低损耗变压器的优化设计

收敛的优化过程

大家好,我是Mile,来自马其顿的电气工程师同事。10bet和12bet初赔比较我很高兴今天与大家讨论高效变压器设计,我希望你们会喜欢我的文章。

能源效率与生活环境密切相关,是当今最重要的问题之一。根据法律法规,在电力系统中使用节能设备是很重要的,因为节能等好处。

配电变压器是电力系统中产生电力损耗的重要组成部分之一,减少配电变压器的电力损耗将带来更高的经济效益和生态效益。降低损耗是一个复杂的问题,唯一的解决办法是对变压器进行仔细的规划和优化设计。

本文提出了一种现代实用的优化解决方案来降低功耗。试验变压器的参数为:S= 50kva, Un=20/0, 4kv,接线类型为Yzn5。

xformer的数学模型

一般来说,变压器的损耗分为两部分:铜损耗和空载损耗。非负载损耗是由维持变压器铁芯磁通所需的磁场能量引起的。

这些损失是恒定的,不与负荷增加相连。铜损耗与负载电流的平方成正比。优化设计以总损耗最小为基础,通过变压器的数学模型进行调整。数学模型实际上有9个变量,从x1-x9开始,代表变压器的几何尺寸和一些电或磁值。

总损失实际上是这些值的数学函数。其数学表达式为:

Z =总损失= f [x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 х8 x9] Т

x1=Bm(1,65 - 1,75) -归纳(T)

λ(2,2 - 2,5) -高径比(/)

x3=q1(2870000 - 3500000) -高压绕组电流密度(A/m2)

x4=q2(3340000 - 3500000) -低压绕组电流密度(A/m2)

X5 =γ(0,14 - 0,2) -空载和短路损耗比(/)

x6=υ2 (0,01 - 0,02) - LV绕组到绕组轭的距离(m)

x7=k(0,004 - 0,006) -柱与LV绕组之间的距离(m)

x8=υ1(0,02 - 0,03) -高压绕组到轭架的距离(m)

x9=ξ(0,007 - 0,015) -低压和高压绕组间距离(m)

我们将使用模式搜索技术来实现我们的目的。最大限度地减少变压器的损耗,将导致获得更大的能源效率。

根据总损失的表达式,我们将为我们的测试用例输入以下值。

X0 =[1675 2,393 2870000 3420000 0,181 0,01 0,006 0,25 0,014]

我们必须考虑的其他非线性限制是:

120≤[x]≤140 7 m-变压器铁芯重量(kg)

≤40米04, [x]≤50米-线圈重量(kg)

900 P≤[x]≤1187,P-标称损耗(W)

190P[x]≤240页-钢的名义损失(W)

3.6≤uk[x]≤4.4,uk-短路电压(%)

在优化过程中,对变压器的活动部件的重量有一个要求。该重量不应大于原变压器有源部分的重量。此外,还有一个关于短路电压的限制。按IEC 60067标准,不应大于其最大值4%的10%。

变压器设计优化结果

正如我们在图1中所看到的,当没有非线性限制时,我们得到的是最小化函数的较低值。

收敛的优化过程

图1所示。收敛的优化过程

根据收集到的结果,我们开始分几个阶段建造新的变压器,如图2所示。

图2所示。变压器构建阶段

图2所示。变压器构建阶段

图3所示。ANSOFT麦克斯韦分析

图3所示。ANSOFT麦克斯韦分析

为了便于分析,我们对原型变压器进行了计算机仿真,如图3所示。原变压器与原型变压器的比较如表1所示。

mFe(公斤) 单片机(公斤) pfizer (W) Pcu75˚(W) Pγ(W) h (/) 英国(%)
原始 140年,7 50岁,4 240 1187

1428

97223年 3, 94
原型 135年,9 46岁,29岁 228 1138 1366 97341年 3, 66
偏差 3, 41 7日,49 5 4、13 4, 34 + 0121 7、1

表1。比较的结果

结论

综上所述,我们可以得出结论,数学模型和优化技术给出了良好的结果,从表1的结果可以看出。降低了铜和钢的损耗,降低了成形器的总损耗,从而提高了成形器的能源效率。

此外,在xformer的活性部分的重量方面也取得了重大的成就,这是重要的经济方面,因为我们正在大幅度降低xformer的价格。

谢谢大家,

英里。

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