变压器的特性，对对变压器进行参数分析，计算变压器各个方面的指标，确定出最佳的优化方案。
其次，进行变压器功能链接，将变压器的结构元素进行功能链接，形成变压器的整体性能，以满足变压器设计要求。
第三，进行变压器结构布置，根据优化设计方案对变压器结构进行优化，以提高变压器的运行性能。
第四，进行变压器参数调整，结合实际情况调整变压器的参数，以使其满足生产要求。
最后，进行变压器实物性能测试，严格检验变压器的实际性能，确保这一优化设计真正可行。
5结论大型电力变压器优化设计是一项重要的研究，其结果可以使用户更好地满足用户需求，改善变压器运行性能及其产品质量，同时降低变压器运行成本，取得良好的经济效益。
VB变压器优化设计分析-2
Show 显示一个窗体 Hide 隐藏窗体 但不卸载 隐藏窗体,但不卸载 Refresh 重绘窗体 Print Line Circle 直接在窗体上写文字和画图形 Unload Me ——关闭窗体（ Me 指当前窗体） 关闭窗体（ 指当前窗体） 关闭窗体
VB变压器设计程序分析 变压器设计程序分析(2) 变压器设计程序分析
VB变压器设计程序分析 变压器设计程序分析(2) 变压器设计程序分析
3.窗体转换 窗体转换 例如将窗体转换到Form3，使用下列语句： 例如将窗体转换到 ，使用下列语句： Form3.Show 4.隐藏窗体 隐藏窗体 Form3. Hide 5.关闭窗体 关闭窗体 Unload Me
VB变压器设计程序分析 变压器设计程序分析(2) 变压器设计程序分析
四）控件
VB中的控件很多，如右图所示。还可以通过单击[ VB中的控件很多，如右图所示。还可以通过单击[工 中的控件很多 ]→[部件 获得外部控件。 部件] 程]→[部件]获得外部控件。
VB变压器设计程序分析 变压器设计程序分析(2) 变压器设计程序分析
点击[部件] 点击[部件]后，显示部 件一览表， 件一览表，可选择所需 的新部件。如右图所示： 的新部件。如右图所示： 如数据库浏览器 DataGrid就需要在部件 就需要在部件 就需要在 一览表中选取。 一览表中选取。
VB变压器设计程序分析 变压器设计程序分析(2) 变压器设计程序分析
VB的对象 属性、 的对象、 一）VB的对象、属性、事件和方法
1. 对象 对象Object 如窗体(Form)、控件 如窗体 、控件(Control)、菜单、屏幕 、菜单、屏幕(Scree)、 、 立即窗口(Debug)、打印机、其他 立即窗口 、打印机、其他Windows应用程序 应用程序 (如:Word、Exced、AutoCAD) 如 、 、 2.属性 属性 属性是对象的特征。设置属性的方法有两种： 属性是对象的特征。设置属性的方法有两种： 直接在属性栏设置； 直接在属性栏设置； 在程序中设置。其语法为： 在程序中设置。其语法为： 属性=属性值 或表达式） 属性值（ 对象 . 属性 属性值（或表达式）
基于VB的电力机车牵引变压器分析软件开发
基于VB的电力机车牵引变压器分析软件开发
罗隆福;姚新丽;许加柱;廖闻迪
【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(038)007
【摘要】结合VB在界面设计和ANSYS,MATLAB在二次开发方面的优势,开发了牵引变压器通用的分析软件.研发人员只需在软件界面中填写结构参数和电气参数,参数与ANSYS的APDL命令流中的变量参数已构成对应关系,通过VB调用ANSYS分析软件,建立牵引变压器的有限元模型,再通过多次调用不同物理场的分析程序和后处理程序,即可完成多物理场的分析与计算；通过VB调用MATLAB编写的复合短路阻抗计算程序,进行复合短路阻抗的计算,结果表明该分析软件避免了繁琐的命令流输入,可有效缩短产品设计周期,具有较大的工程应用价值.
【总页数】5页(P43-47)
【作者】罗隆福;姚新丽;许加柱;廖闻迪
【作者单位】湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082;湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082;湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082;湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082
【正文语种】中文
【中图分类】TM403
【相关文献】
1.基于“互联网+”的电力机车牵引变压器油泵监测系统 [J], 张龙波;陈文联;张其强;黎贤钛
2.基于VB的非晶合金干式变压器电磁优化设计及软件开发 [J], 黄洋;郭建;李宁
3.电力机车牵引变压器故障分析 [J], 刘帅
4.浅谈电力机车牵引变压器油的常规分析判断 [J], 景桂荣
5.电力机车牵引变压器油泵种类和改进分析 [J], 王玲;但堂睿
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
VB变压器设计程序分析(1)
八）主要的编程语句
1. 循环结构
Do 循环结构 Do While | Until 条件 语句块 [Exit Do] 语句块 Loop For 循环结构 For 计数器 = 初始值 To 终止值 [Step 步长] 语句块 [Exit For] Exit [计数器]
VB变压器设计程序分析(1)
1.本设计程序使用VB6.0编写，采用循环遍数法。选择合理的跳 出运行出口，节省运行时间。 2.从满足性能参数（PO，PK，UK，温升等）约束条件出发，先 在选定的铁心尺寸范围内从设定的最高磁密、最高电密开始 计算，无解时逐渐降低磁密和电密进行循环计算。 3.循环变量：铁心尺寸（或直径）、磁密、电抗高度系数、高 压层数、低压层数、最高高压电密、最高低压电密。 4.磁密以铁心截面和低压匝数实现。 5.为满足阻抗UK要求，输入电抗高度系数，由程序估算绕组高 度。
VB变压器设计程序分析(1)
四）循环变量
循环变量的设置可参看《输 入数据参考》，运行后再作 调整。原则是看最优解是否 在所设定的范围中部，如最 优解在设定铁心的边缘，则 应调整铁心的设置。 因高压是圆线，不需改线 宽，故无需优化层数。
VB变压器设计程序分析(1)
五）电抗高度系数
For KEE = KEE1 To KEE2 Step 0.02 '电抗高度循环 HH0 = KEE * 1.85 * I2 * N2 * DOO / (ET * UD * 10000!) * (DOO / 80 + 2 * UD + 4 + CZ1) ‘电抗高度估算公式
Yes
No
UK判断
Yes
No
温升判断
Yes
No
VB变压器设计程序分析(1)
设计程序框图说明： 1.磁密循环：实际上是低压匝数循环。 2.高压线宽循环：实际上是高压层数循环。 3.低压线宽循环：实际上是低压层数循环。 4.在取不到线规时，自动跳出进入下一循环。 5.人工调整计算时跳出循环和约束条件的限制。
这些是从线规的数列得出的公式。有了起始线规的数组下 标，以后的循环计算中每次数组下标加1就可以了。
VB变压器设计程序分析(1) 七）绕组高确定原则
1.先算出次级线圈高H2； 2.由次级高H2加两线圈高差HGD（即两倍的高低端绝缘 差），初步确定高压线圈高H1； H1 = H2 - HGD * 2 3.由H1算出高压每层匝数N9，由N9最后确定高压线圈高 H1； 4.由H1加高压端绝缘H11D确定线圈总高H21： H21=H1+H11D*2 同时确定低压端绝缘H22D： H22D = H11D - HGD
VB变压器设计程序分析(1)
举例： M = " 标准:PO=" & POT & " PK=" & PKS & NL M=M& "********************************************** ****************" & NL & NL M = M & "NO" & "报价 " & " DOOL " & " DOOS " & "N2 " & " M2 " & " CZ11 " & " M1 " & " M1n " & " PK " & " PO " & " UK " & " A1 " & " B1 " & " A2 " & " B2 " & " KEE " & NL & NL For I = 0 To 9 M = M & I & KOG1$ & MM(I) & KOG1$ & D(I) & KOG$ & DD(I) & KOG$ & N(I) & KOG$ & III(I) & KOG$ & C(I) & KOG$ & II(I) & KOG$ & M1n0(I) & KOG$ & K(I) & KOG$ & O(I) & KOG$ & Format(U(I), "#.##") & KOG$ & aa(I) & KOG$ & bb(I) & KOG$ & E(I) & KOG$ & F(I) & KOG$ & KOG$ & KE1(I) & NL Next M = M & NL & "方案数：" & Q MsgBox M, , "10个优化方案主要数据"
KEE是电抗高度的循环系数，一般从0.8到1.2， Step步长的大小应小于导线宽的变化率，也就是绕组高度的 变化率应小于导线宽的变化率，否则就会漏掉线规的组 合，可能漏掉最优解。 1.85是经验系数，铜线和铝线不同，不同结构的绕组也有差 别。解决的办法是从最优解的列表中看KEE 值的范围。
VB变压器设计程序分析(1)
VB变压器设计程序分析(1)
5.电密以导线截面实现，在绕组高度和设定的层数下导线的 宽度也就确定。然后以最小的导线厚度为起点开始运算， 每一次循环增加一级导线厚度，直到有解时跳出这一次循 环。高、低压导线均如此，要求每一种导线的组合都不放 过。 6.在循环运算过程中要显示可行解的信息。使设计者了解循 环变量范围选取是否合适。 7.运算无解时显示计算到什么阶段，便于设计者调整输入数 据。 8.优化设计后应有人工调整功能。 9.设计结果能存于数据库，便于查阅。 10.设计结果输出一份详细的计算单，作为技术文件保存。
VB变压器设计程序分析(1)
VB变压器设计程序分析(1)
九）方案优化排队
Rem 可行解方案排队，选取10个最优方案。 3010 If Z > 11 Then Z = 11 For I = 1 To Z: If JI = MM(I) Then Return Next I MM(Z) = JI: aa(Z) = A1: AA0(Z) = A01: bb(Z) = B1: C(Z) = CZ11: D(Z) = DOOL: DD(Z) = DOOS If Z = 11 Then GoSub 3090 Z = Z + 1: Q = Q + 1 Return 3090 For I = 0 To 9 For J = I + 1 To 11 If MM(I) <= MM(J) Then GoTo 3270 H = MM(I): MM(I) = MM(J): MM(J) = H H = aa(I): aa(I) = aa(J): aa(J) = H H = AA0(I): AA0(I) = AA0(J): AA0(J) = H H = bb(I): bb(I) = bb(J): bb(J) = H H = C(I): C(I) = C(J): C(J) = H H = D(I): D(I) = D(J): D(J) = H H = DD(I): DD(I) = DD(J): DD(J) = H 3270 Next J Next I Return
select case 结构
3.联接模块，例如：
Call XGJM1 '线规截面计算
VB变压器设计程序分析(1)
八）信息的输入和输出
1.输入 InputBox 函数 InputBox（对话框字符串S[，标题S][，文本框字符串][， 横坐标值N][，纵横坐标值N][，帮助文件S][，帮助主题 号N]） 如：U1 = InputBox("请输入导变高压（V）：", , "10500")
VB变压器设计程序分析(1)
2.输出 MsgBox 函数 MsgBox（消息文本S[，显示按钮N][，标题S][，帮助文件 S][，帮助主题号N]） 消息文本——作为消息显示的字符串，超过一行时插入回车 符Chr(13)或换行符Chr(10)进行换行。 标题——对话框标题 显示按钮——是C1+C2+C3+C4的总和，用来指定显示按 钮的数目、形式、使用的图标样式。 C1：显示按钮的数目（0～5），0—显示OK 按钮；1— 0—显示OK 及Cancel按钮。 C2：使用的图标样式16—显示关键信息图标；32—显示 疑问图标；48—显示警告图标；64—显示通知图标。
VB变压器设计程序分析(1)二Fra bibliotek优化设计程序框图
输入数据 铁心尺寸循环 磁密循环 电抗高度循环 高压线宽循环 高压线厚循环 低压线厚循环 低压线宽循环 绕组计算 PO判断
Yes No
材料成本计算 方案比较排队 下一个循环 显示十个最优 选择方案 人工调整
保存方案 保存计算单 绘制铁心图 结束
PK判断
六）由最高电密确定线规的步骤
BD = HH0 / ((N2 / M2 + 1) * B4 * KH2) – JBA2 ’确定线宽 AD = S22 / BD ’确定线厚 AB = Int(Log(AD) * 17.452 + 2.5) ’ 扁线厚数组下标 BZ = Int(Log(BD) * 17.452 - 15.5) ’ 扁线宽数组下标 如果是圆线则： AC = Int(Log(AG * 10) * 17.17 - 18) ’ 圆线宽数组下标
VB变压器设计程序分析(1)