變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝探析

阿里木江·乃吉買提

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的變壓器工程建設(shè)的發(fā)展也有了創(chuàng)新。電能是人們?nèi)粘Ｉ钪胁荒苋鄙俚馁Y源，現(xiàn)階段，經(jīng)濟高速發(fā)展，人們關(guān)于生活質(zhì)量方面的要求增多，科學技術(shù)更新?lián)Q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(fā)揮的巨大功能。變壓器的原理是電磁感應(yīng)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(gòu)造的電器設(shè)備，具體包括初級線圈、次級線圈和鐵芯，每個構(gòu)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(wěn)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(guān)鍵詞：變壓器;結(jié)構(gòu)設(shè)計;制造工藝探析

引言

隨著我國電力等行業(yè)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了一些不容忽視的問題：一是終端數(shù)量和數(shù)據(jù)量在增加，數(shù)據(jù)采集工作面臨著新的挑戰(zhàn)。由于缺乏有效貫通的數(shù)據(jù)通道，人工數(shù)據(jù)采集仍然比較普遍，數(shù)據(jù)質(zhì)量明顯不高，影響工作效率。二是電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，急需提高對資源的優(yōu)化配置，對大規(guī)模資源調(diào)度和配置的應(yīng)對能力依然缺乏。三是電力行業(yè)相對封閉，缺乏市場化管理和因特網(wǎng)的發(fā)展思維，使得電力行業(yè)在一定程度上受到了制約。

1變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計

在電力運行過程中變壓器發(fā)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(jié)構(gòu)也相對復雜，本文參考了相應(yīng)的標準，對主要結(jié)構(gòu)的設(shè)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(zhì)量重要的指標就是鐵損低，牌號的劃分由各國根據(jù)鐵損的高低來決定。第二，在較強磁場下，磁感應(yīng)強度會升高，相應(yīng)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(jié)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(shù)。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(chǎn)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(qū)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(nèi)，所以綜上所述B800A=1.85T以上的硅鋼片則是高導磁硅鋼?！癏i-B鋼”為生產(chǎn)過程中的簡稱，Hi-B鋼其與常規(guī)硅鋼片的主要區(qū)別在于：Hi-B鋼的高斯方位織構(gòu)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(gòu)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(chǔ)上，通過激光束照射技術(shù)，使其表面產(chǎn)生微小的應(yīng)變，進一步磁軸細化，實現(xiàn)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(zhì)量主要區(qū)別還是在硅的含量以及生產(chǎn)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(shù)將液態(tài)金屬以106℃/S冷卻速度直接冷卻，并且利用國際先進的技術(shù)手段，將冷卻過后的液態(tài)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(jié)晶，則已經(jīng)形成了固體，所以原子呈現(xiàn)不規(guī)則排列形態(tài)，導致晶體結(jié)構(gòu)不呈現(xiàn)金屬特征，構(gòu)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(yōu)點，比如：由于其本身不存在晶體結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(wěn)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(tǒng)的變壓器而言節(jié)能效果顯著，于是，在國家倡導節(jié)能減排的現(xiàn)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(wǎng)和南方電網(wǎng)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(shè)定值時，換低電壓電源充電，實現(xiàn)電流快速穩(wěn)定，此方法的關(guān)鍵在于需要根據(jù)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(shè)定值，后續(xù)階段將電阻串入回路中，使電流盡快穩(wěn)定，其串入電阻的阻值需根據(jù)變壓器容量確定。這兩類方法都需要控制開關(guān)來改變測量電路，測量效果受開關(guān)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(guān)的影響，測量接線也相對簡單，屬于現(xiàn)階段各類測量方法中實用性較強的一類。

3結(jié)語

加強相關(guān)政策宣傳，督促相關(guān)單位和個人需要在依法劃定的電力設(shè)施保護區(qū)內(nèi)進行可能危及電力設(shè)施安全的作業(yè)時，提前與供電企業(yè)對接、報備，經(jīng)批準并采取安全措施后，方可進行作業(yè)。加強防外力破壞巡視，對作業(yè)現(xiàn)場開展隱患排查治理，及時消除生產(chǎn)安全事故隱患。制定巡視重點區(qū)域、重點用戶以及防外破應(yīng)急預(yù)案，對涉及保護電力設(shè)施、電力安全等工程進行現(xiàn)場講解，保證宣傳到位，告知到位，并做好相關(guān)圖文記錄、檔案留存。

參考文獻

[1]翁凌云，戴偉，魏星，等.箱式電力電子變壓器功率閥塔結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].機械與電子，2020，38（9）：37-40.

[2]朱曉清，王燁，宋瑞宏.大型變壓器器身裝配架的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020，（31）：79-80.

[3]呂圣永.優(yōu)化變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝的措施研究[J].數(shù)碼設(shè)計（下），2020，9（3）：99.

[4]楊磊.特高壓換流變壓器閥側(cè)側(cè)壁結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[J].電力系統(tǒng)裝備，2020，（7）：113-114.

[5]范忠銘，李赫.變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝分析[J].數(shù)字化用戶，2019，25（34）：248.