电力变压器铁心柱截面的优化设计

明蕊 王杨阳

摘要：铁心柱的截面设计是电力变压器设计中的重要环节，在提高变压器使用效果的同时降低它的成本是该截面设计的理想目标。本文基于动态规划的算法，针对铁心柱截面优化设计问题进行了深入研究。以铁心柱“有效截面积最大”为目标，根据截面本身的形状特点和长度上下限等条件建立约束，构造了有效截面积非线性规划模型。利用动态规划算法来求解模型，用最优性原理将多决策过程划分为一系列单决策过程，求解出了全局最优解，得到最佳级数、最大有效截面积、各级宽度和厚度，实验结果表明模型和算法正确率高，算法效率高。

关键词：截面设计;非线性规划;动态规划

1.引言

电力变压器的设计中很重要的一个环节就是铁心柱的截面如何设计。铁心柱有效截面的面积，等于多级铁心柱的几何截面积（不包括油道）乘以叠片系数。而叠片系数通常与硅钢片厚度、表面的绝缘漆膜厚度、硅钢片的平整度以及压紧程度有关。設计时希望有效截面尽量大，既节省材料又减少能量损耗。

2.有效截面积优化模型

该问题可转换为一个带约束的优化模型：其中，级数、各级宽度和厚度为优化变量，根据“截面的自身形状特点”、“各级硅钢片宽度值关系”、“宽度和厚度的下限”等条件建立约束，以“铁心柱的有效截面积最大”为目标，建立铁心柱的“有效截面积优化模型。

2.1约束条件

参考文献：

[1] 王学群，郭雪瑛.计算铁心最大截面积的动态规划法[J].变压器，2005，42（5）：1-5.

[2] 中国硅钢片网，标准叠装系数，http：//www.ggp.cn/core/core. asp？cid=522，2009.11.28

（作者单位：重庆邮电大学）