變壓器結構設計與制造工藝探析

阿里木江·乃吉買提

摘要：隨著經濟的發展，我國的變壓器工程建設的發展也有了創新。電能是人們日常生活中不能缺少的資源，現階段，經濟高速發展，人們關于生活質量方面的要求增多，科學技術更新換代速度加快，電能資源使用量也在逐年攀升。在這個過程中離不開變壓器發揮的巨大功能。變壓器的原理是電磁感應形成的變換交流電壓與電流，再進行進一步傳輸與交流電能，變壓器是一種以線圈為主要構造的電器設備，具體包括初級線圈、次級線圈和鐵芯，每個構件功能不同，都承擔著變壓器進行電壓與電流變化的功能，還具有支持變壓器正常運作的阻抗變換、隔離、穩壓（磁飽和變壓器）等功能，按照上述定義，常見的變壓器主要是電力變壓器、試驗變壓器、儀用變壓器及特殊用途的變壓器。

關鍵詞：變壓器;結構設計;制造工藝探析

引言

隨著我國電力等行業的迅速發展，出現了一些不容忽視的問題：一是終端數量和數據量在增加，數據采集工作面臨著新的挑戰。由于缺乏有效貫通的數據通道，人工數據采集仍然比較普遍，數據質量明顯不高，影響工作效率。二是電網規模的不斷擴大，急需提高對資源的優化配置，對大規模資源調度和配置的應對能力依然缺乏。三是電力行業相對封閉，缺乏市場化管理和因特網的發展思維，使得電力行業在一定程度上受到了制約。

1變壓器結構設計

在電力運行過程中變壓器發揮著無法替代的作用。影響變壓器最終效能的因素很多，其結構也相對復雜，本文參考了相應的標準，對主要結構的設計進行了分析。

1.1硅鋼片

在變壓器中，對硅鋼性能的要求，第一，影響硅片質量重要的指標就是鐵損低，牌號的劃分由各國根據鐵損的高低來決定。第二，在較強磁場下，磁感應強度會升高，相應地減少電機和變壓器重量以及鐵心體積，從而可以使得硅鋼片、銅線和絕緣材料等用量減少，達到節約的功效。第三，表面沒有凹凸不平的情況，并且平整和厚度均勻，這樣就可以增加鐵心的填充系數。第四，沖片性好，這樣在實際的加工工藝上難度較低，便于實際生產操作。第五，表面絕緣膜的附著性和焊接性良好，能防蝕和改善沖片性，降低磁滯損耗。變壓器通常采用冷軋取向硅鋼片，以確保其空載的能效水平。通過冷軋取向硅鋼片的多樣性和性能復雜等特征可以將其分為普通的冷軋取向硅鋼片和傳導性很高的磁硅鋼片。除此之外，還存在一些激光刻痕的硅鋼片。通常情況下，在50Hz、800A交變磁場（峰值）下，區分普通硅鋼的條件是鐵心所達到強度以及最小值是否在B800A=1.78T～1.85T范圍內，所以綜上所述B800A=1.85T以上的硅鋼片則是高導磁硅鋼。“Hi-B鋼”為生產過程中的簡稱，Hi-B鋼其與常規硅鋼片的主要區別在于：Hi-B鋼的高斯方位織構度非常高，即在易磁化方向上的硅鋼晶粒排列位向整齊度非常高。Hi-B鋼有更高的磁導率，通常其B800A可達到1.88T以上，提高了高斯方位織構度以及磁導率可降低鐵損。激光刻痕硅鋼片則是在Hi-B鋼的基礎上，通過激光束照射技術，使其表面產生微小的應變，進一步磁軸細化，實現更低的鐵損。激光刻痕硅鋼片不能進行退火處理，因為提高溫度，則激光處理效果便會消失。不同牌號的硅鋼片其物理特性基本相當，密度基本都是7.65g/cm3。對于同種類硅鋼片而言，其性能質量主要區別還是在硅的含量以及生產過程的工藝影響。

1.2非晶合金鐵心

20世紀70年代開始普遍使用非晶合金材料，這是一種是新型合金材料，形成過程則是利用超急冷技術將液態金屬以106℃/S冷卻速度直接冷卻，并且利用國際先進的技術手段，將冷卻過后的液態金屬做成厚度只有0.02～0.03mm的固體薄帶。在其冷卻的過程當中，由于沒有進行結晶，則已經形成了固體，所以原子呈現不規則排列形態，導致晶體結構不呈現金屬特征，構成的元素是鐵（Fe）、碳（C）、鎳（Ni）、硅（Si）、鈷（Co）、硼（B）等，這些基本特征，使得其材料具備很多方面的優點，比如：由于其本身不存在晶體結構，導致其成為各向同性的軟磁材料;磁化功率小，溫度可以非常容易地進行控制。由于非晶合金為無取向材料，所以其制作的工藝較為簡單，可以直接縫;其由于不存在結構的缺陷，沒有磁疇移動的障礙，磁滯損耗則大大降低;帶材的厚度是0.02～0.03㎜，非常薄。比較來看，是取向硅鋼片電阻率高3倍。非晶合金鐵心空載性能穩定，采用這種類型的變壓器可以使得空載電流下降50%以上，相較于傳統的變壓器而言節能效果顯著，于是，在國家倡導節能減排的現階段，這需要大力去運用此種類型的變壓器，自2012年開始國家電網和南方電網等則紛紛對這種類型的變壓器進行了采買，目前基本上非晶合金配變采購占比高達50%。

2測量方法分析

高壓充電低壓測量法開始用大電壓電源充電，當電流達到設定值時，換低電壓電源充電，實現電流快速穩定，此方法的關鍵在于需要根據變壓器的實際容量來選擇合適的電源容量。增大電阻值法則是在開始階段短接串入的電阻使電流快速上升至設定值，后續階段將電阻串入回路中，使電流盡快穩定，其串入電阻的阻值需根據變壓器容量確定。這兩類方法都需要控制開關來改變測量電路，測量效果受開關斷開時間的影響較大，同時操作時間不易把握且操作過程也較復雜。相較而言，減小電感值法中的助磁法無需接入外接元件，不受額外的控制開關的影響，測量接線也相對簡單，屬于現階段各類測量方法中實用性較強的一類。

3結語

加強相關政策宣傳，督促相關單位和個人需要在依法劃定的電力設施保護區內進行可能危及電力設施安全的作業時，提前與供電企業對接、報備，經批準并采取安全措施后，方可進行作業。加強防外力破壞巡視，對作業現場開展隱患排查治理，及時消除生產安全事故隱患。制定巡視重點區域、重點用戶以及防外破應急預案，對涉及保護電力設施、電力安全等工程進行現場講解，保證宣傳到位，告知到位，并做好相關圖文記錄、檔案留存。

參考文獻

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