学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于粒子群算法的电力变压器主绝缘设计

作　者: 王少勃
导　师: 高有华
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 电力变压器 粒子群优化算法 最大场强值 有限元 主绝缘
分类号: TM41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 58次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


电力变压器是电网中的主要电气设备,随着国民经济的飞速发展和生活水平的不断提高,电能消耗逐年增加,电力变压器的单台容量和安装容量迅速增长,电压等级也相继提高,体积不断增大。然而,随着全球资源短缺,变压器原材料大幅度涨价,当前形势下迫切需要开发和设计新型电力变压器结构。本文主要以节能降耗为出发点,针对传统电力变压器体积偏大和成本较高的问题,以S9-25000/110型电力变压器为研究对象,根据电力变压器产品的技术指标,对电力变压器的主绝缘结构进行电场数值计算,得出了主空道距离、静电环曲率半径、绕组到铁轭的距离以及静电环绝缘层厚度与主绝缘结构电场分布和电场强度最大值的关系曲线,给出了不同因素变化时,最大场强值变化量的曲线图,并对结果进行了讨论分析,针对不同因素对最大场强值的影响能力,提出了降低最大电场强度和生产成本的方法,为降低电力变压器最大场强值以及降低制造成本提供了依据。为了合理又可靠地确定电力变压器的主绝缘结构,本文采用Fortran 95结合有限元分析软件,编写粒子群算法对变压器主绝缘结构进行了优化设计。对影响110kV级变压器主绝缘结构最大场强值的主要参数——主空道距离、静电板到铁轭的距离、静电环曲率半径、及角环的曲率半径进行了优化设计,并对优化结果进行了分析和讨论,给出了电场分布图和最大电场强度值。结果表明,粒子群算法成功应用于电力变压器主绝缘结构设计,在符合相关技术指标的前提下,缩小了变压器体积,降低了制造成本。针对主绝缘结构优化后的电力变压器进行雷电过电压计算和绕组温升计算,对优化后的结果进行验证,验证结果表明,优化后电力变压器主绝缘结构满足雷电冲击和温升限值的相关要求。本文采用粒子群优化算法设计电力变压器主绝缘结构可以广泛应用于多种等级的电力变压器主绝缘结构设计。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-21
  1.1 课题的目的及意义  10-11
  1.2 本课题国内外发展现状  11-14
  1.3 电磁场数值计算方法的研究现状  14-15
  1.4 智能优化算法的发展现状  15-18
  1.5 优化算法的选择  18
  1.6 粒子群优化算法的发展和应用现状  18-19
  1.7 本文的主要研究工作  19-21
第二章 电力变压器的绝缘设计  21-32
  2.1 油浸式电力变压器常用的绝缘材料  21-23
  2.2 电力变压器的绝缘结构  23-24
  2.3 电力变压器最大场强值的主要影响因素  24
  2.4 绝缘分析方法  24-31
    2.4.1 电场计算的基本理论  24-25
    2.4.2 电场的有限元分析法  25-30
    2.4.3 电场中常见的边界条件  30-31
  2.5 本章小结  31-32
第三章 电力变压器主绝缘结构电场分析  32-54
  3.1 电力变压器主绝缘结构的计算模型  32-33
    3.1.1 计算模型的建立  32-33
    3.1.2 边界条件的处理  33
  3.2 最大场强值的影响因素分析  33-52
    3.2.1 主空道距离对最大场强值的影响  35-41
    3.2.2 静电环到铁轭距离对最大场强值的影响  41-45
    3.2.3 静电环曲率半径对最大场强值的影响  45-49
    3.2.4 静电环绝缘层厚度对最大场强值的影响  49-52
  3.3 结果分析  52-54
第四章 基于粒子群算法的电力变压器主绝缘设计  54-62
  4.1 粒子群算法的基本原理及步骤  54-56
  4.2 电力变压器主绝缘结构优化问题  56-59
    4.2.1 电力变压器主绝缘结构优化设计的意义  56-57
    4.2.2 优化模型  57-58
    4.2.3 优化参数设置  58
    4.2.4 粒子速度与位置更新  58
    4.2.5 适应值函数评价  58
    4.2.6 算法结束条件  58-59
  4.3 优化设计结果分析  59-61
  4.4 本章小结  61-62
第五章 雷电冲击与温升验证  62-78
  5.1 变压器绕组的等值电路  62-72
    5.1.1 变压器绕组的电容计算  63-67
    5.1.2 绕组线饼等值电感的计算  67-68
    5.1.3 变压器绕组的等效电路  68-69
    5.1.4 绕组的雷电冲击响应  69-72
  5.2 绕组温升验证  72-77
    5.2.1 变压器的温升限值  72-73
    5.2.2 绕组温升的工程计算  73-77
  5.3 本章小结  77-78
第六章 全文总结  78-79
参考文献  79-81
在学研究成果  81-82
致谢  82

相似论文

  1. 混粉电火花成型机主机系统及工艺试验的研究,TG661
  2. 电火花加工中的电极损耗机理及控制研究,TG661
  3. 永磁磁力耦合器结构与特性研究,TH139
  4. 谐波齿轮传动柔轮应力及轮齿磨损分析,TH132.43
  5. 常温低温组合密封结构的有限元分析与优化设计,TH136
  6. 碾压混凝土拱坝温度应力仿真分析与分缝设计研究,TV642.2
  7. 竖向荷载作用下半刚性连接钢框架的简化分析,TU391
  8. 带填充墙框架结构非线性有限元分析,TU323.5
  9. 电流及电场对结晶器铜板上电镀镍及其合金镀层性能的影响,TQ153.2
  10. 基于时程分析法碾压混凝土重力坝抗震稳定性分析,TV642.2
  11. 个性化人工膝关节设计及其生物力学特性研究,R318.1
  12. 船用锅炉过热器管束胀口应力应变分析,TQ051.5
  13. 电子产品质量监控测试设备设计,TN06
  14. 深水海底管道S型铺管法安装分析,TE973
  15. 拖拉机驾驶室的有限元分析及优化设计,S219.02
  16. 拖拉机电控液压动力转向系统的转向机构及液压系统设计,S219.02
  17. 智能森林灭火航弹研究,S762
  18. 多针内固定治疗跟骨骨折的有限元分析,R687.3
  19. 三种后路腰椎融合术致相邻节段退变的有限元分析比较,R687.3
  20. 踝关节及周围韧带三维有限元模型的建立与分析,R687.3
  21. 不同托槽底板结构影响粘接质量的三维有限元分析,R783.5

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 电力变压器
© 2012 www.xueweilunwen.com