干式铁心电抗器电磁-热-结构多物理场耦合仿真及协同优化研究

摘要：

干式铁心电抗器长期处于电磁、热及应力等物理场中,其温升和振动问题日益严重.为了解决上述问题,提高金属导体材料的利用率,该文提出了干式铁心电抗器多物理场耦合仿真与协同优化相结合的设计方法.首先分析铁心电抗器温升及振动机理,指出影响铁心电抗器温升及振动的主要因素.然后,搭建干式铁心电抗器系统级协同优化模型.温升方面采用包封线圈-气道单元散热效率优化方法,在振动方面采用Kriging近似模型优化方法,通过灵敏性分析将设计变量划分为敏感和不敏感2个层次.最后,采用多岛遗传算法获得最佳的设计,仿真结果验证了优化设计方法的正确性.优化结果表明,该文提出的干式铁心电抗器多物理场协同优化设计方法,在满足电感、温升和振动等参数的前提条件下,绕组和铁心的用量分别减少了17.1％和6.7％,显著提高了金属导体利用率.

关键词：干式铁心电抗器、多物理耦合仿真、近似模型、灵敏性分析、协同优化设计

所属期刊栏目：46

分类号：TM721(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：湖北省自然科学基金2020CFB376

在线出版日期：2022-07-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2823-2833