變壓器結構設計與制造工藝

張思明 王麗華 李成順

摘 要：隨著我國城市化、工業化建設進程逐步加快，工業生產用電以及人們日常生活用電需求不斷增加，城市配電工程施工建設數量和規模日益擴大，城市變電器設備施工質量安全問題受到了國家社會的廣泛重視。變壓器結構設計普遍由電磁方案和結構設計兩部分構成，一定要依據前期設計來明確電磁方案等相關數據，其設計的科學性和有效性直接決定著電力系統運行能力，因此，加強提高變壓器結構設計與制造工藝至關重要。本文主要就變壓器結構設計要點與優化建議進行分析，并提出了變壓器結構制造工藝的有效優化策略，望對未來變壓器結構設計和制造工作提供相應借鑒。

關鍵詞：變壓器；結構設計；制造工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.170

近年來，我國社會經濟水平的不斷提高，我國城市基礎設施發展建設步伐逐步加快，城市配電網鋪設覆蓋規模不斷擴大，社會各類事業發展對電力系統變壓器數量和質量的要求越來越高，大量變壓器的生產制造企業如雨后春筍般涌現。盡管現階段我國變壓器結構設計和制造工藝已經較為成熟，但為了進一步提高城市變電、配電的整體安全性和穩定性，針對變壓器設計生產制造過程中的細小環節進行升級，全面提升變壓器的整體工作能力，是我國變壓器生產制造企業需要重視的關鍵問題。

1 變壓器結構設計要點與優化建議

1.1 變壓器結構設計要點

變壓器結構設計是非常繁重的過程，就變壓器結構設計要點而言，主要可以總結歸納為以下幾點：第一，變壓器設計一定要全面嚴格遵循我國相關部門設計規范以及具體標準；第二，實際變壓器設計工作一定要全面考慮過壓電氣強度要求，以及短路情形下保持動、熱穩定的具體需求；第三，變壓器結構設計務必要全面根據明確的電磁方案中的具體技術參考數據進行，全面滿足電氣計算表中要求達到的運行性能數據；第四，變壓器結構設計中，零配件的選用一定要率先選用通用零配件和標準零配件，只有這樣才能夠進一步簡化變壓器生產過程，與此同時還需要全面考量我國材料市場的供應情況，充分考慮到材料成本投入因素。

1.2 變壓器結構設計優化建議

現階段，變壓器結構材料價格高昂，比如電磁線、硅鋼片等變壓器生產制造不可或缺的原材料的價格已經達到了最高峰，這在很大程度上阻礙了我國變壓器生產制造企業的正常生產經營。因此，在確保變壓器運行能力的基礎上合理降低原材料價格是現階段優化變壓器結構設計的重要方向，調整變壓器結構設計思路的同時，確保變壓器設計生產制造質量至關重要。就當前普遍使用的變壓器來說，其鐵芯、繞組的橫截面積均選用圓形作為橫截面，實際變壓器設計工作中，要想最大限度地降低這一形式變壓設備的硅鋼片和電磁線材料成本價格，設計人員可以利用科學升級硅鋼片和電磁線兩類材料的消耗比例來達到，也就是利用比較不同鐵芯外接圓直徑情況下的材料成本，選用較為科學的銅鐵消耗比重。但這樣降低材料成本的方式在實際應用中會存在些許弊端，一方面，這一方式制造的變壓器鐵芯技術諸多，帶有諸多縱向剪切片，極其容易導致片形發生積壓新問題；另一方面，這一設計改變方式會在一定程度上降低油箱內部空間的填充率，提升絕緣油的消耗數量。因此，為了更好地完善其應用性能，從根本上規避這一優化方式容易產生的種種問題，我們可以利用鐵芯結構設計來有效降低變壓器生產成本，也就是把多級外接圓形鐵芯更換為帶圓角的矩形鐵芯，這樣的話鐵芯片形就會有效減少，并能夠全面實現片形共享，可以依據具體需求對橫截面積的調節，根據生產制造原材料的市場價格來調節銅鐵消耗比重，具備非常強的靈活性。但實際變壓器設計工作中，設計人員需要注意的是，采用這一改進方式也存在一定的弊端，由于調節后的變壓器結構形式依舊要選用帶有圓角的矩形結構式繞組，這在一定程度上會給后期生產制造增加很大的難度，因此，這就要求變壓器生產制造一線人員在實際工作需要精益求精。

2 變壓器結構制造工藝的有效優化策略

鐵芯是變壓器設備重要的構成配件，是變壓器設備的磁路，變壓器設備實際工作過程中鐵芯的溫度升高限度一定不能高于設計標準的鐵芯溫度，鐵芯制造工藝對鐵芯質量和變壓器設施質量均起著決定性的作用，因此，加強優化升級鐵芯生產制造工藝至關重要。實際鐵芯生產制造過程中，對于鐵芯縱向剪切、橫向剪切、退火、上絕緣層以及裝配的整體生產制造流程，為了進一步提高鐵芯生產制造質量，橫向剪切的有效性能夠全面強化冷軋硅鋼片的磁性，因此，生產制造工作人員一定要在退火操作完成后再進行橫向剪切，只有這樣才能夠更好地保證冷軋硅鋼片的自身磁性，從而進一步提高變壓器設備的實際運行性能和最終效果。詳細來說，實際變壓器設備鐵芯生產制造過程中，生產工作人員主要可以從以下幾方面著手：第一，選用強力磁盤等業內先進的生產制造工藝對變壓器鐵芯予以優化升級，這樣能夠從根本上提升變壓器設備鐵芯的整體穩定性能，能夠最大限度地降低因鐵芯運行狀態不穩定給變壓器設備的運行性能帶來的影響；第二，選用現代高效的微機監測技術對變壓器鐵芯展開全面監測，全面做到嚴格遵循科學精準的監測數據對鐵芯成品質量予以綜合評價，以確保變壓器設備運行的整體質量和效率；第三，傳統鐵芯技術質量監測標準只定性不定值，而要想從根本上提升鐵芯生產制造質量，變壓器生產制造企業就務必要對各類質量標準予以鑒別，積極引進當代先進的科學生產監測技術以及精準儀器對定值顯示進行監測控制，只有這樣才能夠從根本上斷了監測方式不統一的生產扯皮問題。

3 結束語

隨著我國現代電力事業迅速發展，為了進一步提高城市電力系統變電運行的整體質量，變壓器生產制造企業在實際生產經營過程中，務必要重視變壓器設備結構設計與制造工藝的實際開展情況，不僅要重視變壓器設計生產原材料成本的控制工作，還要進一步強化變壓器鐵芯生產制造工藝，只有這樣才能夠從根本上提高變壓器設備應用的安全性和有效性，從而確保我國電力事業長期穩定地發展與前行。

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