东南大学硕士学位论文干式电抗器电磁参数的数值分析与产品优化设计姓名：吴礼贵申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：谢建民20070301摘要千式电抗器是电力系统中的重要设备之一，主要用于补偿电力系统的无功容量a它对于降低系电抗器的容量和用量的要求也越来越大。因此国产高电压大容量电抗器的设计和研制，必将为我国电力事业的发展作出贡献。本文对当前两种干式电抗器----T-式空心电抗器和干式半芯电抗器的电磁参数计算及优化设计进行了研究，取得的主要成果有：(1)对干式空心电抗器的电磁参数计算进行了研究，分别采用解析法和有限元法计算电抗器的电磁参数。在有限元法中，论述了场路耦合法的原理，建立了干式空心电抗器的场路耦合计算模型，采用有限元耦合场技术求解电感和磁场。有限元法适用于对已知结构的电抗器进行校核计算。在解析法中，给出了电感和磁场的解析计算表达式，解析法计算速度快，适用于在优化设计中计算电感和磁场。通过实例计算，对有限元法和解析法进行了比较。在电感和磁场计算的基础上，推导了涡(2)对空心电抗器的优化设计进行了研究。基于等电阻电压约束，采用改进的自适应遗传算法对空心电抗器进行优化。在自适应遗传算法、最优保存策略等方面做出了改进，提高了遗传算法的全局寻优能力。对空一D电抗器的设计变量采用混合编码，解决了染色体中存在多种数据类型变量的遗传优化问题，对优化结果不需要进行标准化。电抗器的合闸涌流特性，运用傅立叶变换法对半芯电抗器的谐波特性进行了研究，并利用电流基波分量研究了半芯电抗器的伏安特性。将空心电抗器和半芯电抗器进行了比较，总结了两种电抗器的优缺点。(4)对干式半芯电抗器的优化设计进行了研究。提出了电感的多变量拟合方法，通过拟合电感值与电抗器的铁芯尺寸、内径，匝数以及导线线径等单变量关系的基础上，结合最小二乘法，求解出电感与这些变量之间的多变量关系。多变量拟合方法解决了优化过程中有限元法计算电感速度慢的问题。结合拟合结果，基于变量之间的内部规律，应用序列二次规划法对干式半芯电抗器进行了优化。(5)开发了一个干式电抗器产品设计软件。软件能运用解析法对干式空心电抗器的电磁参数进行校核计算，能运用有限元法半芯电抗器的电磁参数进行校核计算。软件提供优化设计功能，采用遗传算法对空心电抗器进行优化设计，采用序列二次规划法对半芯电抗器进行优化设计。输入订货参数，即可完成优化设计，给出成本最低为目标，综合考虑其它因素的优化设计方案。关键词：干式电抗器；电磁参数；遗传算法；多变量拟合方法；序列二次规划；优化设计统故障和提高运行质量有着重要的作用。随着电力系统的发展，电网容量和用电负荷越来越大，对流损耗、环流损耗、包封温升以及电动力计算公式。(3)采用有限元法对干式半芯电抗器的电磁参数进行了计算。采用时步有限元法计算了半芯magneticAbstract(1)Theparameters．nefiniteformulasthe缸的elementmethod．Thestudied．而edeveloped．Thereactor．Thepowerimprovesystem,theoptimumfiIl船pmposed,themodifiedoptimnnldesignnee血’tcomponent,thebetweendimensionsimulationmethod,theelectromagneticoptimizationquality．Winlandachievementsanalyticalmagnetic．circuitelementreactorspeedbeproduct,thegenetic(3)AferromagneticelectrortmgneticdryFouriertransform．Applyingadvantages(4)Themethod，theSQPresolved．(5)Thefunctiondesign．Ithalf-kon．-coregiven．typeimportantsystem,whichsystemthecapacitydemanddeveloptoparametersofstudied．11lemethodcompmederivedmodelair．corecompmed．Thecalculationdensityhaseompmingreactor．ComputingagreethoseobtainedBasedfieldinductance，thecirculatingtemperatureage(2)Theajr．．corestudied．thealgorithm／squalityalgorithm．Adoringencoding，problemwithmult