[发明专利]一种特高压交流变压器套管双层屏蔽结构的优化设计方法

说明书

本发明公开了一种特高压交流变压器套管双层屏蔽结构的优化设计方法，其首先根据特高压交流变压器套管双层屏蔽结构的特征，构建特高压交流变压器套管双层屏蔽结构的多目标优化函数；然后利用多种群遗传算法对所述多目标优化函数进行求解，以获取所述双层屏蔽结构的优化方案，从而可以确保特高压交流变压器套管内外绝缘配合与电场分布均匀，保证套管的有害局部放电裕度相当，可以为特高压交流变压器套管的双层屏蔽结构确定出尺寸优化设计方案，有效降低所述双层屏蔽结构的设计周期和设计成本，具有广泛的实用性和经济性。

技术领域

本发明涉及特高压交流变压器优化技术领域，尤其涉及一种特高压交流变压器套管双层屏蔽结构的优化设计方法。

背景技术

特高压交流变压器的套管故障是引起特高压交流变压器发生火灾的重要原因之一，尽管特高压交流变压器的套管发生火灾的概率较低，但一旦因某种原因起火，往往对特高压交流变压器造成较大毁坏，严重时可能引起邻近变压器和其他电气设备损坏，而且，目前主要通过屏蔽结构来、提高特高压交流变压器套管的可靠性。

为了进一步提高特高压交流变压器套管的可靠性，需要对特高压交流变压器套管的屏蔽结构进行优化。通过研究发现，特高压交流变压器套管的屏蔽结构的优化受多个参数的影响，并且中心导体表面、中部屏蔽表面、接地屏蔽表面与护套表面的最大场强在很多情形下表现出相反的变化趋势。另外，套管具体部位的最大场强受不同关键参数配合的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特高压交流变压器套管双层屏蔽结构的优化设计方法，其首先建立了多目标优化函数，然后利用多种群遗传算法对上述多目标优化函数进行迭代优化求解，从而对特高压交流变压器套管的中部屏蔽结构、接地屏蔽结构的半径和长度等进行优化，使得特高压交流变压器套管的内外绝缘配合与电场分布均匀，保证特高压交流变压器套管的有害局部放电裕度相当，具有良好的实用性。

为实现本发明的发明目的，本发明所采用的技术方案内容具体如下：

一种特高压交流变压器套管双层屏蔽结构的优化设计方法，包括如下步骤：

S1：根据特高压交流变压器套管双层屏蔽结构的特征，构建特高压交流变压器套管双层屏蔽结构的多目标优化函数；

S2：利用多种群遗传算法对所述多目标优化函数进行求解，以获取所述双层屏蔽结构的优化方案。

作为上述方案的优选，步骤S1包括：

S11：根据特高压交流变压器套管双层屏蔽结构的特征，确定所述多目标优化函数的决策变量和约束条件；

S12：基于决策变量和约束条件，建立所述多目标优化函数。

作为上述方案的优选，决策变量包括所述双层屏蔽结构的中部屏蔽半径R₁、接地屏蔽半径R₂、中部屏蔽长度L₁和接地屏蔽长度L₂；约束条件为：

其中R_1min和R_1max为中部屏蔽半径R₁的数值变化范围；R_2min和R_2min为接地屏蔽半径R₂的数值变化范围；L_1min和L_1max为中部屏蔽长度L₁的数值变化范围；L_2min和L_2max为接地屏蔽长度L₂的数值变化范围；△R_min和△R_max为接地屏蔽半径R₂与中部屏蔽半径R₁差值的数值范围；△L_min和△L_max为中部屏蔽长度L₁和接地屏蔽长度L₂差值的数值范围。