孙敏
新疆昌吉市特变电工股份有限公司新疆变压器厂 831100
摘要：近年来，随着全球经济一体化进程的不断加快，由此极大的推动了各个前沿领域的发展，变压器在电力系统中扮演着重要的角色，能够有效保障变压器正常运行的可靠性，是整个电力系统稳定、安全运行的重要保障。差动保护作为变压器的主保护之一，有必要对其进行重点研究，才能有效地提升变压器运行的安全性和整体效率。
关键词：变压器；结构设计；制造工艺
引言
社会高速发展对电力能源提出更高的供给需求，其间接加大电力供给设备的运行压力，特别是对于电力变压装置来讲，高容量能源的供给，将加大变压设备内各类组件的运行压力，令设备内部产生一定的能耗现象。为此，在对电力变压装置进行设计时，可降低设备运行过程中产生的损耗问题，提高设备利用率。
1变压器结构设计
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绝缘结构设计
产品容量小，绝缘等级高，绝缘结构设计是变压器设计的关键，同时需要考虑绝缘结构的安全性和经济性。充分利用有限元仿真分析软件，计算变压器在标准和协议要求的各种试验电压作用下，绕组之间、绕组对地以及绕组的匝间、饼间的电位分布和电场强度。根据计算数据，确定变压器主、纵绝缘的参数和绝缘结构，并确保有足够的安全裕度。绕组在雷电冲击电压作用下的绝缘强度是绝缘设计的重点。通过波过程计算程序分别计算绕组在雷电全波和雷电截波作用下的电位及梯度分布，计算主要分为下面两种情况。（1）串联时，高压绕组首端全波入波，高压两段串联，其余绕组接地。高压绕组的单元最大冲击梯度7.41%，安全裕度1.58。（2）并联时高压绕组首端全波入波，其余绕组接地。高压绕组的单元最大冲击梯度9.70%，安全裕度1.67。通过绕组波过程计算，因为串、并联后，入波电压值不同，绝缘结构相同，串联时，梯度低，安全裕度小，并联时，梯度大，安全裕度大。绕组的冲击场强在设计许用值之内，且整体安全裕度较大，绕组绝缘安全可靠。
1.3绕组设计
与铁芯一样，绕组也是变压器的基本部件，只不过属于电路部分，一般为绝缘纸包裹的铜线缠绕而成。一般情况下，绕组必须确保线圈绕制扎实紧密、线间无空隙，轴向上下压紧力，通过自身强度的保证获得足够的抗短路能力，进而满足变压器三相短路状况所产生的应力。常见的绕组形式有：适用于低于10kV、电流大、匝数小的低压线圈的螺旋式绕组，以及绕制简单、具有可靠稳定性的连续式绕组，但连续式绕组容易受到雷电的影响，通常借助纠结式绕制予以改善。
2变压器制造工艺
2.1线圈的制造
主变压器选择使用双绕组结构，两个主柱可以选择使用高、低压线圈并联的形式，选择相反的绕向。其中，高压线圈可以选择立绕的形式，而且要插入电容内屏蔽连续式结构。注意单根导线要以“下左上右”的方式进行绕制，注意上下采用并联的方式，然后从中部出现，将上下的三个接头分为5个分接挡位。在线圈的内部有轴向撑条、油隙垫块等，可以在低压线圈上采用卧绕的方式，采用双层螺旋的形式进行绕线。在内层采用右螺旋绕制，外层使用左螺旋绕制。线圈内壁要设置好纸筒，层间设置纸板筒以及撑条。注意在线圈绕制后需要将其入气并且进行干燥，恒压淋油以增强其绝缘的性能。最后可以进行线圈的套装，在这一过程中要注意检查线圈油缝垫块不可以超过端绝缘垫块的范围，而且下部的端圈圆心需要对正绝缘垫块以及线圈油缝垫块。
2.2绕组制造工艺
变压器的抗短路能力与绕组制造质量有着密不可分的关系。所以，在制造绕组过程中，相关人员需要借助先进设备来完成线圈的绕制，使绕制系数进一步降低，从而确保绕组自身强度符合设计要求。另外，为了提升线圈的抗雷击能力，相关人员可使用屏蔽式线圈工艺，确定屏蔽匝数与屏线跨接形式，使电容分区得到合理的补偿，雷击对于线圈的冲击也会得到合理分布，从而使线圈的抗雷击能力得到有效提升。
2.3压紧工艺优化
选择聚酯纤维绑扎带进行变压器铁心压紧处理，可通过其自身优良绝缘、耐热性特点，提高与变压器的相容性，加工制造处理效果良好。此种压紧工艺是将压缩空气作为动力源，稳定气源压强在5.7bar~6.2bar范围，可以为被绑扎铁心提供3600N的恒定绑扎力，相比传统压紧工艺，此种方法能够彻底拒绝人为操作存在的分散性与不可测性，提高了铁心压紧工艺控制的精确性。
2.4其他部件制造工艺
除了上述制造工艺，变压器制造还涉及器身、引线装配工艺，如为降低变压器的发热量，就必须对其温升进行控制，而这需要借助磁屏蔽和电屏蔽工艺来实现，即将磁屏蔽装置增设于油箱位置，为漏磁创造低磁阻通道，以此减少额外的损耗，以免漏磁引起金属构件发生局部过热。再如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、无断裂、包扎好，爬电距离合理等，以此切实降低局放。
结语
为进一步推动大型变压器装置的科学运用，必须立足于技术本质之上，引进高端技术理念，保证系统在运行过程中的损耗比降到最低，在固有的寿命周期内发挥应用价值。
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