摘要:随着我国工业化、城市化建设进程的逐步加快,工业生产用电及人们日常生活用电的需求正在不断增加,城市配电工程建设数量和规模日益扩大,变电器设备的质量安全问题受到了社会的广泛关注。结构设计是变压器设计过程中最为重要的一个环节,其设计成效将会对整个变压器性能产生巨大影响。如今,变压器无论是在设计上还是在制造工艺上,都已相对成熟,但仍有细微环节需要加以优化,全面提高变压器的整体工作性能。变压器铁心是变压器的心脏,它的制造质量将会对变压器的技术性能和经济指标产生直接影响,要想保证变压器的安全可靠运行,就要提高变压器的制造技术和控制质量。
关键词:变压器;结构设计;制造工艺;
引言
随着民众生活品质的日益提升以及各行各业发展速度的加快,我国对于电力资源的需求正呈现出日益扩大的趋势,并且社会发展以及民生工程建设同样需要充沛的电力资源供应,所以进一步加大电力基础设施的资金投入力度就显得尤为重要。变压器作为电力基础设施中不可或缺的组成部分,其对于保证电力资源的可靠、稳定输送有着关键作用,所以为了最大限度的提升变压器的整体性能,加大对变压器结构设计与制造工艺的分析、研究力度就显得特别关键与重要。
1概述变压器的结构设计
对于变压器而言,其整体结构较为复杂,并且设计人员在结构设计过程中需要借鉴许多标准,方可使变压器结构设计更加合理与科学,同时也因此提升了变压器结构设计的难度。另外,随着电力企业对变压器性能要求的越加苛刻,对其结构设计进行更进一步的优化无疑就变得十分重要。
1.1铁芯设计
在变压器结构中,铁芯是其中关键的组成部件,并且铁芯中需要设置变压器的一次绕组与二次绕组,所以铁芯设计是否科学关系到变压器的实际性能。另外,在设计铁芯时,设计人员为了改善磁路导磁系数,降低涡流损耗,铁芯材质建议选用厚度为0.3mm的硅钢片。与此同时,可通过调整硅钢片的夹紧面积来使铁芯的受力更加均匀,并且也可因此使铁芯框架的强度得到有效的提升,进一步提高变压器整体结构的稳定性。
1.2油箱设计
油箱是机油换能器外壳的外壳,包含上述铁圈和绕组。常见类型包括中小型变压器的箱式水箱和大型变压器的离合器变压器,无论变压器类型有足够的强度和低油风险。总体而言,罐壳结构的设计应遵守基本原则,以尽量减少罐壳外部的密封面积。建议使用简单可靠的储罐,采用双面焊接方法焊接所有法兰面,设计深度小于3 ~ 5mm的法兰螺栓孔,并使用法兰孔作为u形密封圈,尽量减少可选圆形轮廓。
1.3引线设计
在设计变压器结构引线时,设计人员要对引线电缆形式、线间距离等因素的影响予以综合考虑,避免因此引发相应的故障问题,影响变压器的运行质量,同时也有助于提升变压器运行的可靠性与稳定性。此外,需要设计人员注意的是,导体之间、引线之间的绝缘距离要始终保持在合理的范围内,以此降低放电击穿在变压器中出现的概率,使变压器可以更加平稳、安全的运行。
3变压器结构设计优点
近年来变压器结构中材料价格一直居高不下,严重影响了变压器制造商的正常运行。通过保证变压器的质量和性能,变压器制造成本已成为所有变压器的重点。变压器设计的优点在于可以降低材料成本。变压器铁环横截面通常以圆形横截面的形式存在。
为了进一步降低这种形式的变压器硅胶和磁性化合物的材料成本,需要细化两种材料的消耗率。要执行此操作,请选择最合适的铜测量值之一,但在实践中,这些方法会更加困难。以这种方式制造的变压器具有相对较多的铁路组和垂直剪切应力,而制造工艺有限,可能导致板坯脱壳问题。同时,这种生产方法大大降低了储罐内部的空间填充,进而增加了变压器在绝缘介质上的实际消耗。为了有效地解决这个问题,调整设计,降低变压器在制造过程中的材料成本。现在,许多变压器设计师使用外部圆形多层中心而不是圆形矩形铁心,来调整切割和铜铁耗比例,以满足材料市场的实际需求和价格变化。虽然此方法可以降低材料成本,但调整后的结构造型会以圆角矩形折绕,这在后续编辑时会很困难。
4变压器工艺制造分析
4.1铁芯制造工艺
对于铁芯而言,其在变压器中的作用十分重要,铁芯可以有效的转化电能,所以采用科学、合理的工艺来制造铁芯,对提升变压器的制造质量有着关键作用。在制造铁芯过程中,为了使铁芯工作噪音进一步降低,缩减铁芯的空载损耗,变压器制造企业可采用现代化工艺来提升铁芯的剪裁质量,有助于使铁芯接缝区域的磁通密度得到有效降低,从而实现降低空载损耗与空载电流的目的。另外,为了使噪音得到进一步控制,生产企业可在芯柱表面均匀地涂刷H-H胶,使铁芯更加趋于整体,通过减少铁芯的波浪变形来实现降低机械噪音的目的。最后,为了避免铁芯在变压器运行过程中出现位移,需要采取合适的固定措施来更加牢固的铁芯。
4.2绕组的制造工艺
该组的质量决定了其抗短路能力,以便在使用neopren电压装置旋转线圈时,可以减少约束。同时,确保径向注射压力满足设计需求,并提高组合公差。为了改善局部放电,还应结合使用支撑梁、密封件等绝缘材料来冷却头发,使电路后面的所有绝缘材料倾斜,从而提高设备的清洁度,减少局部放电。此外,还有屏蔽线圈和赏金方法以及防尘保护,通过屏蔽段的数量、屏蔽铰链的数量、导线过渡形状的确定以及电容区域的合理补偿,提高了防雷能力。“防尘”一词是指线圈中的粉尘,主要与大功率轴承、降水量仪、湿度资源系统等设备相结合,保证了清洁车间和线圈清洗,从而为零位变压器的建立奠定了重要的基础。
4.3其他部件制造工艺
在制造变压器时,除了应用以上制造工艺外,还需要对变压器的器身、引线装配等制造工艺予以关注,以此来使变压器的升温得到有效控制,避免因升温过高而影响变压器的运行质量。其中,可在油箱处设置磁屏蔽装置,通过创造低磁阻通道来降低额外的损耗,避免局部过热问题的出现。此外,在引线装配中注意检查其绝缘距离和静电板位置,焊接可靠无虚焊且无尖角毛刺,引线两面三刀段锥度必须屏蔽好,从而实现降低局部放电的目的。
结束语
不可否认,变压器的结构设计与制造工艺日渐成熟,在具体实践中创造了巨大价值,但依旧存在一定的不足和缺陷,需要及时改进和优化。因此我们应根据实际需求对变压器进行适当的调整,在此基础上改进制造材料与工艺,进而生产出更优质、高性能的变压器。
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