《电气工程设计论文_secret》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气工程设计论文_secret（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、一、S11S11 卷铁芯变压器的开发制造和应用卷铁芯变压器的开发制造和应用1 S11 卷卷铁铁芯芯变压变压器的由来器的由来(1)概述：概述：降低降低变压变压器的器的损损耗，提高供配耗，提高供配电电系系统统效率，是目前世界各国效率，是目前世界各国关注的关注的问题问题。在整个供。在整个供电电系系统统中，配中，配电变压电变压器所占比重最大，尤器所占比重最大，尤其在其在农农村村电电网中几乎都是配网中几乎都是配电变压电变压器，改器，改进进其性能，降低其性能，降低损损耗指耗指标标， ，对电对电力系力系统节统节能，提高系能，提高系统统可靠性具有重要的意可靠性具有重要的意义义。由于卷。由于卷铁铁芯芯变压变
2、压器有其独特的器有其独特的结结构构优势优势，它与，它与传统传统的叠片式的叠片式铁铁芯芯变压变压器器相比，具有重量相比，具有重量轻轻，体，体积积小，空小，空载损载损耗小，噪音低，机械和耗小，噪音低，机械和电电气性气性能能优优越，因此，在今后越，因此，在今后电电网建网建设设与改造中，卷与改造中，卷铁铁芯芯变压变压器将逐步器将逐步被推广使用。被推广使用。80 年代末美国、德国、日本相年代末美国、德国、日本相继继开开发发了卷了卷铁铁芯芯变压变压器，最早器，最早是使用在是使用在电电子子变压变压器上，作器上，作为为复印机、复印机、计计算机、卡拉算机、卡拉 OK、游、游戏戏机机等高档等高档电电子子产产品和医
3、品和医疗产疗产品上，而后逐品上，而后逐渐渐移置到移置到电电力力变压变压器上。器上。卷卷铁铁芯由硅芯由硅钢钢片不片不间间断断连续连续卷制而成，在片形上没有接卷制而成，在片形上没有接缝缝，可降，可降低噪音。开始低噪音。开始仅仅有有单单相相铁铁芯，以后由芯，以后由单单相卷相卷铁铁芯技芯技术术推广到三相推广到三相卷卷铁铁芯制造上来。只要在两个芯制造上来。只要在两个闭闭路矩形路矩形铁铁芯外面，再用芯外面，再用电电工工钢带钢带绕绕一个矩形一个矩形铁铁芯即可以制成平面布置型的三相三柱式芯即可以制成平面布置型的三相三柱式铁铁芯。芯。它由它由两个相同的内框和外框两个相同的内框和外框组组成。三相卷成。三相卷铁铁芯
4、芯变压变压器与器与单单相相比，其相相比，其损损耗和一个噪音的降低都是不足的，但与叠片式的耗和一个噪音的降低都是不足的，但与叠片式的铁铁芯芯变压变压器相器相比有比有许许多多优优点。点。单单相卷相卷铁铁芯芯变压变压器只有一个框，器只有一个框，铁铁芯芯经经退火后，其工退火后，其工艺艺系数系数仅为仅为 1.05。三相卷。三相卷铁铁芯芯变压变压器一般采用三相三柱内器一般采用三相三柱内铁铁芯形式，芯形式，铁铁芯芯经经退火后，其工退火后，其工艺艺系数可达到系数可达到 1.151.2。 。卷卷铁铁芯芯变压变压器的制造器的制造过过程主要由硅程主要由硅钢钢片的片的纵纵剪、剪、铁铁芯卷制、芯卷制、铁铁芯真空退火、芯
5、真空退火、线线圈圈绕绕制、器身制、器身绝缘绝缘装配、装配、产产品品总总装配等工序装配等工序组组成。成。(2)国内国内 S11 卷卷铁铁芯芯变压变压器的状况：器的状况：90 年代中期我国自行开年代中期我国自行开发发了卷了卷铁铁芯工装芯工装设备设备及制造技及制造技术术， ，90年代后期我国一些生年代后期我国一些生产产厂家也分厂家也分别别从日本、瑞典等国家引从日本、瑞典等国家引进进卷卷铁铁芯的工装芯的工装设备设备和技和技术术。 。卷卷铁铁芯芯变压变压器的器的铁铁芯是由厚度小于或等于芯是由厚度小于或等于 0.3mm 冷冷轧轧的硅的硅钢钢片片,纵纵剪成不同剪成不同宽宽度的条料，度的条料，连续连续不断卷制
6、（中不断卷制（中间间没有接没有接头头）成）成长长方形的框架，又由于硅方形的框架，又由于硅钢钢片的片的宽宽度形状不同，度形状不同，绕绕制成型后其断制成型后其断面是不一面是不一样样的。的。这样这样卷卷铁铁芯又可分芯又可分为为两种：两种：阶阶梯型和梯型和 R 型。型。阶阶梯型卷梯型卷铁铁芯芯变压变压器和器和 R 型卷型卷铁铁芯芯变压变压器，它器，它们们都具都具备备卷卷铁铁芯芯变压变压器的器的优优点。但它点。但它们们之之间间又有不同，如硅又有不同，如硅钢钢片的利用上，梯片的利用上，梯形的要比形的要比 R 型的高，磁阻方面梯形的要比型的高，磁阻方面梯形的要比 R 型的大一些，体型的大一些，体积积上上 R
7、 型的要比梯形的略小，至于其他方面都不好一概而型的要比梯形的略小，至于其他方面都不好一概而论论，都有，都有待待进进一步去改一步去改进进工装工装设备设备，改，改进进生生产产工工艺艺，改，改进设计进设计思路，而逐思路，而逐渐显渐显示出各自的示出各自的优势优势来。来。目前我国生目前我国生产产 S11 卷卷铁铁芯芯变压变压器的厂家不器的厂家不过过十几家，大部分十几家，大部分是生是生产阶产阶梯型的厂家，梯型的厂家，R 型的生型的生产产厂家不厂家不过过有几家。卷有几家。卷铁铁芯芯变压变压器的器的产产品除了供品除了供给给国内用国内用户户外，有的厂家外，有的厂家产产品已品已销销往国外。往国外。卷卷铁铁芯芯变压
8、变压器的生器的生产产，目前我国主要集中在，目前我国主要集中在 10kV 电压电压等等级级， ，最大容量最大容量 800kVA 已通已通过鉴过鉴定，定，1250kVA、 、1600kVA 已已经试经试制成制成功。功。目前目前电电力部力部门门采采购购的卷的卷铁铁芯芯变压变压器以器以 315kVA 及以下的容量及以下的容量居多。居多。(3)我国卷我国卷铁铁芯芯变压变压器同国外器同国外产产品空品空载损载损耗指耗指标标比比较较： ：比日本三菱公司比日本三菱公司变压变压器：空器：空载损载损耗降低耗降低 21.8%比日本大阪比日本大阪变压变压器：空器：空载损载损耗降低耗降低 10.3%比日本比日本东东芝芝变
9、压变压器：空器：空载损载损耗降低耗降低 39%比意大利比意大利变压变压器：空器：空载损载损耗降低耗降低 39.6%比挪威比挪威变压变压器：空器：空载损载损耗降低耗降低 36.5%比比利比比利时变压时变压器：空器：空载损载损耗降低耗降低 21.2%比德国比德国变压变压器：空器：空载损载损耗降低耗降低 11.6%由上可知，我国目前生由上可知，我国目前生产产的的 S11 卷卷铁铁芯配芯配电变压电变压器在空器在空载损载损耗方面在国耗方面在国际际上具有上具有领领先地位。先地位。2 S11 卷卷铁铁芯芯变压变压器器结结构特点及工构特点及工艺艺(1)卷卷铁铁芯芯变压变压器器结结构特点及工构特点及工艺艺： ：
10、三相卷三相卷铁铁芯芯变压变压器的器的铁铁芯芯结结构是由两个构是由两个长长方形其断面方形其断面为为内凸内凸的的铁铁芯和包芯和包围围在两个在两个铁铁芯外的其断面芯外的其断面为为外凸的外凸的铁铁芯芯组组成。成。为为了避了避免硅免硅钢钢片在卷制片在卷制时过时过渡渡损伤损伤， ，铁铁芯窗口四角芯窗口四角应为圆应为圆角（一般角（一般圆圆角角半径大于半径大于 4mm）。）。卷卷铁铁芯芯变压变压器将冷器将冷轧轧硅硅钢钢片（厚度片（厚度0.3mm） ）纵纵剪成不同剪成不同宽宽度度的条料，在的条料，在铁铁芯卷芯卷绕绕机上机上进进行卷制。行卷制。阶阶梯型卷梯型卷铁铁芯操作工芯操作工艺艺：将所需不同片：将所需不同片宽
11、宽卷料卷料钢带张紧钢带张紧在放在放料架上，拉下末料架上，拉下末级级片穿片穿过张过张力装置待用。在卷力装置待用。在卷绕绕机机轴轴上固定好模上固定好模具，保具，保证证模具断面跳模具断面跳动动再允再允许许的公差范的公差范围围内。取第一内。取第一级级片固定在片固定在模具上，适当模具上，适当调调整整张张力，慢速力，慢速转动转动两周后放下机两周后放下机头头上的上的压辊压辊，便，便可自可自动绕动绕制。卷完第一制。卷完第一级级后，剪断第一后，剪断第一级级片，抽出第二片，抽出第二级级片与第片与第一一级对级对中，用第一中，用第一级级末两周末两周压压住第二住第二级级片片头进头进行行绕绕制。如此重复制。如此重复上述操
12、作，直至完成上述操作，直至完成单单框内框内铁铁芯。在芯。在绕绕制三相外制三相外铁铁芯芯时时，先将两，先将两个已卷好的内个已卷好的内铁铁芯芯组组合固定，同合固定，同时测时测量尺寸符合要求后，再将其量尺寸符合要求后，再将其固定在卷制机上卷制外固定在卷制机上卷制外铁铁芯。芯。铁铁芯卷制成型后，芯卷制成型后，为为了防止在退火了防止在退火时时高温高温变变形，用整型机整形，用整型机整形并用形并用专专用工装将用工装将铁铁芯芯夹夹持好，放持好，放进进退火炉（最好采用真空充氮退火炉（最好采用真空充氮退火炉）按照退火炉）按照设设定的程序利用定的程序利用计计算机控制温度曲算机控制温度曲线线，自，自动动达到降达到降低
13、空低空载损载损耗的目的。退火最高温度耗的目的。退火最高温度为为 860。退火。退火过过程中要在适程中要在适当温度下充当温度下充进进氮气，以防氮气，以防铁铁芯氧化。卷芯氧化。卷铁铁芯芯经经良好的退火良好的退火处处理后，理后，能能彻彻底消除内底消除内应应力，磁路各力，磁路各处处均无高磁阻存在，故空均无高磁阻存在，故空载电载电流可大流可大幅度下降，工幅度下降，工艺艺系数系数仅为仅为 1.05 左右。左右。(2)线线圈圈结结构特点及工构特点及工艺艺： ：卷卷铁铁芯芯变压变压器高低器高低压线压线圈是在圈是在铁铁芯柱上直接芯柱上直接绕绕制的。因此，制的。因此，只能采用只能采用层层式或螺旋式式或螺旋式线线圈
14、。圈。该线该线圈一般不做浸漆圈一般不做浸漆处处理，所以理，所以层层间绝缘间绝缘全部采用菱格点胶全部采用菱格点胶纸纸，高低，高低压间压间主油道采用半油道帘式撑主油道采用半油道帘式撑条条结结构，以保构，以保证证油道油道间间隙均匀。隙均匀。线线圈圈绕绕制制过过程，首先把卷制合格的程，首先把卷制合格的铁铁芯固定在芯固定在专专用的用的绕线绕线机机上，并在上，并在铁铁芯上芯上绕绕一一层紧缩带层紧缩带。然后将两半。然后将两半齿轮齿轮安装在安装在铁铁芯柱上，芯柱上，齿轮铜齿轮铜套与套与铁铁芯的定位要固定好，靠手柄芯的定位要固定好，靠手柄调调整两个主整两个主动齿轮动齿轮与与绕绕线齿轮线齿轮，使其，使其为为最佳最
15、佳啮啮合，并保合，并保证证两端两端齿轮间齿轮间距符合距符合绕组轴绕组轴向尺向尺寸要求。寸要求。在立式在立式绕线绕线机上机上绕绕制三相卷制三相卷铁铁芯芯变压变压器，一般先从最上面器，一般先从最上面铁铁芯芯 A 柱柱(项项)开始。首先裹上内开始。首先裹上内纸纸筒，然后用白布筒，然后用白布带带将将纸纸筒收筒收紧紧固固定在两端定在两端绕线齿轮绕线齿轮的凸台上，的凸台上，绕线绕线机机应转动应转动灵活。低灵活。低压压扁扁铜线铜线的的绕绕制按制按设计设计要求，包好出要求，包好出头绝缘头绝缘（注意（注意线线圈圈绕绕向），将向），将线线圈首圈首头头固固定在定在齿轮齿轮上。开始上。开始绕绕制制时时，采用普通，采用
16、普通线线圈圈“8“字字绑绑扎法将起始扎扎法将起始扎端端绝缘绑绝缘绑扎好，并沿扎好，并沿圆圆周均匀加放周均匀加放 45 根根轴轴向拉向拉紧紧收收缩带缩带。 。绕绕制制时时收收缩带缩带与与线线匝交替上下位置，匝交替上下位置，边绕边边绕边拉拉紧紧，使，使线线匝匝紧实紧实平整。平整。绕绕制末端最后一匝制末端最后一匝时时，确定好出，确定好出头头位置点位置点动动倒倒车车，同起，同起头头方方法包法包扎出扎出头绝缘头绝缘，并将端，并将端绝缘绝缘与末匝仍用与末匝仍用“8“字字绑绑扎法扎法绑绑好（低好（低压线压线圈首圈首头头、末、末头预头预留留长长度都是度都是压压在在预预留的端留的端绝缘处绝缘处）。低）。低压线压线圈圈绕绕完后，完后，应测应测量量线线圈外径，看是否符合要求。然后，按圈外径，看是否符合要求。然后，按图纸图纸要求放置要求放置高低之高低之间间油道油道绝缘绝缘， ，继续绕继续绕制高制高压线压线圈。高圈。高压线压线圈圈绕绕制方法与叠制方法与叠片式片式线线圈圈绕绕制方法基本相同，制方法基本相同，这这里不再介里不再介绍绍。 。A 柱柱(相相)线线圈圈绕绕好好后，上移后，上移铁铁芯，依次芯，
