變壓器生產(chǎn)工藝探討

摘 要：現(xiàn)階段，電力系統(tǒng)的建設需要用到不同品種的變壓器設備。其中，不僅包含超高壓變壓器、全封閉式變壓器，同時還包含組合式變壓器以及換流變壓器等等。通過變壓器等設備的廣泛應用，極大的提升了電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量。本文先對變壓器生產(chǎn)流程以及新材料應用進行探討，并進一步研究變壓器生產(chǎn)工藝。

關鍵詞：變壓器；生產(chǎn)工藝

中圖分類號：TM405 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0056-02

1 引 言

隨著國內(nèi)城市化進程的不斷加快，我國對于電網(wǎng)工程的建設越來越重視。同時，變壓器的制造與應用，有效的改善了輸配電過程的安全性與可靠性。我國電網(wǎng)建設對于變壓器的需求量急劇增加，因而目前研究變壓器的生產(chǎn)工藝有著重要的意義。

2 概 述

2.1 變壓器生產(chǎn)工藝流程

在進行變壓器的生產(chǎn)工作中，主要包含鐵心、絕緣件制作以及繞組繞制、夾件制作、緊固件、油箱的制作等環(huán)節(jié)，之后在進行相應的測試、包裝與入庫。需要注意的是，金屬板材和金屬型材在進行下料工作之前，要進行嚴格的噴、拋除銹處理，并且油箱以及儲油柜的制作，也要嚴格按照要求進行防銹漆、面漆的噴涂，進而提升變壓器的耐腐蝕效果。

2.2 變壓器制造中新材料的應用

隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展，以往所使用的高能耗變壓器已經(jīng)不能滿足目前電力輸送工作的要求，因而要加強變壓器制造材料的研究，不斷提升變壓器的環(huán)保節(jié)能效果。這一過程中，要做好新材料性能的分析，比如現(xiàn)階段應用較廣的非晶體合金變壓器，有著良好的節(jié)能性與經(jīng)濟性，并且變壓器的空載損耗較低。尤其在農(nóng)村或者是較為偏遠的山區(qū)，新型變壓器的應用有著良好的節(jié)能效果。對于非晶合金材料來說，通過將其應用到變壓器鐵心中，可以有效減少變壓器的空載損耗。在性能方面，非晶體合金變壓器要比以往使用的硅鋼片變壓器好的多。此外，通過對變壓器的結(jié)構(gòu)進行改良，應用三相五柱結(jié)構(gòu)或者是三相三柱結(jié)構(gòu)，不僅可以提升結(jié)構(gòu)的簡易性，同時能獲得更好的經(jīng)濟效益，表1對非晶合金材料1K101和2605SA1進行了比較，從數(shù)據(jù)方面可以看出它們之間有著較大的性能差異。

3 變壓器生產(chǎn)工藝分析

3.1 鐵心制作工藝

要想提高鐵心制作工藝與水平，就要提升剪切設備的質(zhì)量與使用方法。在進行鐵心生產(chǎn)工作時，主要應用的是多級接縫鐵心。隨著變壓器設計水平的不斷提升，有效降低了鐵心接縫位置處的損耗問題。以往生產(chǎn)過程中主要用到單一接縫工藝，目前制造中主要使用的是多級接縫工藝，還有的企業(yè)用到了局部階梯接縫工藝。通過進行這一改進，不僅可以減少變壓器的噪聲（降噪3～4%左右），同時可以有效減少變壓器的空載損耗（15%左右）。對于鐵心柱而言，主要用到嵌下軛工藝，相比于普通的生產(chǎn)工藝，該方法可以提升鐵心制造的疊裝效果，并且能夠減少芯柱疊裝的時間。

3.2 絕緣件制作

在進行絕緣件制作時，首先要對絕緣材料進行復檢，之后再按照套裁方案進行下料。下料結(jié)束后要進行紙板刷膠、疊放等工作，并借助蒸汽熱壓法進行熱壓。最后，要進行絕緣件的鋸削、銑削直至成型。在絕緣件車間中，主要進行絕緣件以及緊固件、夾件等設施的制作。軸類零件大多是使用車床、銑床進行加工。在進行箱體類以及復雜異形絕緣件的制作時，主要是在加工中心進行加工制作。

3.3 絕緣干燥以及油處理工藝

以往所用的油浸式變壓器，主要使用真空脫水技術(shù)進行干燥。自20世紀80年代以來，我國引進了氣相干燥技術(shù)以及相應的設備，因而變壓器的生產(chǎn)工藝取得了顯著的提升。近幾年來，我國正在進行煤油蒸發(fā)器的研究，并且研制出內(nèi)置式的一些產(chǎn)品。在進行油處理工作時，主要通過引進油過濾設備進行處理。

3.4 繞組繞制和整形工藝

變壓器繞線設備有普通臥式繞線機、立式繞線機、箔式繞線機、自動排線繞線機和全自動繞線機。繞線模具根據(jù)材料和結(jié)構(gòu)有木模、鋼模、鋁模及可調(diào)模等。在繞組繞制之前，首先要準備好相應的漆包線、電磁線以及絕緣零件等材料。之后，工作人員要對導線線規(guī)尺寸以及繞線模長度與直徑進行檢查。最后，再按照繞組結(jié)構(gòu)選定相應的繞線機繞制繞組。對于繞制好的繞組，技術(shù)人員要進行嚴格的檢驗，合格之后還要進行干燥預熱處理。

小型線圈整形固化工藝是將線圈進行壓制、整形，在模板的壓緊下進入熱風爐加熱升溫，待絕緣層的熱熔膠熔化后，線匝間的應力減小。然后，在模板的壓緊力下繼續(xù)降溫冷卻，直至固化定形才拆卸壓緊模板。大型線圈整形工藝通過在烘爐內(nèi)加熱，在恒壓力裝置下，線圈在干燥的過程中實現(xiàn)壓緊定形。

高電壓等級的變壓器還要使用真空浸漆設備進行浸漆工作。浸漆結(jié)束之后，再將其送真空干燥罐進行干燥處理，上述工作完成之后要進行裝配。

采用線圈整形工藝后，線圈與鐵芯間的套裝裕度可減小，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更緊湊，有效的降低原材料成本，繞組的機械強度明顯提高，產(chǎn)品抗短路能力加強，能顯著提高產(chǎn)品運行的可靠性。

3.5 焊接件制作

首先，要進行板材、型材的選定，并對其表面進行除銹。檢驗合格之后，再進行下料組焊工作。對于小型油箱和片式散熱器而言，制作過程中主要在整套焊接生產(chǎn)線完成。這一過程中的所有焊接件，焊接之后都要進行相應的防銹漆以及絕緣漆的噴涂，比如箱體、箱蓋以及出油箱等。

3.6 裝配工藝

變壓器裝配通常分為爐前器身裝配和爐后總裝配。

在進行變壓器鐵心的裝配工作時，要對其幾何形狀、尺寸進行精確把控，保證鐵心的軸線以及厚度、設計等方面與要求相符。此外，接縫大小也要進行檢查，確保變壓器鐵心的截面不能發(fā)生局部突出等問題，并且要保證變壓器鐵心片不能發(fā)生搭接現(xiàn)象。具體裝配過程中，要加強對單位壓力的控制，防止壓力超過規(guī)定的范圍。另外，為了提升鐵心的整體質(zhì)量，還要確保填充系數(shù)的合理性。

小型電力變壓器采用變壓器柔性裝配生產(chǎn)線工藝可以實現(xiàn)流水線模式生產(chǎn)，能有效地改善工作環(huán)境，大幅度提高生產(chǎn)效率，對操作者的技能要求降低。變壓器柔性裝配生產(chǎn)線工藝在線圈套裝環(huán)節(jié)是關鍵，對線圈的幾何尺寸要求較高。

需要注意的是，裝配工作中要加強檢測：①完成套裝、插板之后，操作人員要進行自檢，確定合格之后再由相應的質(zhì)檢員進行檢驗。隨后，還要由試驗站的試驗人員進行器身的試驗。上述檢驗工作結(jié)束之后，才能進入到下一道工序。②焊線、箱蓋安裝以及套管、開關等配件安裝結(jié)束之后，要由專項質(zhì)檢員進行設備的檢驗，合格之后再進行真空罐干燥。此外，還要對打壓試漏檢驗引起重視，具體吊運過程中要盡可能降低速度。

3.7 真空注油工藝

真空注油工藝分為大型變壓器的真空注油和小型變壓器的真空注油。

大型變壓器的真空注油工藝是直接利用真空機組對已總裝配后的變壓器產(chǎn)品按真空注油工藝曲線要求抽真空，在規(guī)定的注油階段進行注油。

小型配電變壓器采用真空注油工藝也要嚴格按照真空注油工藝曲線進行抽真空和注油。與大型變壓器的真空注油工藝不同的是小型配電變壓器的油箱結(jié)構(gòu)不能承受真空壓力，要借助專用的真空注油灌的設備進行。先把總裝配后的變壓器產(chǎn)品推入專用的真空注油灌內(nèi)，封閉后，對真空注油灌進行抽真空，達到規(guī)定的真空注油曲線要求后啟動自動注油槍在真空注油灌內(nèi)進行真空注油。

4 變壓器的發(fā)展趨勢

變壓器將朝著以下幾方面發(fā)展：①變壓器電壓等級將逐步趨向于超高電壓。根據(jù)電壓等級的不同，可以將變壓器分為四種不同的產(chǎn)品：高端變壓器、220～500kV變壓器，此外還包含110～200kV變壓器和低于110kV的變壓器。隨著材料工藝以及制造水平的不斷提升，未來變壓器的電壓等級將達到750kV甚至是1000kV。②變壓器的節(jié)能效果將更好，并且有著高阻抗、防爆性等優(yōu)勢。這些種類的變壓器大多以中小型為主，尤其在農(nóng)網(wǎng)、城網(wǎng)中將得到廣泛的應用。③超高壓大型變壓器將逐步朝著大容量、三相式以及輕結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展，并且組合式變壓器的應用將會越來越廣泛。④城網(wǎng)用變壓器將朝著高阻抗方向發(fā)展，對于城網(wǎng)用變壓器而言，其不僅要具備可靠性高、噪聲小、安全性能好的特點，同時還要控制變壓器的體積。比如，可以應用體積小、成本低的組合式變壓器。同時，還可以應用模塊化的變壓器。這一類型的變壓器有著較好的通用性，并且可以進行標準模塊化裝配，因而在供貨、維修保養(yǎng)方面可以得到保證。此外，還要提升變壓器的智能化水平，降低變壓器操作難度，對其進行遠程的監(jiān)控與操作。⑤要加強對非晶合金變壓器、卷鐵心變壓器以及常溫超導變壓器的研發(fā)與應用，不斷提升變壓器電力器件的性能，降低變壓器生產(chǎn)過程的成本。

5 結(jié)束語

就目前國內(nèi)外變壓器的制造而言，直流換流變壓器生產(chǎn)工藝是相對尖端的一種工藝。未來變壓器的生產(chǎn)工藝將會逐步朝著環(huán)保、節(jié)能的方向發(fā)展，并且變壓器運行過程中的噪音更小、組合化程度更高、可靠性更好。具體來說，隨著國內(nèi)電力事業(yè)的不斷發(fā)展，變壓器的應用將會越來越廣泛，這就對變壓器的生產(chǎn)工藝提出了更為嚴苛的要求。因而，在進行變壓器的制造工作時，要加強對新材料、新工藝的應用，尤其要注重鐵心制造工藝，對于變壓器鐵心的制造要加強管理，嚴格按照工藝流程與要求進行變壓器的制造。此外，還要提升變壓器的整體質(zhì)量，提高變壓器的環(huán)保節(jié)能效果，進而促進變壓器制造行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-26

作者簡介：王七五（1975-），男，漢族，廣西資源人，助理工程師，本科，主要從事電力變壓器生產(chǎn)管理的工作。