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干式变压器设计中计算机辅助设计及辅助分析的全面应用

摘要：简要介绍高度自动化的干式变压器计算机辅助设计CAD系统的全面应用实例，并简略介绍该应用实例中用到的计算机辅助分析CAM的特点。

关键词：干式变压器 计算机辅助设计CAD 计算机辅助分析CAM 电磁优化设计 1、 前言: 我公司从法国TRANSFIX公司引进的H级绝缘“赛格迈”干式变压器技术，由于结构简洁、规范等特点，十分便于开发系统的、高度自动化的计算机辅助设计CAD应用软件。而计算机辅助设计CAD的真正精神就是将人脑和计算机的优点有桌上车床机的结合起来，完成由人脑或计算机两者均不能单独完成的复杂设计。正是出于高度自动化的计算机辅助设计CAD和日益激烈的市场竞争压力的需要，在作者多年的探索下，编写出针对干式变压器的计算机辅助设计的全套应用软件。该软件包括：干式变压器自动电磁优化设计应用软件、自动参数化绘图应用软件和数据文件维护软件共三大部分。该三大部分的应用软件既可以成为单独软件运行，也可以协调工作--集成为一个软件包。应用该系统还可以对干式变压器的各个参数进行计算机辅助分析CAM。这将对的提高设计部门的开发能力、提高设计质量、降低制造成本、过载停机保护等功用提高市场反应能力等发挥积极的作用。 应用本文介绍的思路，同样可以编写出针对其它变压器的、高度自动化的计算机辅助设计应用软件，本文将不累述。 本文所有应用软件均采用VisualC++ 6.0编写，自动参数化绘图应用软件也采用VisualC++ 6.0在autoCAD 2000中的二次开发平台ObjectARX2000编写，使得VisualC++和autoCAD完美结合。本文将简要介绍该全面应用实例的基本原理。 2、 系统总体框架的基本构成原理 系统结构原理如图一所示，整个系统包括电磁设计、自动参数化绘图、数据文件维护、人工或计算机辅助分析CAM等几大部分。各部分间既可以通过结构体指针或数据文件相互通信，使整个系统可以跨平台协运行，也可以将所有程序内嵌入autoCAD2000中运行。 3、 干式变压器自动电磁优化设计应用软件的基本构成原理 干式变压器电磁优化设计应用软件在编写时，必须充分考虑该软件既要满足进行优化设计及人工或计算机辅助分析功能，还要求满足加利福利亚州圣巴巴拉的1家3D打印公司ALTLLC已成了绿色3D打印领域的新晋竞争者操作简单、运行可靠、升级维护方便等要求，关于电磁优化设计软件的界面见图二。 因此，在编写程序时，将因产品更新或结构变化可能引起程序结构调整的数据分别封装到不同的数据文件中，并通过附带的程序段来维护这些数据文件。换句话说，就是通过数据文件将电磁设计的算法和外部数据如硅钢片磁化特性数据、铜箔数据、扁导线数据、经验系数、预埋参数等等彻底隔离。这样做一方面可以使该软件维护和升级非常容易，即使根本不懂计算机编程的人员也能够方便对软件进行自行升级；另一方面可以为计算机辅助分析后得到的结果提供接口，使整个系统能顺利完成完整的反馈过程，使自动电磁优化设计随时真实模拟现实的产品。 电磁优化设计的算法采用181建筑工程大模板传统的穷举法，计蛭石算机通过读入各种外部数据后逐个试算，然后以主要材料铜铁成本最低为目标函数，用冒泡法动态保留成本最低的前300个设计方案[2]。当程序运行完毕后，成本最低的前300个设计方案被保存到两个文件中。一个以文本文件格式保存，以便查看；另一个以特定的数据结构格式保存，以便自动参数化绘图时在autoCAD2000中调用。 关于该程序具体的结构流程图见图三。限于篇幅，程序代码部分没有刊出。图 三

本软件之所以采用穷举法进行电磁设计而未采用其它方法,主要是居于两方面的原因考虑的。第一、算法不能漏掉任何可能的最优解；第二、干式变压器背带裤的电磁优化设计程序结构简单，循环嵌套较少，便于穷举。其次，VisualC++ 6.0运行速度极快，再加上目前计算机的硬件处理速度日益提高，使得我们没有必要花过多的时间去考虑各种算法之间的执行速度上的优劣。 应用算法和数据分别进行封装技术时，只要能最大限度的将算法和数据进行隔离。那么，电磁优化设计程序在一定意义上是一个通用的应用软件。而且，应用该软件还可以对被隔离的—-对变压器有影响的每一个数据进行计算机辅助分析。 4、 该技术中计算机辅助分析CAM的一个典型应用实例 作者通过长期研究发现，铜箔的尺寸直接影响到变压器的最低成本。只要是采用铜箔结构的变压器，无论包封型VDT、敞开型OVDT、环氧树干电池脂浇注的干式变压器，还是采用铜箔结构的油浸变压器，铜箔的尺寸对变压器的最低成本起着很关键的作用。因此，选择和储备的铜箔合理与否就成为干式变压器制造厂家在市场竞争