CN111368375B - 一种变压器心柱叠层方案的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器心柱叠层方案的确定方法及装置，通过确定心柱目标直径，根据心柱目标直径确定第一级叠层的叠层参数，根据距离所述第一叠层由近至远的次序逐级确定其它各级叠层的叠层参数，将各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案并进行保存，循环执行上述过程以确定并保存多个所述心柱叠层方案，之后根据预设方案评价标准，从已确定的各心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案，可以减少人工调制心柱叠层方案所消耗的人力，提高心柱叠层方案调制效率，降低调制成本，且可以降低由于人工调制的主观经验导致变压器运行性能未能达到标准的概率，标准化心柱叠层方案的设计。

Description

一种变压器心柱叠层方案的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种变压器心柱叠层方案的确定方法及装置。

背景技术

三相三柱式铁心是变压器器身的支撑框架，由上铁轭、下铁轭和三个心柱构成，每个心柱均可以由第一级叠层和设置在第一级叠层两侧且呈阶梯状分布的其它各级叠层(如第二级叠层、第三级叠层)组成，每级叠层均由多个叠片组成。其中，与第一级叠层距离越大的叠层所对应的级数序号越大。级数序号越大的叠层所对应的宽度越小，如第二级叠层的宽度小于第一级叠层，第三级叠层的宽度小于第二级叠层。

除第一级叠层之外的各级叠层均包括高压侧叠层和低压侧叠层。其中，各级高压侧叠层逐级设置在第一级叠层的一侧，各级低压侧叠层逐级设置在第一级叠层的另一侧。每级叠层的厚度，即为该级高压侧叠层的厚度和该级低压侧叠层的厚度，如第二级叠层的厚度，即为第二级叠层的高压侧叠层的厚度和第二级叠层的低压侧叠层的厚度。

一个心柱叠层方案包括叠层的预设级数、各级叠层的宽度、各级叠层的厚度以及心柱的横截面积等参数，这些参数均会影响变压器的运行性能。但是，现有的心柱叠层方案采用人工调制，在确定上述参数时会受到主观经验的影响，调制效率低且人工成本大。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的变压器心柱叠层方案的确定方法及装置，技术方案如下：

一种变压器心柱叠层方案的确定方法，包括：

确定心柱目标直径；

从第一预设宽度组中确定第一级叠层的宽度，所述第一预设宽度组包括至少一个小于所述心柱目标直径的宽度；

根据所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度，确定所述第一级叠层的厚度；

根据距离所述第一级叠层由近至远的次序，逐级确定除所述第一级叠层外的各级叠层的叠层参数，其中，所述叠层参数包括宽度和厚度，各级叠层的宽度均包含于第二预设宽度组；

将各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案并进行保存；

返回执行所述从第一预设宽度组中确定第一级叠层的宽度的步骤，以确定并保存多个心柱叠层方案；

根据预设方案评价标准，在已确定的各心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案。

可选的，所述根据距离所述第一级叠层由近至远的次序，逐级确定除所述第一级叠层外的各级叠层的叠层参数，包括：

在第二预设宽度组中确定第二级叠层的宽度，所述第二级叠层是距离所述第一级叠层最近的叠层；

将所述第二级叠层确定为待确定厚度的当前叠层；

根据所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度，确定当前叠层的厚度；

将当前叠层的叠层参数进行保存，所述叠层参数包括宽度和厚度；

判断当前叠层的级数序号是否为预设阈值，若是，则再执行所述将各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案并进行保存的步骤；

若当前叠层的级数序号小于所述预设阈值，则在所述第二预设宽度组中确定第一叠层的宽度，所述第一叠层为当前叠层在距离所述第一级叠层由近至远的次序上的下一级叠层；

将所述第一叠层作为当前叠层，返回执行根据所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度，确定当前叠层的厚度的步骤。

可选的，所述根据所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度，确定所述第一级叠层的厚度，包括：

将所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度输入公式

中，式中：d₀为第一级叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L₁为第一级叠层的宽度；

根据所述第一级叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定所述第一级叠层的厚度。

可选的，所述根据所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度，确定当前叠层的厚度，包括：

将所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度输入公式

中，式中：m_i为当前叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L_i为当前叠层的宽度，i为当前叠层的级数序号，d₁为第一级叠层的厚度，d_n为第n级叠层的厚度；

根据当前叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定当前叠层的厚度。

可选的，所述根据预设方案评价标准，在已确定的各心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案，包括：

计算各心柱叠层方案对应的心柱横截面积；

根据心柱横截面积由大至小的次序对各心柱叠层方案进行排序；

将序号在预设序号之前的各心柱叠层方案均确定为待评价的心柱叠层方案；

根据预设方案评价标准，在已确定的各所述待评价的心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案。

可选的，所述预设方案评价标准包括：库存材料、心柱横截面的匀称程度、心柱横截面的面积和/或变压器的运行效率。

一种变压器心柱叠层方案的确定装置，包括：第一确定单元、第二确定单元、第三确定单元、第四确定单元、第五确定单元、第一返回执行单元和第六确定单元，其中：

所述第一确定单元，用于确定心柱目标直径；

所述第二确定单元，用于从第一预设宽度组中确定第一级叠层的宽度，所述第一预设宽度组包括至少一个小于所述心柱目标直径的宽度；

所述第三确定单元，用于根据所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度，确定所述第一级叠层的厚度；

所述第四确定单元，用于根据距离所述第一级叠层由近至远的次序，逐级确定除所述第一级叠层外的各级叠层的叠层参数，其中，所述叠层参数包括宽度和厚度，各级叠层的宽度均包含于第二预设宽度组；

所述第五确定单元，用于将各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案并进行保存；

所述第一返回执行单元，用于触发所述第二确定单元，以确定并保存多个所述心柱叠层方案；

所述第六确定单元，用于根据预设方案评价标准，在已确定的各心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案。

可选的，所述第四确定单元，具体包括：第一宽度确定单元、当前叠层确定单元、第七确定单元、第一保存单元、第一判断单元、第二宽度确定单元和第二返回执行单元，其中：

所述第一宽度确定单元，用于在第二预设宽度组中确定第二级叠层的宽度，所述第二级叠层是距离所述第一级叠层最近的叠层；

所述当前叠层确定单元，用于将所述第二级叠层确定为待确定厚度的当前叠层；

所述第七确定单元，用于根据所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度，确定当前叠层的厚度；

所述第一保存单元，用于将当前叠层的叠层参数进行保存，所述叠层参数包括宽度和厚度；

所述第一判断单元，用于判断当前叠层的级数序号是否为预设阈值，若是，则触发所述第五确定单元；若否，则触发所述第二宽度确定单元；

所述第二宽度确定单元，用于在所述第二预设宽度组中确定第一叠层的宽度，所述第一叠层为当前叠层在距离所述第一级叠层由近至远的次序上的下一级叠层；

所述第二返回执行单元，用于将所述第二级叠层作为当前叠层，触发所述第七确定单元。

可选的，所述第三确定单元，具体包括：第一输入单元和第八确定单元，其中：

所述第一输入单元，用于将所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度输入公式

中，式中：d₀为第一级叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L₁为第一级叠层的宽度；

所述第八确定单元，用于根据所述第一级叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定所述第一级叠层的厚度。

可选的，所述第七确定单元，具体包括：第二输入单元和第九确定单元，其中：

所述第二输入单元，用于将所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度输入公式

中，式中：m_i为当前叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L_i为当前叠层的宽度，i为当前叠层的级数序号，d₁为第一级叠层的厚度，d_n为第n级叠层的厚度；

所述第九确定单元，用于根据当前叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定当前叠层的厚度。

可选的，所述第六确定单元，具体包括：计算单元、排序单元、第十确定单元和最优方案确定单元，其中：

所述计算单元，用于计算各心柱叠层方案对应的心柱横截面积；

所述排序单元，用于根据心柱横截面积由大至小的次序对各心柱叠层方案进行排序；

所述第十确定单元，用于将序号在预设序号之前的各心柱叠层方案均确定为待评价的心柱叠层方案；

所述最优方案确定单元，用于根据预设方案评价标准，在已确定的各所述待评价的心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案。

可选的，所述预设方案评价标准包括：库存材料、心柱横截面的匀称程度、心柱横截面的面积和/或变压器的运行效率。

本发明提供的变压器心柱叠层方案的确定方法及装置，通过确定心柱目标直径，根据心柱目标直径确定第一级叠层的叠层参数，根据距离所述第一叠层由近至远的次序逐级确定其它各级叠层的叠层参数，将各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案并进行保存，循环执行上述过程以确定并保存多个所述心柱叠层方案，之后根据预设方案评价标准，从已确定的各心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案，可以减少人工调制心柱叠层方案所消耗的人力，提高心柱叠层方案调制效率，降低调制成本，且可以降低由于人工调制的主观经验导致变压器运行性能未能达到标准的概率，标准化心柱叠层方案的设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了一种变压器心柱叠层方案的确定方法的流程图；

图2示出了一种心柱叠层的横截面的示意图；

图3示出了另一种变压器心柱叠层方案的确定方法的流程图；

图4示出了另一种变压器心柱叠层方案的确定方法的流程图；

图5示出了一种变压器心柱叠层方案的确定装置的结构示意图；

图6示出了另一种变压器心柱叠层方案的确定装置的结构示意图；

图7示出了另一种变压器心柱叠层方案的确定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本实施例提出了一种变压器心柱叠层方案的确定方法，可以包括以下步骤：

S10、确定心柱目标直径；

需要说明的是，各级叠层在心柱中的分布方式可以使得心柱的横截面近似为一个圆形，如图2所示。其中，第一级叠层的横截面为顶点均在该圆上且中心为该圆圆心O的矩形，对于其它各级叠层：该级叠层的高压侧叠层的横截面的两个顶点和低压侧叠层的横截面的两个顶点在该圆上，该级叠层的高压侧叠层和低压侧叠层关于圆心O对称布置。

具体的，本发明可以先行根据变压器需要的运行性能(如磁场强度)，使用相关的电磁计算公式来确定圆形横截面的需求面积，根据该需求面积和圆面积公式来确定满足需求的最小圆直径，之后再根据该最小圆直径来确定心柱目标直径。

具体的，本发明也可以直接指定心柱目标直径的数值。

S20、从第一预设宽度组中确定第一级叠层的宽度，所述第一预设宽度组包括至少一个小于所述心柱目标直径的宽度；

其中，第一预设宽度组中的宽度均为库存叠片的宽度。

具体的，本发明可以从第一预设宽度组中选取一个宽度确定为第一级叠层的宽度。

具体的，为增多心柱叠层方案的获得数量的同时提高调制效率，本发明可以从库存叠片的宽度中选取最接近心柱目标直径的几个宽度(例如三个)确定为第一预设宽度组。

S30、根据所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度，确定所述第一级叠层的厚度；

具体的，本发明可以先行根据心柱目标直径和第一级叠层的宽度来限定第一级叠层的最大允许厚度。

具体的，本发明可以根据勾股定理来确定第一级叠层的最大允许厚度。

可选的，步骤S30，可以具体包括：

将所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度输入公式

中，式中：d₀为第一级叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L₁为第一级叠层的宽度；

根据所述第一级叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定所述第一级叠层的厚度。

其中，每张库存叠片的厚度可以是相同的，例如0.3毫米的硅钢片。步进叠步数为组装叠层时每次性组装的叠片数量。

具体的，第一级叠层的厚度可以是库存叠片的厚度与步进叠步数乘积的整数倍数。

可选的，在库存叠片的厚度与步进叠步数乘积的整数倍数中，本发明可以将最接近第一级叠层的最大允许厚度且小于该最大允许厚度的值确定为第一级叠层的厚度。

S40、根据距离所述第一级叠层由近至远的次序，逐级确定除所述第一级叠层外的各级叠层的叠层参数，其中，所述叠层参数包括宽度和厚度，各级叠层的宽度均包含于第二预设宽度组；

其中，距离第一级叠层由近至远的其它各级叠层依次为第二级叠层、第三级叠层、第四级叠层……在各级叠层中，第一级叠层的宽度最大，且各级叠层的宽度随着级数序号的增大而逐级减小，如图2所示。

具体的，本发明可以根据已确定的各级叠层的叠层参数，来确定下一级叠层的叠层参数。例如，本发明可以根据第一级叠层的叠层参数(宽度为L₁，厚度为d₁)来确定第二级叠层的叠层参数(宽度为L₂，厚度为d₂)，根据第一级叠层和第二级叠层的叠层参数来确定第三级叠层的叠层参数(宽度为L₃，厚度为d₃)，依次获得各级叠层的叠层参数。

其中，第二预设宽度组包括多个库存叠片的宽度，各级叠层的宽度均从第二预设宽度组中选取。需要说明的是，第二预设宽度组包括第一预设宽度组中的各宽度。

需要说明的是，在从第二预设宽度组中确定某一级的宽度时，只需保证该级选取的宽度小于上一级的宽度即可，本发明对于在第二预设宽度组中各叠层宽度的具体选取顺序不做限定，例如先行选取最接近且小于上一级的宽度。

其中，叠层的级数可以由技术人员根据实际设计需要先行确定，本发明对此不做限定。如图2所示，叠层的预设级数为七级，包括第一级叠层、第二级叠层的高压侧叠层、第二级叠层的低压侧叠层……第六级叠层的高压侧叠层、第六级叠层的低压侧叠层、第七级叠层的高压侧叠层。需要说明的是，低压侧的叠层级数比高压侧的叠层级数少一级(如图2未设置第七级叠层的低压侧叠层)，以进行低压箔绕。

其中，心柱叠层方案中叠层的预设级数可以由技术人员根据运行需求和设计能力等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

S50、将各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案并进行保存；

具体的，本发明可以将已确定的第一级叠层、第二级叠层和第三级叠层等各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案。在一个心柱叠层方案中，各级叠层的宽度和厚度均分别为确定的一个值，例如，第一级叠层的宽度为300毫米，第一级叠层的厚度为27毫米。

需要说明的是，由于在各级叠层中，第一级叠层的宽度最大且各级叠层的宽度逐级减小，因此，本发明也可以在已保存的一个心柱叠层方案中，根据宽度的大小排列次序，来确定各叠层参数对应的叠层级数。例如，在已保存的一个心柱叠层方案中，宽度最大的叠层参数所对应的叠层为第一级叠层，宽度最小的叠层参数所对应的叠层为第七级叠层。

S60、返回执行所述从第一预设宽度组中确定第一级叠层的宽度的步骤，以确定并保存多个心柱叠层方案；

具体的，本发明每一次执行步骤S20至步骤S50后，均可以确定一个心柱叠层方案。其中，本发明在执行步骤S40的过程中，当已确定的叠层参数的个数已达到预设级数时，结束本次步骤S40的执行。

需要说明的是，对于一个心柱叠层方案，每一级叠层的宽度均是预设宽度组中最接近上一级叠层的宽度的分布方式，不一定是性能最优的方式，且这样的方式可能并不符合库存材料和加工工艺的要求。因此，本发明可以先将可行的各级叠层的分布方式均列举出来，即在相应的宽度的取值范围内(第一级叠层的取值范围为第一预设宽度组，除第一级叠层外的各级叠层的取值范围为第二预设宽度组)，列举全部的各级叠层的宽度逐级减小的心柱叠层方案，之后再根据相关的标准对获得的心柱叠层方案进行评价。

在实际应用中，本发明在确定某级叠层的宽度时，对于从预设宽度组中各宽度的选取顺序不做限定，例如，在某一次确定第一级叠层的宽度时，可以在能生成新的心柱叠层方案的前提下从第一预设宽度组中任意选择一个宽度确定为第一级叠层的宽度。

还需要说明的是，在每一次执行确定各级叠层的叠层参数的步骤中，若当前叠层的宽度无法满足小于上一级叠层的宽度的条件，则需重新执行步骤S60。

S70、根据预设方案评价标准，在已确定的各心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案。

具体的，对于每个心柱叠层方案，本发明均可以根据该心柱叠层方案中各级叠层的叠层参数，来计算该心柱叠层方案中的空损系数、铁损系数、截面利用率、每级叠层的宽度之间的落差、料重、成本和散热面积等性能参数。

具体的，技术人员可以根据各性能参数需要达到的实际值来确定预设方案评价标准，本发明对此不做限定。

可选的，本发明也可以将已确定的各心柱叠层方案和计算出的相应性能参数生成数据表格，以提供给技术人员，由技术人员根据预设方案评价标准进行人工选择。

可选的，所述预设方案评价标准可以包括：库存材料、心柱横截面的匀称程度、心柱横截面的面积和/或变压器的运行效率。

具体的，本发明可以综合评价标准中包含的多个参数，来对心柱叠层方案进行评价，将同时满足多个参数的要求的心柱叠层方案确定为最优的心柱叠层方案。

在实际应用中，本发明可以建立心柱目标直径与最优心柱叠层方案的对应关系。具体的，本发明可以记录一定数值范围内的多个心柱目标直径分别对应的最优心柱叠层方案，例如，记录120毫米至550毫米内的各心柱目标直径所对应的最优心柱方案。这样，在确定心柱目标直径之后，可以先行判断该心柱目标直径的数值是否在预设数值范围内，若是，即可以根据对应关系直接确定相应的最优心柱叠层方案，提高了设计效率。

还需要说明的是，当心柱目标直径未在预设数值范围时，如本发明根据心柱横截面的需求面积和圆面积公式所确定的最小圆直径超出预设数值范围时(大于该范围中的最大值)，本发明可以根据该最小圆直径和库存叠层的宽度，将接近该最小圆直径的几个库存叠层的宽度分别作为心柱目标直径，来获得多个心柱叠层方案，之后根据相关需求制定预设的评价标准，以获得最优的心柱叠层方案。

本发明的各步骤均可以由电子设备执行，有利于减少人工调制心柱叠层方案所消耗的人力，提高心柱叠层方案调制效率。

本实施例提出的变压器心柱叠层方案的确定方法，通过确定心柱目标直径，根据心柱目标直径确定第一级叠层的叠层参数，根据距离所述第一叠层由近至远的次序逐级确定其它各级叠层的叠层参数，将各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案并进行保存，循环执行上述过程以确定并保存多个所述心柱叠层方案，之后根据预设方案评价标准，从已确定的各心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案，可以减少人工调制心柱叠层方案所消耗的人力，提高心柱叠层方案调制效率，降低调制成本，且可以降低由于人工调制的主观经验导致变压器运行性能未能达到标准的概率，标准化心柱叠层方案的设计。

基于图1所示步骤，本实施例提出了另一种变压器心柱叠层方案的确定方法，如图3所示，步骤S40可以具体包括以下步骤：

S41、在第二预设宽度组中确定第二级叠层的宽度，所述第二级叠层是距离所述第一级叠层最近的叠层；

S42、将所述第二级叠层确定为待确定厚度的当前叠层；

S43、根据所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度，确定当前叠层的厚度；

具体的，本发明可以根据各级叠层的高压侧叠层和低压侧叠层在心柱横截面中的分布特点(如图2所示)，来确定当前叠层的厚度。

可选的，步骤S43可以具体包括：

将所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度输入公式

中，式中：m_i为当前叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L_i为当前叠层的宽度，i为当前叠层的级数序号，d₁为第一级叠层的厚度，d_n为第n级叠层的厚度；

根据当前叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定当前叠层的厚度。

其中，n为正整数，如图2中，d₁为第一级叠层的厚度，d₂为第二级叠层的厚度。

具体的，在当前叠层的最大允许厚度，确定当前叠层的厚度时，当前叠层的厚度可以是库存叠片的厚度与预设的步进叠步数乘积的整数倍数。在库存叠片的厚度与预设的步进叠步数乘积的整数倍数中，本发明可以将最接近当前叠层的最大允许厚度且小于该最大允许厚度的值确定为当前叠层的厚度。

S44、将当前叠层的叠层参数进行保存，所述叠层参数包括宽度和厚度；

S45、判断当前叠层的级数序号是否为预设阈值，若是，则再执行步骤S50；若否，则执行步骤S46；

其中，预设阈值即为叠层的预设级数。

S46、在所述第二预设宽度组中确定第一叠层的宽度，所述第一叠层为当前叠层在距离所述第一级叠层由近至远的次序上的下一级叠层；

S47、将所述第一叠层作为当前叠层，返回执行根据所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度，确定当前叠层的厚度的步骤。

需要说明的是，在从第二预设宽度组中确定某一级的宽度时，只需保证该级选取的宽度小于上一级的宽度即可。

具体的，在当前心柱叠层方案中的各级叠层的叠层参数确定完毕之后，本发明可以将其进行保存，不再执行下一级叠层参数的确定步骤，而执行步骤S60，即开始下一个心柱叠层方案的确定步骤。

本实施例提出的变压器心柱叠层方案的确定方法，可以根据高压侧叠层和低压侧叠层的横截面在心柱横截面中的分布特点，在距离所述第一级叠层由近至远的次序上，逐级确定当前心柱叠层方案中的各级叠层的叠层参数。

基于图1所示步骤，本实施例提出了另一种变压器心柱叠层方案的确定方法，如图4所示，步骤S70可以具体包括：

S71、计算各心柱叠层方案对应的心柱横截面积；

需要说明的是，可以采用现有技术来对心柱叠层方案对应的心柱横截面积进行计算，本发明对此不做限定。

S72、根据心柱横截面积由大至小的次序对各心柱叠层方案进行排序；

S73、将序号在预设序号之前的各心柱叠层方案均确定为待评价的心柱叠层方案；

需要说明的是，本发明可以列举出多个心柱叠层方案，为了有效提高对于最优心柱叠层方案的确定效率，可以在列举的多个心柱叠层方案中，根据心柱横截面积的大小进行倒序，并选取排列在预设序号之前的心柱叠层方案确定为待评价的心柱叠层方案。

其中，预设序号可以由技术人员根据实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

可选的，本发明也可以将序号排列在总数量中前一定比例的心柱叠层方案确定为待评价的心柱叠层方案，本发明对于该一定比例的值不做限定，例如三分之一。

S74、根据预设方案评价标准，在已确定的各所述待评价的心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案。

可选的，本发明也可以根据心柱叠层方案计算出的其它性能参数，来对各心柱叠层方案进行排序，例如空损系数，本发明对此不做限定。

本实施例提供的变压器心柱叠层方案的确定方法，可以有效排除待评价的心柱叠层方案的数量，提高对于最优心柱叠层方案的确定效率。

与图1所示步骤相对应，本实施例提出了一种变压器心柱叠层方案的确定装置，如图5所示，该装置可以包括：第一确定单元10、第二确定单元20、第三确定单元30、第四确定单元40、第五确定单元50、第一返回执行单元60和第六确定单元70，其中：

所述第一确定单元10，用于确定心柱目标直径；

具体的，本发明可以先行根据变压器需要的运行性能，使用相关的电磁计算公式来确定圆形横截面的需求面积，根据该需求面积和圆面积公式来确定满足需求的最小圆直径，之后再根据该最小圆直径来确定心柱目标直径。

具体的，本发明也可以直接指定心柱目标直径的数值。

所述第二确定单元20，用于从第一预设宽度组中确定第一级叠层的宽度，所述第一预设宽度组包括至少一个小于所述心柱目标直径的宽度；

其中，第一预设宽度组中的宽度均为库存叠片的宽度。

具体的，本发明可以从第一预设宽度组中选取一个宽度确定为第一级叠层的宽度。

具体的，为增大心柱叠层方案的获得数量的同时提高调制效率，本发明可以从库存叠片的宽度中选取最接近心柱目标直径的几个宽度(例如三个)确定为第一预设宽度组。

所述第三确定单元30，用于根据所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度，确定所述第一级叠层的厚度；

具体的，本发明可以先行根据心柱目标直径和第一级叠层的宽度来限定第一级叠层的最大允许厚度。

具体的，本发明可以根据勾股定理来确定第一级叠层的最大允许厚度。

可选的，所述第三确定单元30，具体包括：第一输入单元和第八确定单元，其中：

所述第一输入单元，用于将所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度输入公式

中，式中：d₀为第一级叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L₁为第一级叠层的宽度；

所述第八确定单元，用于根据所述第一级叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定所述第一级叠层的厚度。

其中，每张库存叠片的厚度可以是相同的，例如0.3毫米的硅钢片。步进叠步数为组装叠层时每次性组装的叠片数量。

具体的，第一级叠层的厚度可以是库存叠片的厚度与步进叠步数乘积的整数倍数。

可选的，在库存叠片的厚度与步进叠步数乘积的整数倍数中，本发明可以将最接近第一级叠层的最大允许厚度且小于该最大允许厚度的值确定为第一级叠层的厚度。

所述第四确定单元40，用于根据距离所述第一级叠层由近至远的次序，逐级确定除所述第一级叠层外的各级叠层的叠层参数，其中，所述叠层参数包括宽度和厚度，各级叠层的宽度均包含于第二预设宽度组；

其中，在各级叠层中，第一级叠层的宽度最大，且各级叠层的宽度随着级数序号的增大而逐级减小。

具体的，本发明可以根据已确定的各级叠层的叠层参数，来确定下一级叠层的叠层参数。

其中，第二预设宽度组包括多个库存叠片的宽度，各级叠层的宽度均从第二预设宽度组中选取。需要说明的是，第二预设宽度组包括第一预设宽度组中的各宽度。

其中，叠层的级数可以由技术人员根据实际设计需要先行确定，本发明对此不做限定。

其中，心柱叠层方案中叠层的预设级数可以由技术人员根据运行需求和设计能力等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

所述第五确定单元50，用于将各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案并进行保存；

具体的，本发明可以将已确定的第一级叠层、第二级叠层和第三级叠层等各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案。

需要说明的是，由于在各级叠层中，第一级叠层的宽度最大且各级叠层的宽度逐级减小，因此，本发明也可以在已保存的一个心柱叠层方案中，根据宽度的大小排列次序，来确定各叠层参数对应的叠层级数。

所述第一返回执行单元60，用于触发所述第二确定单元20，以确定并保存多个所述心柱叠层方案；

具体的，本发明每一次执行第二确定单元20至第五确定单元50后，均可以确定一个心柱叠层方案。其中，本发明在执行第四确定单元40的过程中，当已确定叠层参数的叠层级数已达到预设级数时，结束本次第四确定单元40的执行。

需要说明的是，本发明可以先将可行的各级叠层的分布方式均列举出来，即在相应的宽度的取值范围内，列举全部的各级叠层的宽度逐级减小的心柱叠层方案，之后再根据相关的标准对获得的心柱叠层方案进行评价。

在实际应用中，本发明在确定某级叠层的宽度时，对于从预设宽度组中各宽度的选取顺序不做限定。

还需要说明的是，在每一次执行确定各级叠层的叠层参数的过程中，若当前叠层的宽度无法满足小于上一级叠层的宽度的条件，则需重新执行第一返回执行单元60。

所述第六确定单元70，用于根据预设方案评价标准，在已确定的各心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案。

具体的，对于每个心柱叠层方案，本发明均可以根据该心柱叠层方案中各级叠层的叠层参数，来计算该心柱叠层方案中的空损系数、铁损系数、截面利用率、每级叠层的宽度之间的落差、料重、成本和散热面积等性能参数。

具体的，技术人员可以根据各性能参数需要达到的实际值来确定预设方案评价标准，本发明对此不做限定。

可选的，本发明也可以将已确定的各心柱叠层方案和计算出的相应性能参数生成数据表格，以提供给技术人员，由技术人员根据预设方案评价标准进行人工选择。

可选的，所述预设方案评价标准可以包括：库存材料、心柱横截面的匀称程度、心柱横截面的面积和/或变压器的运行效率。

具体的，本发明可以综合评价标准中包含的多个参数，来对心柱叠层方案进行评价，将同时满足多个参数的要求的心柱叠层方案确定为最优的心柱叠层方案。

本发明的各过程均可以由电子设备执行，有利于减少人工调制心柱叠层方案所消耗的人力，提高心柱叠层方案调制效率。

本实施例提出的变压器心柱叠层方案的确定装置，可以减少人工调制心柱叠层方案所消耗的人力，提高心柱叠层方案调制效率，降低调制成本，且可以降低由于人工调制的主观经验导致变压器运行性能未能达到标准的概率，标准化心柱叠层方案的设计。

基于图5所示的装置，本实施例提出了另一种变压器心柱叠层方案的确定装置，如图6所示，所述第四确定单元40，可以具体包括：第一宽度确定单元41、当前叠层确定单元42、第七确定单元43、第一保存单元44、第一判断单元45、第二宽度确定单元46和第二返回执行单元47，其中：

所述第一宽度确定单元41，用于在第二预设宽度组中确定第二级叠层的宽度，所述第二级叠层是距离所述第一级叠层最近的叠层；

所述当前叠层确定单元42，用于将所述第二级叠层确定为待确定厚度的当前叠层；

所述第七确定单元43，用于根据所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度，确定当前叠层的厚度；

具体的，本发明可以根据高压侧叠层和低压侧叠层的横截面在心柱横截面中的分布特点，来确定当前叠层的厚度。

可选的，所述第七确定单元43，可以具体包括：第二输入单元和第九确定单元，其中：

所述第二输入单元，用于将所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度输入公式

中，式中：m_i为当前叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L_i为当前叠层的宽度，i为当前叠层的级数序号，d₁为第一级叠层的厚度，d_n为第n级叠层的厚度；

所述第九确定单元，用于根据当前叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定当前叠层的厚度。

具体的，在当前叠层的最大允许厚度，确定当前叠层的厚度时，当前叠层的厚度可以是库存叠片的厚度与预设的步进叠步数乘积的整数倍数。

所述第一保存单元44，用于将当前叠层的叠层参数进行保存，所述叠层参数包括宽度和厚度；

所述第一判断单元45，用于判断当前叠层的级数序号是否为预设阈值，若是，则触发所述第五确定单元50；若否，则触发所述第二宽度确定单元46；

其中，预设阈值即为叠层的预设级数。

所述第二宽度确定单元46，用于在所述第二预设宽度组中确定第一叠层的宽度，所述第一叠层为当前叠层在距离所述第一级叠层由近至远的次序上的下一级叠层；

所述第二返回执行单元47，用于将所述第二级叠层作为当前叠层，触发所述第七确定单元43。

需要说明的是，在从第二预设宽度组中确定某一级的宽度时，只需保证该级选取的宽度小于上一级的宽度即可。

具体的，在当前心柱叠层方案中的各级叠层的叠层参数确定完毕之后，本发明可以将其进行保存，不再执行下一级叠层参数的确定过程，而执行第一返回执行单元60，即开始下一个心柱叠层方案的确定过程。

本实施例提出的变压器心柱叠层方案的确定装置，可以根据高压侧叠层和低压侧叠层的横截面在心柱横截面中的分布特点，在距离所述第一级叠层由近至远的次序上，逐级确定当前心柱叠层方案中的各级叠层的叠层参数。

基于图5所示装置，本实施例提出了另一种变压器心柱叠层方案的确定装置，如图7所示，所述第六确定单元70，可以具体包括：计算单元71、排序单元72、第十确定单元73和最优方案确定单元74，其中，其中：

所述计算单元71，用于计算各心柱叠层方案对应的心柱横截面积；

需要说明的是，可以采用现有技术来对心柱叠层方案对应的心柱横截面积进行计算，本发明对此不做限定。

所述排序单元72，用于根据心柱横截面积由大至小的次序对各心柱叠层方案进行排序；

所述第十确定单元73，用于将序号在预设序号之前的各心柱叠层方案均确定为待评价的心柱叠层方案；

需要说明的是，本发明可以列举出多个心柱叠层方案，为了有效提高对于最优心柱叠层方案的确定效率，可以在列举的多个心柱叠层方案中，根据心柱横截面积的大小进行倒序，并选取排列在预设序号之前的心柱叠层方案确定为待评价的心柱叠层方案。

其中，预设序号可以由技术人员根据实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

可选的，本发明也可以将序号排列在总数量中前一定比例的心柱叠层方案确定为待评价的心柱叠层方案，本发明对于该一定比例的值不做限定。

所述最优方案确定单元74，用于根据预设方案评价标准，在已确定的各所述待评价的心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案。

可选的，本发明也可以根据心柱叠层方案计算出的其它性能参数，来对各心柱叠层方案进行排序，例如空损系数，本发明对此不做限定。

本实施例提供的变压器心柱叠层方案的确定装置，可以有效排除待评价的心柱叠层方案的数量，提高对于最优心柱叠层方案的确定效率。

Claims (8)

1.一种变压器心柱叠层方案的确定方法，其特征在于，包括：

确定心柱目标直径；

从第一预设宽度组中确定第一级叠层的宽度，所述第一预设宽度组包括至少一个小于所述心柱目标直径的宽度；

根据所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度，确定所述第一级叠层的厚度；

根据距离所述第一级叠层由近至远的次序，逐级确定除所述第一级叠层外的各级叠层的叠层参数，其中，所述叠层参数包括宽度和厚度，各级叠层的宽度均包含于第二预设宽度组；

将各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案并进行保存；

返回执行所述从第一预设宽度组中确定第一级叠层的宽度的步骤，以确定并保存多个心柱叠层方案；

根据预设方案评价标准，在已确定的各心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案；

其中，所述根据距离所述第一级叠层由近至远的次序，逐级确定除所述第一级叠层外的各级叠层的叠层参数，包括：

在第二预设宽度组中确定第二级叠层的宽度，所述第二级叠层是距离所述第一级叠层最近的叠层；

将所述第二级叠层确定为待确定厚度的当前叠层；

根据所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度，确定当前叠层的厚度；

将当前叠层的叠层参数进行保存，所述叠层参数包括宽度和厚度；

判断当前叠层的级数序号是否为预设阈值，若是，则再执行所述将各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案并进行保存的步骤；

若当前叠层的级数序号小于所述预设阈值，则在所述第二预设宽度组中确定第一叠层的宽度，所述第一叠层为当前叠层在距离所述第一级叠层由近至远的次序上的下一级叠层；

将所述第一叠层作为当前叠层，返回执行根据所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度，确定当前叠层的厚度的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度，确定所述第一级叠层的厚度，包括：

将所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度输入公式

中，式中：d₀为第一级叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L₁为第一级叠层的宽度；

根据所述第一级叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定所述第一级叠层的厚度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度，确定当前叠层的厚度，包括：

将所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度输入公式

中，式中：m_i为当前叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L_i为当前叠层的宽度，i为当前叠层的级数序号，d₁为第一级叠层的厚度，d_n为第n级叠层的厚度；

根据当前叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定当前叠层的厚度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设方案评价标准，在已确定的各心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案，包括：

计算各心柱叠层方案对应的心柱横截面积；

根据心柱横截面积由大至小的次序对各心柱叠层方案进行排序；

将序号在预设序号之前的各心柱叠层方案均确定为待评价的心柱叠层方案；

根据预设方案评价标准，在已确定的各所述待评价的心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设方案评价标准包括：库存材料、心柱横截面的匀称程度、心柱横截面的面积和/或变压器的运行效率。

6.一种变压器心柱叠层方案的确定装置，其特征在于，包括：第一确定单元、第二确定单元、第三确定单元、第四确定单元、第五确定单元、第一返回执行单元和第六确定单元，其中：

所述第一确定单元，用于确定心柱目标直径；

所述第二确定单元，用于从第一预设宽度组中确定第一级叠层的宽度，所述第一预设宽度组包括至少一个小于所述心柱目标直径的宽度；

所述第三确定单元，用于根据所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度，确定所述第一级叠层的厚度；

所述第四确定单元，用于根据距离所述第一级叠层由近至远的次序，逐级确定除所述第一级叠层外的各级叠层的叠层参数，其中，所述叠层参数包括宽度和厚度，各级叠层的宽度均包含于第二预设宽度组；

所述第五确定单元，用于将各级叠层的叠层参数的组合确定为一个心柱叠层方案并进行保存；

所述第一返回执行单元，用于触发所述第二确定单元，以确定并保存多个所述心柱叠层方案；

所述第六确定单元，用于根据预设方案评价标准，在已确定的各心柱叠层方案中确定最优心柱叠层方案；

其中，所述第四确定单元，具体包括：第一宽度确定单元、当前叠层确定单元、第七确定单元、第一保存单元、第一判断单元、第二宽度确定单元和第二返回执行单元，其中：

所述第一宽度确定单元，用于在第二预设宽度组中确定第二级叠层的宽度，所述第二级叠层是距离所述第一级叠层最近的叠层；

所述当前叠层确定单元，用于将所述第二级叠层确定为待确定厚度的当前叠层；

所述第七确定单元，用于根据所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度，确定当前叠层的厚度；

所述第一保存单元，用于将当前叠层的叠层参数进行保存，所述叠层参数包括宽度和厚度；

所述第一判断单元，用于判断当前叠层的级数序号是否为预设阈值，若是，则触发所述第五确定单元；若否，则触发所述第二宽度确定单元；

所述第二宽度确定单元，用于在所述第二预设宽度组中确定第一叠层的宽度，所述第一叠层为当前叠层在距离所述第一级叠层由近至远的次序上的下一级叠层；

所述第二返回执行单元，用于将所述第二级叠层作为当前叠层，触发所述第七确定单元。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元，具体包括：第一输入单元和第八确定单元，其中：

所述第一输入单元，用于将所述心柱目标直径和所述第一级叠层的宽度输入公式

中，式中：d₀为第一级叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L₁为第一级叠层的宽度；

所述第八确定单元，用于根据所述第一级叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定所述第一级叠层的厚度。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第七确定单元，具体包括：第二输入单元和第九确定单元，其中：

所述第二输入单元，用于将所述心柱目标直径、当前叠层的宽度和已确定的各级叠层的厚度输入公式

中，式中：m_i为当前叠层的最大允许厚度，D₀为心柱目标直径，L_i为当前叠层的宽度，i为当前叠层的级数序号，d₁为第一级叠层的厚度，d_n为第n级叠层的厚度；

所述第九确定单元，用于根据当前叠层的最大允许厚度、库存叠片的厚度以及预设的步进叠步数，确定当前叠层的厚度。

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