Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Автоматизированное проектирование силовых трансформаторов

Предпосылки оптимального проектирования трансформаторов - Автоматизированное проектирование силовых трансформаторов

Оглавление
Автоматизированное проектирование силовых трансформаторов
Значение автоматизированного проектирования
Основные сведения об автоматизированном проектировании
Структура САПР
Основные принципы создания САПР
Виды САПР
Проблемы функционирования человека в САПР
Особенности технологии автоматизированного проектирования
Экономическая эффективность САПР
Понятие и назначение гибких автоматизированных производств
Проектирование технологических процессов на базе САПР
Проблемы и перспективы организации гибких автоматизированных производств в трансформаторостроении
Базовое техническое обеспечение
Периферийное техническое оборудование
Проблемы формирования комплекса технических средств САПР
Общесистемное программное обеспечение
Специальное программное обеспечение
Организация информации при использовании ЭВМ
Информационное обеспечение
Банки данных
Базы знаний
Предпосылки оптимального проектирования трансформаторов
Постановка задачи оптимального проектирования трансформаторов
Исследование характера задачи оптимального проектирования трансформаторов
Основные направления в разработке методов оптимального проектирования силовых трансформаторов
Оптимальное проектирование силовых трансформаторов методом рационализированного перебора
Разработка и исследование проектирования на основе метода случайного поиска
Сравнение и анализ эффективности методов оптимального проектирования силовых трансформаторов
Разработка математической модели трансформатора
Результаты применения методов программирования для оптимального проектирования
Развитие систем автоматизированного проектирования в электротехнике
Система автоматизированного проектирования типоисполнений трансформаторов класса 35 кВ
Система автоматизированного проектирования трансформаторов класса 110 кВ
Организация интегрированных систем автоматизированного проектирования трансформаторов
Модели графических документов
Общесистемное программное обеспечение машинной графики
Методология решения графических задач при проектировании трансформаторов
Структура чертежно-графической подсистемы
Организация специального программного обеспечения

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР ТРАНСФОРМАТОРОВ

  1. Предпосылки оптимального проектирования трансформаторов

Методы оптимального проектирования трансформаторов, составляющие основу математического обеспечения САПР, разрабатываются на протяжении нескольких десятилетий. Большую роль в разработке вопросов проектирования сыграли фундаментальные работы М. Видмара, Г. Н. Петрова, А. В. Трамбицкого,
В.   А. Трапезникова, в которых сформулированы задачи оптимального проектирования и намечены основные пути их решения.
До применения вычислительной техники в проектировании трансформаторов оптимальное проектирование шло по пути упрощения задачи, методы проектирования основывались на эмпирических, графических или графоаналитических зависимостях и коэффициентах, полученных путем обобщения расчетных и экспериментальных данных. Это затрудняло получение действительно оптимального варианта трансформатора и ограничивало возможности проведения исследований взаимного влияния параметров и характеристик трансформаторов в широком диапазоне.
Повышение требований к качеству проектирования и возможность использования при проектировании вычислительной техники выдвинули задачу разработки алгоритмов оптимального проектирования силовых трансформаторов на ЭВМ, которые должны в полной мере использовать математический, аппарат вычислительных методов, технические возможности ЭВМ и учитывать промышленные требования к проектированию. Такой подход позволяет отказаться от интуитивных и апостериорных представлений о внутренних связях и процессах в трансформаторе, перейти к математическому моделированию и оптимизации созданных моделей.
Математическая модель трансформатора, являющаяся основой оптимального проектирования на ЭВМ, может быть получена путем математической формализации исследуемых взаимосвязей в трансформаторе с определенной степенью приближения к фактически существующим взаимосвязям. Исследование математической модели позволяет наблюдать изменение ее параметров и характеристик в зависимости от заданных внешних факторов, находить при детерминированных условиях оптимальное состояние системы.
Оптимальное проектирование на ЭВМ с использованием математического моделирования и численных методов вычислительной математики позволяет поднять проектирование силовых трансформаторов на более высокий уровень. В этом случае выбор оптимального варианта обеспечивается не субъективными факторами проектирования (числом рассматриваемых вариантов, квалификацией инженера-проектировщика и др.), а объективными, на основе строгого математического решения сформулированной проектной задачи.
Под оптимальным проектированием понимается поиск варианта трансформатора, удовлетворяющего заданным техническим требованиям и условиям и имеющего наилучшие технико-экономические показатели, принятые за критерий оптимальности. В общем случае в качестве технико-экономического критерия оптимальности должен, выступать комплексный показатель экономичности, учитывающий капитальные затраты на изготовление трансформатора и эксплуатационные характеристики — экономичность, срок службы, надежность и др.
В качестве критерия оптимальности в настоящее время применяется, как правило, минимум полных годовых затрат на трансформацию электроэнергии с учетом заданного нормативного срока окупаемости. В ряде случаев в качестве критерия оптимальности могут выступать стоимость, габаритные размеры, масса трансформатора и другие показатели.
Поскольку силовой трансформатор является сложной системой, характеристики которой определяются большим числом изменяющихся в процессе проектирования переменных, целевая функция, выражающая зависимость критерия оптимальности от независимых переменных, является нелинейной. Кроме того, большинство ограничивающих равенств и неравенств, обусловливающих заданные технические требования к параметрам и характеристикам трансформатора, также имеет нелинейный вид. Поэтому задача оптимального проектирования силового трансформатора, заключающаяся в минимизации (максимизации) целевой функции с учетом заданных ограничений, является задачей нелинейного программирования.



 
Вакуумная сильноточная дуга в магнитном поле »
электрические сети