周苑良

摘要：電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)是制造變壓器的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在澆注式變壓器里起著重要的作用，換句話說，電磁設(shè)計(jì)直接決定變壓器的制作成本，但隨著近幾年來，制作變壓器的原材料成本逐年升高，導(dǎo)致變壓器的價(jià)格也越來越高，為變壓器這個(gè)行業(yè)帶來了發(fā)展上的阻力。面對(duì)如此嚴(yán)峻的局面，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)又要節(jié)約生產(chǎn)成本已經(jīng)成為了整個(gè)變壓器行業(yè)的重點(diǎn)。因此，電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)變得尤為重要，不僅需要注意在設(shè)計(jì)要求上參數(shù)指標(biāo)要符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在節(jié)約成本的同時(shí)，還要能靈活地操作計(jì)算機(jī)軟件，不僅極大的減少人力勞動(dòng)，更使生產(chǎn)效率也大大提高，增加了企業(yè)的利潤。

關(guān)鍵詞：[HTK]變壓器；電磁設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

變壓器的應(yīng)用遍布世界各地，面對(duì)變壓器的危險(xiǎn)我國的防范意識(shí)顯著提高，由于變壓器在上世紀(jì)受到的關(guān)注不多，對(duì)于容易出現(xiàn)意外的位置沒有一定的保護(hù)設(shè)施，導(dǎo)致存在很多安全隱患，特別是對(duì)兒童安全隱患很大。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，世界各地用戶使用的電能加大，導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生安全事故，這就需要配置更多的變壓器來解決負(fù)荷的問題。由于電磁設(shè)計(jì)決定變壓器的最終出售價(jià)格，所以要求變壓器電磁設(shè)計(jì)更加的優(yōu)化和并把操作過程的簡便化[1]。此外，軟件設(shè)計(jì)的功能十分強(qiáng)大，它能夠有效的把規(guī)定范圍內(nèi)有關(guān)電磁設(shè)計(jì)的所有方案計(jì)算出來。但由于004年初制作變壓器的原來材料的價(jià)位不斷上漲導(dǎo)致變壓器的生產(chǎn)成本和原來相比增加了很多，生產(chǎn)商索要獲得的利潤減少，這一現(xiàn)象對(duì)變壓器行業(yè)的發(fā)展前景造成了巨大威脅。除此之外，關(guān)于電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)還需要先進(jìn)的線路設(shè)施，以提高變壓器的質(zhì)量。本文就澆注式變壓器電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，做出最佳方案，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。

一、制定電磁優(yōu)化方案

第一，由于近幾年來，制作變壓器的原材料價(jià)格上漲，導(dǎo)致廠家利潤降低，因此，在設(shè)計(jì)電磁優(yōu)化時(shí)，必須從實(shí)際出發(fā)，以降低成本為主，在進(jìn)行制作時(shí)依據(jù)市場的狀況以及廠商的要求來選材，在不改變產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低變壓器的生產(chǎn)用量是保證利潤的主要目標(biāo)。第二，約束條件。在對(duì)變壓器電器設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)考慮以下的制約條件。a.在材料方面要對(duì)電磁線的絕緣厚度與相關(guān)規(guī)格型號(hào)、硅鋼片的性能參數(shù)和厚度進(jìn)行制約；b.對(duì)于性能參數(shù)來說，主要是對(duì)負(fù)載損耗、空載耗損、短路阻抗、溫升方面、沖擊電壓、局方水平等方面有嚴(yán)格的規(guī)定。隨著現(xiàn)代對(duì)環(huán)保的要求加強(qiáng)，在設(shè)計(jì)中也要加強(qiáng)對(duì)噪音的控制要求。強(qiáng)調(diào)節(jié)能效應(yīng)，對(duì)空載損耗等相關(guān)損耗進(jìn)行嚴(yán)格的把控；c.對(duì)繞組結(jié)構(gòu)進(jìn)行關(guān)于繞組是選擇線繞和箔繞、有無風(fēng)道、對(duì)風(fēng)道數(shù)量如何進(jìn)行掌控等相關(guān)把控；d.在可操作性方面對(duì)模具的大小、疊繞根數(shù)的數(shù)量進(jìn)行嚴(yán)格的約束；e.針對(duì)客戶對(duì)產(chǎn)品提出特殊的需求進(jìn)行相關(guān)的調(diào)控。第三，做好設(shè)計(jì)方案。變壓器是電磁優(yōu)化計(jì)算通過電腦來進(jìn)行控制，因?yàn)殡娔X計(jì)算速度快，不會(huì)受到其他數(shù)據(jù)的影響。比如：函數(shù)數(shù)值的連續(xù)性，并且可以在電腦上找出關(guān)于這個(gè)問題的所有可能值，這樣方便快捷的電腦系統(tǒng)既保障了工藝的實(shí)用性，還能將所有的答案一一找尋出來防止遺漏，在實(shí)際運(yùn)作時(shí)可以隨意選擇最優(yōu)個(gè)數(shù)解，計(jì)算基本規(guī)格，配置適當(dāng)?shù)膶?dǎo)便方案，在操作程序時(shí)出現(xiàn)不合適的地方可以直接舍去，這樣防止再一次重新計(jì)算，既節(jié)省了時(shí)間，也提高了工作效率。而與之相關(guān)的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)要注意硅鋼片的薄厚以及實(shí)用的參數(shù)，嚴(yán)格按照所規(guī)定的規(guī)格進(jìn)行電磁設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于變壓器里的空載損耗在噪音上的要求也很嚴(yán)格，但隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)于噪音的管理也越來越嚴(yán)格。

二、設(shè)計(jì)程序的具體過程

根由于組成變壓器結(jié)構(gòu)具有千變?nèi)f化，其中的最復(fù)雜的就是電磁結(jié)構(gòu)和電磁關(guān)系，建立模型的開始首先是對(duì)設(shè)計(jì)總出現(xiàn)的變量進(jìn)行確認(rèn)，其中包括繞組匝數(shù)n、鐵心直徑D、鐵心窗高HN、磁鐵密度Bt、匝電壓et、中心距Mo、導(dǎo)線厚b、導(dǎo)線寬a。據(jù)輸入的中心通過電腦機(jī)算出內(nèi)模和外模；第二，根據(jù)購買時(shí)的原材料的參考數(shù)據(jù)算出鐵心直徑；第三，計(jì)算出匝數(shù)，并控制好匝數(shù)；第四，找出適當(dāng)?shù)母叩蛪豪@組；第五，計(jì)算出適當(dāng)?shù)拇案咭约白杩?；第六，通過以上的各種步驟以及總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)，簡單的制定出初步方案，檢查需要用到的材料相關(guān)參數(shù)。并根據(jù)客戶的需要進(jìn)行特殊的規(guī)格制定。由于現(xiàn)在新的設(shè)計(jì)里高壓套使用還是原本的鐵心和高壓繞組，因此，只有對(duì)低壓繞組進(jìn)行新的設(shè)計(jì)，關(guān)于這兩組都是進(jìn)行新的設(shè)計(jì)，采用新的技術(shù)，故而，使用的設(shè)計(jì)是相反的。計(jì)算繞組對(duì)于電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)的具有重要意義。我們常用的繞組設(shè)計(jì)常規(guī)軟件容量在800kVA左右，在使用這個(gè)軟件進(jìn)行計(jì)算時(shí)不僅計(jì)算過程簡單而且計(jì)算結(jié)果也較為簡潔，通過對(duì)軟件的使用對(duì)所有方案進(jìn)行成本由低到高的排序，從而篩選出最佳的方案這是為了方便設(shè)計(jì)者在工作時(shí)對(duì)方便計(jì)算結(jié)果，一目了然，得心應(yīng)手，不僅節(jié)省了時(shí)間也提高了工作效率。對(duì)于工作是所參照的數(shù)據(jù)都是設(shè)計(jì)者前輩總結(jié)分析出來的經(jīng)驗(yàn)，因此，這些數(shù)據(jù)都是有效的數(shù)據(jù)，一般在設(shè)計(jì)時(shí)都是按照這個(gè)過程，所以基本上不會(huì)出現(xiàn)太大的問題，沒有大問題的發(fā)生，但不可避免會(huì)出現(xiàn)很多小情況，比如；溫升值多出等問題，但這樣也會(huì)影響整個(gè)工作程序的效率。并且針對(duì)這個(gè)軟件不可避免的還存在噪音問題，針對(duì)噪音問題我們有專門的噪聲計(jì)算程序，利用這個(gè)軟件來計(jì)算分析噪音造成的影響是否影響了其他人，是否符合了國家的規(guī)定，如果噪音不符合國家的規(guī)定，我們將會(huì)更改方案，重新設(shè)計(jì)。對(duì)于變壓器原材料價(jià)格的上漲，變壓器企業(yè)的利潤降低，那么購買材料也是一筆不小的開支，因此，我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)較為完備的數(shù)據(jù)庫，在設(shè)計(jì)前計(jì)算出使用的模具，降低模具的費(fèi)用。正如普通一個(gè)軟件在開發(fā)設(shè)計(jì)后都會(huì)存在一些不足之處，同樣電磁優(yōu)化軟件也會(huì)存在之處，在進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用時(shí)就會(huì)將不足之處表現(xiàn)出來，盡管現(xiàn)階段的噪聲軟件還存在問題，但如果計(jì)算噪聲不超出范圍，可以采用[3]。

綜上所述，降低制作變壓器的生產(chǎn)成本是設(shè)計(jì)澆注式干式變壓器電磁優(yōu)化的目的，電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅大大節(jié)約了變壓器的用料成本，還使生產(chǎn)質(zhì)量得到了很大的增進(jìn)。降低了計(jì)算機(jī)的硬件要求，只要是能夠運(yùn)行Windows的系統(tǒng)配置都可以對(duì)變壓器軟件進(jìn)行運(yùn)用，增加了工作效率。為變壓器生產(chǎn)商帶來了巨大的利潤，也節(jié)省了勞動(dòng)力，減少了人力支出成本，提高了生產(chǎn)效率。由于電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)在市場上應(yīng)用較廣，不僅在經(jīng)濟(jì)效益上大大增加，還兼具了社會(huì)效益，其環(huán)保的節(jié)能原理迎合了環(huán)境保護(hù)的時(shí)代的要求，同時(shí)也使用戶在用電過程中獲得巨大利益，實(shí)現(xiàn)了共贏。

參考文獻(xiàn)：

[1]賴夏生.關(guān)于澆注式干式變壓器電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)探討[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2017，34（7）：200.

[2]封春波.關(guān)于樹脂澆注干式變壓器線圈表面的放電問題的解決辦法[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016，54（31）：233235.

[3]王慶保，劉志華，徐廣東.一種樹脂澆注線圈干式變壓器結(jié)構(gòu)CN206059106U[P].2017，34（12）：231234.