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在能源日益紧缺、节能已成为基本国策的今天,降低配电变压器的损耗、节省生产成本,将给全社会带来巨大的经济和环保效益。油浸式立体卷铁心变压器耗材少、效率高,在节能降耗方面可以发挥很大的作用,研究其电磁优化设计方法、开发出通用的优化设计程序,极有意义。本文针对油浸式立体卷铁心变压器,主要完成了以下几个方面的研究工作:(1)明确了电磁优化的任务和结构,介绍了相关设计理论,采用磁场能量法详细计算了高、低压绕组均有油道时的短路阻抗。(2)在油浸式立体卷铁心变压器的优化设计中,铁心的设计对于其节能、节材十分关键。在文中针对立体卷铁心柱截面为多边形的优化问题,提出了一种新的优化方案。相比现有方案,新方案的铁心柱截面积更大,可节省铁心制造成本、减少铁心损耗。(3)根据中小型电力变压器的设计流程和方法,基于Excel中的VBA编程语言,开发了集电磁优化设计、手工调整计算、油箱结构计算、自动输出计算单和自动绘图于一体的油浸式立体卷铁心变压器优化程序系统。电磁优化设计是该程序系统的主体部分,它将硅钢片和导线成本之和设为目标函数,采用循环遍历法以获得全局最优解。本程序最大的特点是功能强大、实用性强。(4)讨论了立体卷铁心变压器中漏磁场的类型和作用,并借助大型有限元分析软件ANSYS对漏磁场进行了二维非线性谐波磁—路耦合分析。详细介绍了二维仿真过程,对仿真结果进行了深入分析,得出了有关结论。该优化程序系统已在实际中得到初步应用,实践表明:该系统能有效降低2.5%~5%的铜铁成本,缩短设计周期、极大提高设计效率,为公司带来实际效益。