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专利号: 2020113920182
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变压器多目标及结构参数综合优化设计方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步,变压器优化目标数值计算:

变压器绕组短路电动力F计算:

幅向短路电动力Fa和轴向短路电动力Fb:

式中m是绕组导线的层数,当m为偶数时,m=m,如果m为奇数时,m=m+1;n是绕组每层的匝数;dins为绕组层间距离;轴心为变压器绕组的几何中心,ωk为第k层绕组与所述轴心的距离,dt为绕组线径,ikm是原边绕组的短路电流幅值,b为绕组每层平均磁密;w为绕组系数,绕组间距离Rw,绕组孔隙率Wp;其中dins、ωk、dt、Rw的单位是毫米,计算时采用的是所述dins、ωk、dt、Rw在毫米单位下的数值;

变压器绕组短路电动力F:

变压器热点温度计算:

Lnl为额定电流下负载损耗和空载损耗比值;H为热点系数,gr为额定负载下绕组表面对流换热系数;

变压器绕组端部场强Er计算:

式中UHN为高压绕组额定电压,单位是kV,ULN为低压绕组额定电压,单位是kV;εr为变压器油介电常数,k为每层绕组从下至上的编号,1≤k≤m;

第二步,将权值α1、α2、α3分别赋予绕组短路电动力F、热点温度Th、绕组端部场强Er,确定粒子群算法优化目标函数,以变压器热点温度Th、绕组孔隙率Wp、绕组所受短路电动力F、绕组间距离Rw作为粒子群算法的约束条件:L(n,dt,m,dins)=α1F+α2Th+α3Er其中,Ta是环境温度,单位是摄氏度;α1=0.623,α2=0.246,α3=0.131;

第三步,设置L(n,dt,m,dins)为粒子群算法的目标函数,通过粒子群算法模型求解变压器优化的结构参数,即所述原边绕组匝数n,绕组线径dt,原边绕组层数m,绕组层间距离dins。