電力變壓器鐵心柱截面的優化設計

明蕊 王楊陽

摘要：鐵心柱的截面設計是電力變壓器設計中的重要環節，在提高變壓器使用效果的同時降低它的成本是該截面設計的理想目標。本文基于動態規劃的算法，針對鐵心柱截面優化設計問題進行了深入研究。以鐵心柱“有效截面積最大”為目標，根據截面本身的形狀特點和長度上下限等條件建立約束，構造了有效截面積非線性規劃模型。利用動態規劃算法來求解模型，用最優性原理將多決策過程劃分為一系列單決策過程，求解出了全局最優解，得到最佳級數、最大有效截面積、各級寬度和厚度，實驗結果表明模型和算法正確率高，算法效率高。

關鍵詞：截面設計;非線性規劃;動態規劃

1.引言

電力變壓器的設計中很重要的一個環節就是鐵心柱的截面如何設計。鐵心柱有效截面的面積，等于多級鐵心柱的幾何截面積（不包括油道）乘以疊片系數。而疊片系數通常與硅鋼片厚度、表面的絕緣漆膜厚度、硅鋼片的平整度以及壓緊程度有關。設計時希望有效截面盡量大，既節省材料又減少能量損耗。

2.有效截面積優化模型

該問題可轉換為一個帶約束的優化模型：其中，級數、各級寬度和厚度為優化變量，根據“截面的自身形狀特點”、“各級硅鋼片寬度值關系”、“寬度和厚度的下限”等條件建立約束，以“鐵心柱的有效截面積最大”為目標，建立鐵心柱的“有效截面積優化模型。

2.1約束條件

參考文獻：

[1] 王學群，郭雪瑛.計算鐵心最大截面積的動態規劃法[J].變壓器，2005，42（5）：1-5.

[2] 中國硅鋼片網，標準疊裝系數，http：//www.ggp.cn/core/core. asp？cid=522，2009.11.28

（作者單位：重慶郵電大學）