论文题目: 干式变压器优化设计研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电机与电器
作者: 封栋梁
导师: 周建华
关键词: 干式变压器,优化设计,温升,面向对象
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 由于干式变压器在各方面的优良性能,以及特种场合下对干式变压器的应用需求,当前干式变压器在我国市场空间广阔;由于国内干式变压器厂家的生产能力不断提高,当前干式变压器的市场竞争激烈。但是目前国内许多干式变压器生产厂家仍然停留在手工设计计算阶段,设计的效率低、周期长、人工成本高,而且难以保证设计出的方案最优。为此本文研究了干式变压器的优化设计问题,并开发出了一套干式变压器优化设计软件系统。在总结干式变压器手工设计方法的基础上,借鉴变压器的通用优化设计模型,结合干式变压器的特点,建立了干式变压器的优化设计模型,并采用循环遍历法进行优化设计;针对循环遍历法关键的减少搜索空间的问题,在分析优化设计流程的基础上,选用合适的循环变量并采用静态确定变量边界和动态确定变量边界相结合的方法予以解决;在此基础上建立了干式变压器的软件优化设计流程。变压器的温升决定了变压器能否安全运行、能否保证预期寿命。在分析变压器各个散热面特点的基础上,推导了干式变压器平均温升的计算公式;针对原有计算模型中线圈平均温升设计值比实际测量值偏高的问题,从变压器额定工作温度较高影响散热效果的角度分析了原因,修正了平均温升的计算公式;低压线圈是决定温升的主要方面,为了使低压线圈辐向各个部分温度分布均匀,研究了低压线圈各个部分表面平均温升、热点温升的计算方法。使用面向对象的方法分析了干式变压器,使用UML语言描述了干式变压器优化设计软件系统。通过需求分析,定义了变压器的实体类和软件系统的界面类,分析了系统的用例,建立了各个用例的顺序图,确定了系统的静态结构模型和动态行为模型。在此基础上选用C++程序设计语言并遵循人机界面友好的原则实现了该系统。为了提高设计效率、减少计算时间,使用C++的标准模板库管理优化设计过程中的数据。使用该优化设计软件不但能够对干式变压器进行优化设计,而且能进行校核计算,还能够对标准数据、变压器方案数据进行管理。给出了使用该软件进行优化设计的实例,并与手工计算值相比较,分析了这些实例达到优化的途径;给出了校核计算的实例,分析了校核计算和手工计算之间差异的来源。结果表明,该软件系统稳定可靠,达到了预期效果。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 问题的提出背景
1.2 干式变压器优化设计研究概况
1.2.1 优化方法
1.2.2 优化设计软件
1.3 变压器温升研究
1.4 本文的主要研究内容
第二章 干式变压器的优化设计
2.1 干式变压器的设计
2.1.1 结构组成
2.1.2 设计任务
2.1.3 手工设计计算
2.1.4 优化设计模型
2.2 基于循环遍历法的干式变压器优化设计
2.2.1 变量的选取
2.2.2 变量的上下界
2.2.3 简单上下界的确定
2.2.4 静态确定上下界
2.2.5 动态确定上下界
2.2.6 优化设计流程图
2.3 小结
第三章 干式变压器的温升计算
3.1 基本理论
3.2 干式变压器的发热和评估
3.3 干式变压器的平均温升
3.3.1 散热面分析
3.3.2 复合散热系数和有效散热系数
3.3.3 平均温升误差
3.4 低压线圈温升
3.4.1 低压线圈各部分的表面平均温升
3.4.2 低压线圈各部分的热点温升
3.5 小结
第四章 优化设计软件系统分析
4.1 面向对象的方法和统一建模语言UML
4.1.1 面向对象的方法
4.1.2 统一建模语言UML
4.2 需求分析
4.2.1 系统需求
4.2.2 识别参与者和用例
4.2.3 用例的事件流描述
4.3 静态结构模型
4.3.1 系统实体类
4.3.2 用户界面类
4.3.3 系统的类图
4.4 动态行为模型
4.4.1 新建计算方案
4.4.2 校核方案
4.4.3 查看方案
4.4.4 管理导线标准数据
4.4.5 设计计算
4.5 小结
第五章 优化设计软件系统实现
5.1 开发工具的选择
5.2 界面的设计
5.2.1 主框架和标准数据管理界面
5.2.2 计算参数输入界面
5.2.3 计算界面
5.2.4 校核界面
5.3 基于标准模板库的数据管理
5.3.1 标准模板库
5.3.2 map 容器及其继承与应用
5.3.3 vector 容器及其应用
5.4 实例分析
5.4.1 优化设计结果及分析
5.4.2 校核结果及分析
5.5 小结
全文总结
致谢
参考文献
附录
攻读硕士研究生期间发表论文情况
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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