关于浇注式干式变压器电磁优化设计探讨

周苑良

摘要：电磁优化设计是制造变压器的一个重要环节，在浇注式变压器里起着重要的作用，换句话说，电磁设计直接决定变压器的制作成本，但随着近几年来，制作变压器的原材料成本逐年升高，导致变压器的价格也越来越高，为变压器这个行业带来了发展上的阻力。面对如此严峻的局面，在保证产品质量的同时又要节约生产成本已经成为了整个变压器行业的重点。因此，电磁优化设计变得尤为重要，不仅需要注意在设计要求上参数指标要符合质量标准，在节约成本的同时，还要能灵活地操作计算机软件，不仅极大的减少人力劳动，更使生产效率也大大提高，增加了企业的利润。

关键词：[HTK]变压器；电磁设计；优化设计

变压器的应用遍布世界各地，面对变压器的危险我国的防范意识显著提高，由于变压器在上世纪受到的关注不多，对于容易出現意外的位置没有一定的保护设施，导致存在很多安全隐患，特别是对儿童安全隐患很大。随着时代的不断发展，世界各地用户使用的电能加大，导致经常发生安全事故，这就需要配置更多的变压器来解决负荷的问题。由于电磁设计决定变压器的最终出售价格，所以要求变压器电磁设计更加的优化和并把操作过程的简便化[1]。此外，软件设计的功能十分强大，它能够有效的把规定范围内有关电磁设计的所有方案计算出来。但由于004年初制作变压器的原来材料的价位不断上涨导致变压器的生产成本和原来相比增加了很多，生产商索要获得的利润减少，这一现象对变压器行业的发展前景造成了巨大威胁。除此之外，关于电磁优化设计还需要先进的线路设施，以提高变压器的质量。本文就浇注式变压器电磁优化设计进行探讨，做出最佳方案，以保证产品的质量和成本。

一、制定电磁优化方案

第一，由于近几年来，制作变压器的原材料价格上涨，导致厂家利润降低，因此，在设计电磁优化时，必须从实际出发，以降低成本为主，在进行制作时依据市场的状况以及厂商的要求来选材，在不改变产品质量的基础上降低变压器的生产用量是保证利润的主要目标。第二，约束条件。在对变压器电器设计的过程中应考虑以下的制约条件。a.在材料方面要对电磁线的绝缘厚度与相关规格型号、硅钢片的性能参数和厚度进行制约；b.对于性能参数来说，主要是对负载损耗、空载耗损、短路阻抗、温升方面、冲击电压、局方水平等方面有严格的规定。随着现代对环保的要求加强，在设计中也要加强对噪音的控制要求。强调节能效应，对空载损耗等相关损耗进行严格的把控；c.对绕组结构进行关于绕组是选择线绕和箔绕、有无风道、对风道数量如何进行掌控等相关把控；d.在可操作性方面对模具的大小、叠绕根数的数量进行严格的约束；e.针对客户对产品提出特殊的需求进行相关的调控。第三，做好设计方案。变压器是电磁优化计算通过电脑来进行控制，因为电脑计算速度快，不会受到其他数据的影响。比如：函数数值的连续性，并且可以在电脑上找出关于这个问题的所有可能值，这样方便快捷的电脑系统既保障了工艺的实用性，还能将所有的答案一一找寻出来防止遗漏，在实际运作时可以随意选择最优个数解，计算基本规格，配置适当的导便方案，在操作程序时出现不合适的地方可以直接舍去，这样防止再一次重新计算，既节省了时间，也提高了工作效率。而与之相关的设计者在设计时要注意硅钢片的薄厚以及实用的参数，严格按照所规定的规格进行电磁设计。在设计时对于变压器里的空载损耗在噪音上的要求也很严格，但随着当今社会的不断发展，对于噪音的管理也越来越严格。

二、设计程序的具体过程

根由于组成变压器结构具有千变万化，其中的最复杂的就是电磁结构和电磁关系，建立模型的开始首先是对设计总出现的变量进行确认，其中包括绕组匝数n、铁心直径D、铁心窗高HN、磁铁密度Bt、匝电压et、中心距Mo、导线厚b、导线宽a。据输入的中心通过电脑机算出内模和外模；第二，根据购买时的原材料的参考数据算出铁心直径；第三，计算出匝数，并控制好匝数；第四，找出适当的高低压绕组；第五，计算出适当的窗高以及阻抗；第六，通过以上的各种步骤以及总结以往的经验，简单的制定出初步方案，检查需要用到的材料相关参数。并根据客户的需要进行特殊的规格制定。由于现在新的设计里高压套使用还是原本的铁心和高压绕组，因此，只有对低压绕组进行新的设计，关于这两组都是进行新的设计，采用新的技术，故而，使用的设计是相反的。计算绕组对于电磁优化设计的具有重要意义。我们常用的绕组设计常规软件容量在800kVA左右，在使用这个软件进行计算时不仅计算过程简单而且计算结果也较为简洁，通过对软件的使用对所有方案进行成本由低到高的排序，从而筛选出最佳的方案这是为了方便设计者在工作时对方便计算结果，一目了然，得心应手，不仅节省了时间也提高了工作效率。对于工作是所参照的数据都是设计者前辈总结分析出来的经验，因此，这些数据都是有效的数据，一般在设计时都是按照这个过程，所以基本上不会出现太大的问题，没有大问题的发生，但不可避免会出现很多小情况，比如；温升值多出等问题，但这样也会影响整个工作程序的效率。并且针对这个软件不可避免的还存在噪音问题，针对噪音问题我们有专门的噪声计算程序，利用这个软件来计算分析噪音造成的影响是否影响了其他人，是否符合了国家的规定，如果噪音不符合国家的规定，我们将会更改方案，重新设计。对于变压器原材料价格的上涨，变压器企业的利润降低，那么购买材料也是一笔不小的开支，因此，我们需要创建一个较为完备的数据库，在设计前计算出使用的模具，降低模具的费用。正如普通一个软件在开发设计后都会存在一些不足之处，同样电磁优化软件也会存在之处，在进行实际运用时就会将不足之处表现出来，尽管现阶段的噪声软件还存在问题，但如果计算噪声不超出范围，可以采用[3]。

综上所述，降低制作变压器的生产成本是设计浇注式干式变压器电磁优化的目的，电磁优化设计不仅大大节约了变压器的用料成本，还使生产质量得到了很大的增进。降低了计算机的硬件要求，只要是能够运行Windows的系统配置都可以对变压器软件进行运用，增加了工作效率。为变压器生产商带来了巨大的利润，也节省了劳动力，减少了人力支出成本，提高了生产效率。由于电磁优化设计在市场上应用较广，不仅在经济效益上大大增加，还兼具了社会效益，其环保的节能原理迎合了环境保护的时代的要求，同时也使用户在用电过程中获得巨大利益，实现了共赢。

参考文献：

[1]赖夏生.关于浇注式干式变压器电磁优化设计探讨[J].华东科技：学术版，2017，34（7）：200.

[2]封春波.关于树脂浇注干式变压器线圈表面的放电问题的解决办法[J].建筑工程技术与设计，2016，54（31）：233235.

[3]王庆保，刘志华，徐广东.一种树脂浇注线圈干式变压器结构CN206059106U[P].2017，34（12）：231234.