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摘要：对于浇注式干式变压器而言，电磁优化的设计至关重要，甚至直接影响到了变压器的制作成本。由于近年来资源短缺的问题越来越严重，原材料成本的逐渐攀升使得变压器的价格也越来越高，这就在一定程度上限制了变压器的发展。随着新时代经济观念的发展与普及，浇注式干式变压器的电磁优化设计需要满足的条件越来越多。基于此，本文将围绕浇注式干式变压器的电磁优化设计展开探讨。
关键词：浇注式;变压器;电磁优化
引言：变压器是保障用电安全的必要设备之一，但我国在上世纪对变压器的关注程度有限，因此彼时装设于电力系统中的变压器很少配置配套的保护措施，也就导致安全隐患的存在。对于变压器而言，其价格与电磁优化的设计水平有直接关系，因而各类变压器的电磁优化设计逐渐得到重视，这其中也包括浇注式干式变压器。但由于原材料价位不断上涨造成生产商利润缩减，致使他们不具备深入研究变压器电磁优化设计的经济能力，也就使得浇注式干式变压器电磁优化设计的发展陷入停滞。
1.确定电磁优化方案
1.1确定设计方案
电磁优化在进行计算时需要依赖计算机技术强大的计算能力，在极短时间内就能够找到问题所有的可能解，通过穷举法找到的可能解很大程度上确保了求解过程不会出现遗漏，也不会因函数数值的连续性受到影响，这就意味着工艺的流程化及实用性均得到了可靠保障。当需要计算基本规格时，可应用最优解个数随意进行选择，在配置了合适方案的前提下，选择程序时将不需要再逐个进行计算，直接舍弃不合适的内容即可。
1.2深入分析约束条件
浇注式干式变压器电磁优化设计受五方面技术指标约束，这五方面技术指标包括：高低压绕组升温状态、短路状态下承受的阻抗、线规的宽厚比、空载损耗、负载损耗、冲击电压。通常情况下高低压绕组会受到接法、缠绕数量的约束，其中接法的具体应用需根据具体情况进行设计（比如客户要求的尺寸及形状），之后还要注意线绕的状态，是否需要风道及风道的直径等。由于压绕组通常以阶梯式分布，因此还要控制好匝数[1]。除此之外，对设备硅钢片的厚度及性能也应加以重视，应严格控制电磁线的规格及绝缘元件的绝缘系数;变压器负载损耗与空载损耗会产生一定噪音，而当今社会对噪音的分贝与影响也是有相应规范的。
1.3选取设计变量
浇注式干式变压器及其它变压器利润的下降，使得变压器厂商在确定电磁优化方案的过程中，更重视从实际情况出发。从函数角度来说，变压器厂商应以尽可能压低成本为目标函数，由相关设计人员及开发人员综合考虑厂商的经济状况、市场的准入情况等因素进行设计。在基本设计过程中应做好单独基本变量的选取，可供选取的单独变量包括高低压绕组的线规、低压组的匝数、铁心柱的直径等要素。
1.4选取循环变量
由于浇注式干式变压器电磁优化的设计会用到穷举法，由此得出的变压器结构具有嵌套式特征，此时循环变量的个数直接决定了其设计层数，而变量的多少及变凉时间长短均会影响到最优解的出现。考虑到这种情况，设计人员在设计过程中应使浇注式干式变压器的单独变量转向循环变量。
2.具体设计过程
浇注式干式变压器的结构组成涉及的内容相当复杂，因而具有不确定性，尤其是电磁结构与电磁关系之间的情况更加繁复。因此，在建立设计模型时要确认设计过程中会出现的所有变量，包括铁心窗高、铁心直径、磁铁密度、匝电压、中心距、绕组匝数、导线厚度、导线宽度等，而后根据输入的内容运用电脑计算其内模与外模;铁心直径的获取需要依据购买时提供的原材料参考数据进行计算求得;匝数则需要在计算出以后做好控制，以免匝数产生变化;之后找出最合适的高压绕组及低压绕组;做好窗高及阻抗的计算工作。在上述工作完成之后，可根据计算得出的结果，结合以往的经验制定初步设计方案，完成初步设计方案的制定之后，要对方案中的参数进行核对与调校，减少参数之间出现冲突的可能性，尽量使设计内容相互协调。最后再根据客户的需求及功能要求，对方案进行针对性的调整。
考虑到当前主流的浇注式干式变压器，其电磁优化设计在高压部分依然采用原本的铁心与高压绕组结合的方式，针对高压部分的重新设计会涉及到大量内容，且无法有效保证重新设计后的稳定性，因此重新设计的重点应放在低压绕组上，对两种绕组的重新设计在技术上具有截然相反的特性，而绕组相关数据（线圈数、方向等）直接影响到电磁优化的效果，因此对其数据的核查十分重要[2]。当前常见的绕组设计会使其常规容量保持在一个固定的范围内，这样能保证相关数据的呈现方式相对简洁，其计算过程也较为简单。在应用软件测算过所有方案之后，对方案成本以固定的方式排序，综合对比其成本及实现的性能，以得出最优方案的性价比，这就能够方便设计人员对比不同的设计结果，对提升设计工作的效率有很大帮助。
在设计方法上要明确的是，仅依靠人力来进行浇注式干式变压器的电磁优化设计是不现实的，因为设计过程中会涉及到内容相当繁琐的计算过程，包括各种元件的规格参数、变压器内部的电压变化情况、负载损耗、空载损耗、匝数、阻抗、方案的可行性乃至变压器本身的重量或成本等。因此，在设计过程中势必要用到电磁优化方案设计软件。通常情况下一些设计软件本身能连接到网络上的干式变压器设计原则库，以原则库为参照，能避免设计过程中的一些常见问题（如局放过大、升温速率高、绝缘距离不足等），从而使电磁优化设计具备更高的合理性。在具体设计过程中，为了使成本得到有效控制，还可采取应用软件建立元件数据库的方法。元件数据库内的数据包括内、外模模具及电磁线线规等元件参数，只要依照这些参数进行设计，就能以已有的模具、线规规格参数进行设计，不仅使变压器电磁优化设计流程更加高效，在生产上也因为确认了相应规格而更加方便。
设计过程中选用参考数据时，要了解到绝大多数参考数据均是前人设计师经验的总结，在大方向及整体上是可靠的，但也要将社会发展的因素考虑进去。由于社会发展导致了一部分材料及用电规格的变化，因此尽管前辈们的经验能保证方向性与整体性，但在细节问题上还需要当代设计人员自行探索，灵活运用各种方法进行分析、查找并制定相应的解决策略，如针对噪音问题、升温问题，这些问题就可以通过现代测算技术进行相关数据的测量，并将之与国家规定的标准进行对比，如果不符合国家相关规定及标准，那么就需要重新进行设计。
结语：结合上述内容来看，对浇注式干式变压器电磁优化的设计，在一定程度上是为了降低变压器本身的生产成本，提升變压器的质量，并使变压器本身拥有更加强大的性能。通常情况下浇注式干式变压器电磁优化的设计会需要用到软件，因此设计过程中需要强化对设计软件的应用，以实现控制成本、减少人力支出及提升生产效率的设计目的。
参考文献：
[1] 周苑良.关于浇注式干式变压器电磁优化设计探讨[J].科技风.2018，（14）：191.
[2] 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，（7）：200.
作者简介
胡江涛（1979.5.12），性别：男;籍贯：湖北;民族：汉;学历：本科、学士;职称：工程师;研究方向：干式变压器设计与制造
关键词：浇注式;变压器;电磁优化
引言：变压器是保障用电安全的必要设备之一，但我国在上世纪对变压器的关注程度有限，因此彼时装设于电力系统中的变压器很少配置配套的保护措施，也就导致安全隐患的存在。对于变压器而言，其价格与电磁优化的设计水平有直接关系，因而各类变压器的电磁优化设计逐渐得到重视，这其中也包括浇注式干式变压器。但由于原材料价位不断上涨造成生产商利润缩减，致使他们不具备深入研究变压器电磁优化设计的经济能力，也就使得浇注式干式变压器电磁优化设计的发展陷入停滞。
1.确定电磁优化方案
1.1确定设计方案
电磁优化在进行计算时需要依赖计算机技术强大的计算能力，在极短时间内就能够找到问题所有的可能解，通过穷举法找到的可能解很大程度上确保了求解过程不会出现遗漏，也不会因函数数值的连续性受到影响，这就意味着工艺的流程化及实用性均得到了可靠保障。当需要计算基本规格时，可应用最优解个数随意进行选择，在配置了合适方案的前提下，选择程序时将不需要再逐个进行计算，直接舍弃不合适的内容即可。
1.2深入分析约束条件
浇注式干式变压器电磁优化设计受五方面技术指标约束，这五方面技术指标包括：高低压绕组升温状态、短路状态下承受的阻抗、线规的宽厚比、空载损耗、负载损耗、冲击电压。通常情况下高低压绕组会受到接法、缠绕数量的约束，其中接法的具体应用需根据具体情况进行设计（比如客户要求的尺寸及形状），之后还要注意线绕的状态，是否需要风道及风道的直径等。由于压绕组通常以阶梯式分布，因此还要控制好匝数[1]。除此之外，对设备硅钢片的厚度及性能也应加以重视，应严格控制电磁线的规格及绝缘元件的绝缘系数;变压器负载损耗与空载损耗会产生一定噪音，而当今社会对噪音的分贝与影响也是有相应规范的。
1.3选取设计变量
浇注式干式变压器及其它变压器利润的下降，使得变压器厂商在确定电磁优化方案的过程中，更重视从实际情况出发。从函数角度来说，变压器厂商应以尽可能压低成本为目标函数，由相关设计人员及开发人员综合考虑厂商的经济状况、市场的准入情况等因素进行设计。在基本设计过程中应做好单独基本变量的选取，可供选取的单独变量包括高低压绕组的线规、低压组的匝数、铁心柱的直径等要素。
1.4选取循环变量
由于浇注式干式变压器电磁优化的设计会用到穷举法，由此得出的变压器结构具有嵌套式特征，此时循环变量的个数直接决定了其设计层数，而变量的多少及变凉时间长短均会影响到最优解的出现。考虑到这种情况，设计人员在设计过程中应使浇注式干式变压器的单独变量转向循环变量。
2.具体设计过程
浇注式干式变压器的结构组成涉及的内容相当复杂，因而具有不确定性，尤其是电磁结构与电磁关系之间的情况更加繁复。因此，在建立设计模型时要确认设计过程中会出现的所有变量，包括铁心窗高、铁心直径、磁铁密度、匝电压、中心距、绕组匝数、导线厚度、导线宽度等，而后根据输入的内容运用电脑计算其内模与外模;铁心直径的获取需要依据购买时提供的原材料参考数据进行计算求得;匝数则需要在计算出以后做好控制，以免匝数产生变化;之后找出最合适的高压绕组及低压绕组;做好窗高及阻抗的计算工作。在上述工作完成之后，可根据计算得出的结果，结合以往的经验制定初步设计方案，完成初步设计方案的制定之后，要对方案中的参数进行核对与调校，减少参数之间出现冲突的可能性，尽量使设计内容相互协调。最后再根据客户的需求及功能要求，对方案进行针对性的调整。
考虑到当前主流的浇注式干式变压器，其电磁优化设计在高压部分依然采用原本的铁心与高压绕组结合的方式，针对高压部分的重新设计会涉及到大量内容，且无法有效保证重新设计后的稳定性，因此重新设计的重点应放在低压绕组上，对两种绕组的重新设计在技术上具有截然相反的特性，而绕组相关数据（线圈数、方向等）直接影响到电磁优化的效果，因此对其数据的核查十分重要[2]。当前常见的绕组设计会使其常规容量保持在一个固定的范围内，这样能保证相关数据的呈现方式相对简洁，其计算过程也较为简单。在应用软件测算过所有方案之后，对方案成本以固定的方式排序，综合对比其成本及实现的性能，以得出最优方案的性价比，这就能够方便设计人员对比不同的设计结果，对提升设计工作的效率有很大帮助。
在设计方法上要明确的是，仅依靠人力来进行浇注式干式变压器的电磁优化设计是不现实的，因为设计过程中会涉及到内容相当繁琐的计算过程，包括各种元件的规格参数、变压器内部的电压变化情况、负载损耗、空载损耗、匝数、阻抗、方案的可行性乃至变压器本身的重量或成本等。因此，在设计过程中势必要用到电磁优化方案设计软件。通常情况下一些设计软件本身能连接到网络上的干式变压器设计原则库，以原则库为参照，能避免设计过程中的一些常见问题（如局放过大、升温速率高、绝缘距离不足等），从而使电磁优化设计具备更高的合理性。在具体设计过程中，为了使成本得到有效控制，还可采取应用软件建立元件数据库的方法。元件数据库内的数据包括内、外模模具及电磁线线规等元件参数，只要依照这些参数进行设计，就能以已有的模具、线规规格参数进行设计，不仅使变压器电磁优化设计流程更加高效，在生产上也因为确认了相应规格而更加方便。
设计过程中选用参考数据时，要了解到绝大多数参考数据均是前人设计师经验的总结，在大方向及整体上是可靠的，但也要将社会发展的因素考虑进去。由于社会发展导致了一部分材料及用电规格的变化，因此尽管前辈们的经验能保证方向性与整体性，但在细节问题上还需要当代设计人员自行探索，灵活运用各种方法进行分析、查找并制定相应的解决策略，如针对噪音问题、升温问题，这些问题就可以通过现代测算技术进行相关数据的测量，并将之与国家规定的标准进行对比，如果不符合国家相关规定及标准，那么就需要重新进行设计。
结语：结合上述内容来看，对浇注式干式变压器电磁优化的设计，在一定程度上是为了降低变压器本身的生产成本，提升變压器的质量，并使变压器本身拥有更加强大的性能。通常情况下浇注式干式变压器电磁优化的设计会需要用到软件，因此设计过程中需要强化对设计软件的应用，以实现控制成本、减少人力支出及提升生产效率的设计目的。
参考文献：
[1] 周苑良.关于浇注式干式变压器电磁优化设计探讨[J].科技风.2018，（14）：191.
[2] 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，（7）：200.
作者简介
胡江涛（1979.5.12），性别：男;籍贯：湖北;民族：汉;学历：本科、学士;职称：工程师;研究方向：干式变压器设计与制造