變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝分析

徐龍霞

摘 要：近年來，變壓器在我國的應用非常廣泛。變壓器具有許多功能，例如電壓轉(zhuǎn)換、阻抗轉(zhuǎn)換、電壓穩(wěn)定等，其重要性不言而喻，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計有缺陷或制造過程滯后，則變壓器的實際功能勢必會被削弱。在這方面，本文以變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計為出發(fā)點，并提出一些優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造工藝的建議。為此，需要基于現(xiàn)實，著重于加強研究和創(chuàng)新，以及提高變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造過程的水平，并為充分利用變壓器的性能奠定重要基礎(chǔ)，并且在電力開發(fā)中提供更好的服務。

關(guān)鍵詞：變壓器;結(jié)構(gòu)設(shè)計;制造工藝

引言

近年來，我國的社會經(jīng)濟水平不斷提高，城市配電網(wǎng)覆蓋范圍不斷擴大，已經(jīng)出現(xiàn)很多變壓器制造商。盡管目前我國變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造工藝已經(jīng)比較成熟，但還需要全面升級變壓器設(shè)計和制造過程中的細小環(huán)節(jié)，以進一步提高城市變電站和配電的整體安全性和穩(wěn)定性。全面提高變壓器的工作能力是我國變壓器制造企業(yè)應注意的關(guān)鍵問題。

1 變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化建議

目前，變壓器結(jié)構(gòu)材料的價格很高。例如，對于生產(chǎn)變壓器（如電磁線和硅鋼）而言必不可少的原材料價格非常高，阻礙了我國變壓器正常的生產(chǎn)和運營。因此，在保證變壓器工作能力的基礎(chǔ)上合理降低原材料價格是當前階段優(yōu)化變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要方向，在調(diào)整變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計思路的同時保證變壓器設(shè)計制造質(zhì)量至關(guān)重要。就一般使用的變壓器而言，鐵芯和繞組的截面積是圓形的。在實際的變壓器設(shè)計工作中，有必要將硅鋼板和電磁線減至最少。通過科學地提高硅鋼板和電磁線的消耗率，即通過比較鐵芯圓周直徑不同時的材料成本，設(shè)計者可以選擇更科學的銅鐵消耗比例。但是，這種降低材料成本的方法在實際應用中可能會有一些弊端，一方面，用這種方法制造的變壓器鐵芯技術(shù)含量高，縱向剪切片很多，很可能引起新的問題，很容易導致片形發(fā)生積壓。同時，這些設(shè)計變更將在一定程度上降低燃油箱內(nèi)部空間的填充速度，并增加絕緣油的消耗。因此，鐵心結(jié)構(gòu)設(shè)計可有效降低變壓器的生產(chǎn)成本，提高應用性能，從根本上避免各種可能受到該優(yōu)化方法影響的問題。將圓形鐵芯換成帶有圓角的矩形鐵芯，可以有效地減小鐵芯片形，完全共享鐵芯片形，可以根據(jù)特定需要調(diào)整截面積以及鐵和銅的消耗量，可以根據(jù)原料制造的市場價格進行調(diào)整。但是，在實際的變壓器設(shè)計工作中，設(shè)計人員應意識到采用這種改進方法存在一些弊端。調(diào)諧后的變壓器結(jié)構(gòu)仍然會產(chǎn)生一些影響，因為仍然必須使用帶有圓角的矩形結(jié)構(gòu)繞組，使后期生產(chǎn)和制造面臨許多困難，因此變壓器生產(chǎn)和制造的相關(guān)人員必須在實際工作中不斷研究創(chuàng)新。

2 變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

2.1鐵芯設(shè)計

鐵芯是變壓器的最基本組件之一，變壓器的初級和次級繞組位于鐵芯上。為了減少渦流損耗并增加磁路的導磁率，通常使用0.3 mm的硅鋼片進行表面絕緣。因此，將高強度鋼板用于整板和夾具，從而簡化了夾具的結(jié)構(gòu)并節(jié)省了鋼板材料。為了確保鐵芯受力均勻，經(jīng)常在夾持狀態(tài)下適當調(diào)整硅鋼板的夾持面積。這可以通過用額外的材料擴展鐵芯的等級，增強鐵芯框架的強度并提供獲得更穩(wěn)定的變壓器結(jié)構(gòu)的保證來實現(xiàn)。

2.2繞組設(shè)計

與鐵芯一樣，繞組是變壓器的基本部分，但它屬于電路部分，通常由包裹在絕緣紙中的銅線制成。通常情況下，繞組應確保線圈緊緊纏繞，導線之間無間隙，并通過自身的強度保證軸向上的下壓力，以獲得足夠的抗短路能力，承受由變壓器的三相短路狀態(tài)引起的壓力。典型的繞組形式是適用于小于10kV的低壓線圈的螺旋繞組，大電流和少量繞組，簡單的繞組和具有穩(wěn)定性的連續(xù)繞組，但是連續(xù)繞組易受雷擊，通常借助糾結(jié)式繞制予以改善。

2.3引線設(shè)計

在設(shè)計變壓器結(jié)構(gòu)引線時，設(shè)計人員必須全面考慮引線電纜形式，導線之間的距離以及其他因素的影響，以避免出現(xiàn)影響變壓器運行質(zhì)量的相應故障，提高變壓器運行的可靠性和穩(wěn)定性。此外，設(shè)計人員應注意導體和導線之間的絕緣距離始終在合理范圍內(nèi)，以便通過減少變壓器中放電故障的可能性，使變壓器能夠更平穩(wěn)，更安全地運行。

2.4油箱設(shè)計

油箱是油轉(zhuǎn)換器外殼的外殼，并包含上述鐵環(huán)和繞組。常見的類型包括用于中小型變壓器的盒裝水箱和用于大型變壓器的離合器式變壓器，而不論具有足夠強度和低油風險的變壓器類型如何。通常，殼體結(jié)構(gòu)的設(shè)計應遵循基本原理，以最大程度地減小殼體外部的密封面積。使用簡單穩(wěn)定的儲罐，對所有法蘭表面進行雙面焊接，設(shè)計深度為3至5毫米或更小的法蘭螺栓孔，并使用U形密封圈設(shè)計法蘭孔，以最大程度地減少圓形輪廓選擇范圍。

3 變壓器過程制造分析

3.1鐵芯制造工藝

鐵芯在有效地轉(zhuǎn)換電能和二次能源中起著重要作用，因此制造過程非常重要。制造過程和要點如下：首先，可以降低鐵芯的運行噪音和空載損耗，并且可以基于進口的鐵芯橫切線使用。在階梯切割中形成多級階梯搭接接頭，以減小接頭位置處鐵芯的磁通密度，從而減小空載電流和生產(chǎn)線的負載損失，可以實現(xiàn)良好的切割精度和幾何尺寸，從而使硅鋼板彎曲并且有碰撞的危險。其次，要進一步控制噪音，必須在鐵芯表面涂上HH粘合劑，通過將支柱連接起來形成整個鐵芯，可以減少機械噪音并減少鐵屑的波動，也可以選擇高質(zhì)量的低噪音風扇。最后，在變壓器結(jié)構(gòu)中，為了防止鐵芯在運輸過程中移位，可以在沿長軸方向、短軸方向和軸承的上部增加適當?shù)奈恢煤瓦m當數(shù)量的反壓釘。將油箱與鐵芯集成在一起，可以可靠地固定變壓器箱體和燃油箱。

3.2繞組的制造工藝

繞組的質(zhì)量決定了其承受短路的能力。因此，當使用立式繞線機張緊裝置來纏繞線圈時，該張緊裝置不僅可以減小繞線系數(shù)，而且繞線的徑向繞線力應增加設(shè)計強度并減小裝配公差。同時，為了改善局部放電，將倒角和去毛合并在諸如撐條和墊片的絕緣部件中，并且將與線路接觸的所有絕緣部件的倒角去除。改善機體清潔度并減少局部放電。此外，還有屏蔽線圈和磁頭纏繞技術(shù)以及防振技術(shù)，通過屏蔽段數(shù)，屏蔽圈數(shù)，屏蔽線跳動的形狀以及合理補償電容面積來確定，線圈在雷電期間的影響是合理分布的。防塵過程主要是指在大功率真空吸塵器的作用下對卷材車間的防塵，測塵。建筑儀器，除濕空調(diào)系統(tǒng)及其他設(shè)備和儀器的零局部放電變壓器是確保工作場所清潔和線圈清潔的重要基礎(chǔ)。

3.3其他零件制造工藝

除上述制造過程外，變壓器制造還包括主體和引線組裝過程。例如，為了減少變壓器中的發(fā)熱，必須控制溫度上升，為此必須使用磁屏蔽和電屏蔽。在燃油箱中增加了磁屏蔽技術(shù)，以形成用于磁通量泄漏的低磁阻通道，從而減少了額外損失，防止了由于磁通量泄漏而導致金屬零件局部過熱。在組裝導線時檢查絕緣距離和靜電板的位置，確保焊接可靠，沒有焊接錯誤和尖銳的毛刺。兩側(cè)的三個葉片部分的錐形導線應屏蔽，沒有折斷，包扎完好，并且爬電距離合理，從而減少局部放電。

4結(jié)束語

隨著我國現(xiàn)代電力工業(yè)的飛速發(fā)展，為了進一步提高城市電力系統(tǒng)改造和運行的總體質(zhì)量，變壓器制造商應注意變壓器設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造過程的實際發(fā)展。不僅要注意生產(chǎn)和運行過程，還要注意控制變壓器設(shè)計和生產(chǎn)所需的原材料成本，進一步加強變壓器鐵芯的生產(chǎn)和制造過程，只有這樣才能保證安全性和可靠性，可以實現(xiàn)變壓器應用的有效性。從根本上改進設(shè)備，以確保我國電力行業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

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