陈同威 侯冠芳
山东华驰变压器股份有限公司 山东成武 274200
摘要：在我国进入21世纪的新时期，经济在迅猛发展，社会在不断进步，随着我国城市化、工业化建设进程逐步加快，工业生产用电以及人们日常生活用电需求不断增加，城市配电工程施工建设数量和规模日益扩大，城市变电器设备施工质量安全问题受到了国家社会的广泛重视。变压器结构设计普遍由电磁方案和结构设计两部分构成，一定要依据前期设计来明确电磁方案等相关数据，其设计的科学性和有效性直接决定着电力系统运行能力，因此，加强提高变压器结构设计与制造工艺至关重要。本文主要就变压器结构设计要点与优化建议进行分析，并提出了变压器结构制造工艺的有效优化策略，望对未来变压器结构设计和制造工作提供相应借鉴。
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变压器结构设计的重要性
众所周知，变压器是电力输送不可或缺的基础设备，其设计优劣和制造水平与电力传输的安全性、高效性和经济效益息息相关，可以说是变电站的核心所在，而对于变压器来说，主要涉及电磁方案和结构设计两大部分，其中结构设计需要以电磁方案和主要数据为基础，是变压器设计中的关键环节，如果器身（铁芯、绕组、绝缘、引线）、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置等结构或重要部分设计不科学、不合理，则会给变压器多方面的参数和性能带来不良影响，尤其是绝缘性能、负载损耗、运行效率等，严重时还会间接干扰电网的运行质量。
2变压器结构设计与制造工艺
2.1变压器结构设计优点
近年来，变压器结构材料的价格始终居高不下，严重影响了变压器生产制造厂家的正常经营。在确保变压器质量、性能的前提下，合理降低变压器生产制造成本已成为所有变压器生产制造厂家重点关注的问题。而变压器结构设计的优点就在于能够降低材料成本。变压器铁心与绕组横截面通常都以圆形横截面形式存在。要想进一步降低这种形式下变压器硅钢片和电磁线的材料成本，需对两种材料的耗材比例实施优化，选择一个最为合理的铜铁消耗比例，但在实际应用中，这种方法存在较多弊端。用这种方法生产出的变压器，铁心级数和纵向剪切片的类型相对较多，而制造工艺水平有限，极易造成片形挤压问题。同时，这种生产方法还会大幅降低油箱内部的空间填充率，增加了变压器在绝缘油上的实际消耗。为有效解决这一问题，对结构设计进行调整，降低变压器在生产制造过程中的材料成本。目前，许多变压器结构设计人员利用多级外接圆形铁心代替带圆角的矩形铁心，并根据实际需求和材料市场的价格变动对截面和铜铁消耗比例进行相应调整，这种改进方法具有较高的灵活性。虽然这种方法能够降低材料成本，但调整后的结构形态仍要使用带圆角的矩形结构绕组，在后续的生产加工过程中存在一定难度。
2.2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。
2.3绕组的制造工艺
绕组质量决定着其抗短路能力，因此在利用立绕机张紧装置对线圈进行绕制时配以拉紧装置，不仅可以实现绕制系数的降低，还可以保证绕组径向绕紧力满足设计要求，提升自身强度减小装配公差。同时为了改善局部放电，还应采用撑条、垫块等绝缘件结合倒角去毛处理操作加以实现，这样的话，与线路接触的所有绝缘件经倒角去毛后使得器身清洁度提高，局部放电量有所减少。此外还有屏蔽式线圈和头部包扎工艺和防尘工艺，其中通过屏蔽段数、屏蔽匝数、屏线跨接形式的确定以及电容分区的合理补偿，可使线圈在雷电时受到的冲击合理分布，提升对雷电的抗击能力；而防尘工艺则指的是线圈车间防尘，主要是在大功率吸尘器、降尘测量仪、除湿空调系统等设备仪器的作用下，保证车间清洁和线圈清洁，为打造零局放变压器奠定重要基础。
2.4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。
3变压器结构制造工艺的有效优化策略
铁芯是变压器设备重要的构成配件，是变压器设备的磁路，变压器设备实际工作过程中铁芯的温度升高限度一定不能高于设计标准的铁芯温度，铁芯制造工艺对铁芯质量和变压器设施质量均起着决定性的作用，因此，加强优化升级铁芯生产制造工艺至关重要。实际铁芯生产制造过程中，对于铁芯纵向剪切、横向剪切、退火、上绝缘层以及装配的整体生产制造流程，为了进一步提高铁芯生产制造质量，横向剪切的有效性能够全面强化冷轧硅钢片的磁性，因此，生产制造工作人员一定要在退火操作完成后再进行横向剪切，只有这样才能够更好地保证冷轧硅钢片的自身磁性，从而进一步提高变压器设备的实际运行性能和最终效果。详细来说，实际变压器设备铁芯生产制造过程中，生产工作人员主要可以从以下几方面着手：第一，选用强力磁盘等业内先进的生产制造工艺对变压器铁芯予以优化升级，这样能够从根本上提升变压器设备铁芯的整体稳定性能，能够最大限度地降低因铁芯运行状态不稳定给变压器设备的运行性能带来的影响；第二，选用现代高效的微机监测技术对变压器铁芯展开全面监测，全面做到严格遵循科学精准的监测数据对铁芯成品质量予以综合评价，以确保变压器设备运行的整体质量和效率；第三，传统铁芯技术质量监测标准只定性不定值，而要想从根本上提升铁芯生产制造质量，变压器生产制造企业就务必要对各类质量标准予以鉴别，积极引进当代先进的科学生产监测技术以及精准仪器对定值显示进行监测控制，只有这样才能够从根本上断了监测方式不统一的生产扯皮问题。
结语
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。
参考文献
[1]马江峰,许甜田,孟凡生,等.从运行维护角度浅谈变压器结构设计[J].电工电气,2018(7):66-67,73.