
- •Введение
- •1.Задание на проектирование.
- •2. Предварительное оптимизационное проектирование и проектные исследования
- •2.1 Предварительное определение конструктивных и энергетических показателей трансформаторов
- •2.1.1. Конструктивные параметры магнитной системы и выбор величины индукции в стержне
- •2.1.2. Определение изоляционных промежутков
- •2.1.3. Определение коэффициента заполнения обмоток проводниковым материалом
- •2.1.4 Обмоточный конструктивный коэффициент -
- •2.1.5 Выбор коэффициента закрытия поверхности обмоток и удельной тепловой нагрузки обмоток
- •2.2. Критерии оптимальности трансформатора и определение начальных значений управляемых переменных.
- •2.2.1. Математическая модель критерия приведенных затрат на трансформацию электрической энергии.
- •2.2.2. Математическая модель критерия капитализированных затрат.
- •2.2.2.1. Оценка удельной капитализированной стоимости потерь холостого хода
- •2.2.2.2. Оценка капитализированной стоимости нагрузочных потерь
- •2.3 Основные уравнения расчетной математической модели трансформатора.
- •2.4. Алгоритм предварительного расчёта основных размеров и параметров трансформатора.
- •3. Методика применения программного комплекса “Аметист” для автоматизированного синтеза, анализа и оптимизации трансформаторов.
- •3.1. Общие сведения
- •Система управления сапр “Аметист”
- •3.2.3. Предварительный расчет
- •3.2.4. Оптимизация электромагнитных показателей
- •3.2.4.1. Оптимизация электромагнитных показателей по одной управляемой переменной
- •3.2.4.2. Оптимизация электромагнитных показателей по двум управляемым переменным
- •3.3. Синтез и оптимизация обмоток
- •4. Автоматизация процесса оптимизации параметров трансформаторов
- •4.2. Алгоритм процесса оптимизации методом циклического покоординатного спуска.
- •4.3. Методика автоматизированного синтеза и оптимизации трансформаторов на основе метода цпс.
- •5. Детальное проектирование трансформаторов.
- •5.1. Объём детального проектирования и его последовательность.
- •5.2. Раскладка, детальное конструирование и расчет обмоток.
- •5.2.1. Определение фазных напряжений и токов обмоток:
- •5.2.2. Определение чисел витков обмоток ( на одну фазу ):
- •Расчёт плотностей токов в обмотках нн и вн
- •Раскладка обмотки нн
- •5.2.5. Раскладка обмотки вн
- •5.2.6. Определение площади поверхностей охлаждения обмоток
- •5.2.7. Определение массы обмоток, расчёт основных и добавочных потерь короткого замыкания
- •5.3. Определение основных параметров мс, потерь в стали и тока холостого хода.
- •5.4. Расчёт механических напряжений в обмотках от радиальных усилий
- •5.5. Тепловой расчёт обмоток
- •5.6 Тепловой расчет бака.
- •5.7. Экономический расчёт
- •Пример предварительного оптимизационного расчёта трансформатора.
- •6.2. Предварительный расчет основных размеров и конструктивных показателей трансформатора.
- •Пример детального расчёта трансформатора.
- •7.1. Определение фазных напряжений и токов .
- •7.2 Определение конструктивных параметров мс и размеров изоляции в окне.
- •7.3 Определение числа витков обмоток:
- •7.4. Расчёт среднего значения плотности тока в обмотках. Определение плотности тока в обмотках нн и вн.
- •Расчёт обмотки вн.
- •7.7. Определение площадей поверхности охлаждения обмоток.
- •Определение массы обмоток, основных и добавочных потерь в обмотках, отводах, и баке. Проверка величины напряжения короткого замыкания.
- •7.9. Определение массы стали мс, определение потерь в стали и тока холостого хода.
- •7.10. Расчет механических напряжений в обмотках
- •7.11. Тепловой расчет обмоток
- •7.12. Тепловой расчет бака
- •7.13. Экономический расчет
- •Приложение а
- •Приложение б Основные данные обмоточных проводов круглого и прямоугольного сечений
- •Додаток в Форми вихідних даних для проектних досліджень Таблиця в1. Вихідні дані досліджуваного трансформатора
- •Таблиця в2. Конструктивні дані досліджуваного трансформатора
- •Таблиця в3. Техніко-економічні дані
3.2.3. Предварительный расчет
После выбора магнитной системы, типа трансформатора и задания всех исходных данных, нажимаем на кнопку «Принять». В результате чего должно появиться окно с надписью «Исходные данные». Дальше выполняется оптимизационно-предварительный расчет. Чтобы его выполнить, нужно нажать в главном меню на кнопку «Выполнить» => «Оптимизационно-предварительный расчет». После выполнения расчета появится окно с названием «Результаты расчета», где приведены основные данные (размеры магнитной системы, изоляционные расстояния и другие параметры) предварительно рассчитанного трансформатора.
3.2.4. Оптимизация электромагнитных показателей
После предварительно-оптимизационного расчета, определения предварительных значений основных размеров и параметров выполняется уточненная оптимизация электромагнитных показателей. Поиск оптимальных значений управляемых переменных (в дальнейшем УП) с, Хо, по критерию минимальных затрат на трансформацию электроэнергии в комплексе “Аметист” осуществляется двумя способами:
по одной управляемой переменной;
по двум управляемым переменным;
Выбор режима оптимизации выполняется в окне, показанном на рис.4.
Рис
3.4.Выбор режима поиска оптимальных
значений УП.
3.2.4.1. Оптимизация электромагнитных показателей по одной управляемой переменной
В этом режиме программа находит оптимальное значение одного параметра при постоянных значениях двух других параметров.
Для вызова функции оптимизации необходимо в главном меню нажать на кнопки «Выполнить» - «Оптимизация» - «Електромагнитные показатели». Появится окно «Електромагнитные иследования» (рис.3.6). На приведенном в окне рисунке отображена зависимость критерия от управляемой переменной. На графике также указана точка минимума функции критерия. Под рисунком находится меню для выбора, где в раскрывающемся списке указывается тип управляемой переменной и границы ее изменения. Справа от рисунка в группе «График» указывается функция критерия, число расчетных точек, координаты курсора «мыши» и кнопка для сохранения изображения.
Рис.3.6. Окно выбора оптимального значения одной управляемой переменной.
В группе «Параметры» вводятся значения тех двух электромагнитных параметров, значения которых остаются постоянными.
После любых изменений в списках, которые раскрываются, или в группе «Параметры» необходимо сделать расчет заново, который можно осуществить нажатием кнопки «Рассчитать и отобразить».
Для эффективной работы удобно применять метод покоординатного спуска, который подробно описан ниже и приведен как блок-схема (рис.3.5).
Последовательность оптимизации методом покоординатного спуска:
выбирается вид управляемой переменной согласно блок - схеме (рис. 3.5) и вводятся значения постоянных параметров. Осуществляется расчет;
непосредственно по графику осуществляется выбор точки минимума, подводя курсор мыши на эту точку, двойным нажатием левой кнопки заносим координаты точки в список избранных вариантов. Закрываем окно нажатием кнопки «Закрыть», после чего появится окно «Результаты оптимизационных исследований»;
результаты исследований заносятся в таблицу 1;
Таблица 1 - Таблица поиска оптимальных значений с, Хо, .
Номер итерации |
Эл.магн. параметры
Тип УП |
Вс, Тл |
Хо, о. э. |
|
Приведенные затраты Зпр, грн/год |
1 |
Вс |
|
|
|
|
Хо |
|
|
|
| |
|
|
|
|
| |
2 |
Вс |
|
|
|
|
Хо |
|
|
|
| |
|
|
|
|
| |
3 |
|
|
|
|
|
выполняется оптимизация по параметру, указанному в таблице, с постоянными значениями параметров, которые получены по результатам предыдущей оптимизации.
Процесс оптимизации длится до тех пор, пока значение приведенных затрат Зп не достигнет своего минимума.