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文档简介

变压器设计中的数学技术 了解变压器 数学分析模型 电磁优化设计软件 问题与思考 1 了解变压器 电网中的变压器 变压器工作原理 变压器的类型和构成 变压器的技术指标 1 1 电网中的变压器 变压器是电网中的关键设备 从发电厂 输配 电网络到电器使用 都离不开变压器 图片1 变压器在电网中的应用包括 升压 降压 发 电厂 输电网 配电网等 图片2 每增加1千瓦的发电容量 就要增加7千瓦的变 电容量 1 2 变压器工作原理 交变电流通过不同匝数的线圈时产生不 同的感应电动势 实现电压的变化 说明 数学表达式 11 22 11 22 4 44 4 44 m m Ef N Ef N EN k EN 一 次 侧 二 次 侧 电 压 与 线 圈 匝 数 成 正 比 1 3 变压器的构成和分类 基本组成部件 图片1 变压器的类型 单相 三相 油浸式 干式 有载调压 无励磁调压 自冷式 风冷式 强迫油循环冷却 1kV 35kV 110kV 220kV 500kV 750kV 1 4 变压器的技术指标 容量 电压 调压 型号 负载损耗 空载损耗 短路阻抗 温升 空载电流 噪声 型号 SF9 31500 35 电压与调压 38 5 2 5 6 3 kV 短路阻抗 8 负载损耗 118 8 kW 空载损耗 25 3 kW 温升 线圈对油 25K 油对空气 53K 空载电流 0 6 噪声 65dB 2 数学分析模型 基础模型与局部数值分析 变压器主材包括铁芯用的硅钢片 线圈用导线 铜或 铝 冷却用油 构件钢材 电磁优化设计主要考虑 在满足性能指标要求下 最大限度地节省硅钢片和铜 的用材 必要的数值分析能为设计提供参考数据 优化设计模型 电力变压器的优化设计模型是非线性的规划模型 目 标函数简单 但约束十分复杂 其中有许多问题需要 数学技术 3 优化设计软件 程序框图 算法研究 1 数据是离散 量很大 2 枚举算法时间估计 12111222 10 10 8 4 16 24 15 15 12 15 15 8 5 972 10 5 972 10 3600 24 365 1893 7 W O O ab n abn 年 3 2 算法研究 3 经典方法 回溯法 分枝定界法 分治法 动态规 划算法等 4 启发式算法 神经网络 遗传算法 概率算法等 5 软件效率 10分钟之内找到最有方案 基本材料节 省平均 6 4 问题与思考 铁芯截面优化问题 如何安排叠片的宽 厚使得铁芯的截面积最大 动态 规划算法可以很好地解决不含油道铁芯的截面优化问 题 试给出含油道的铁芯截面优化算法 短路阻抗计算 基本结构下的短路阻抗计算已经有公式 试给出复杂 情况下的短路阻抗计算公式 动态机械力计算 静态下的机械力计算已经有公式 试给出动态机械力 的计算方法 问题与思
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