变压器制造工艺.docx
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变压器制造工艺
变压器制造工艺
第一章：
变压器的基本知识（应知应会）
一.变压器在电力系统中的作用:
升压
降压
隔离
二.我国电力变压器的发展
电压等级
20世纪五十年代：
110kV；
20世纪六十年代：
220kV；
20世纪七十年代：
330kV；
20世纪八十年代：
500kV；
20世纪九十年代--：
750kV-1000kV。
容量：
20世纪五十年代：
31500kVA；
20世纪六十年代：
120000kVA；260000kVA
20世纪七十年代：
360000kVA
20世纪八十年代：
500kV；
20世纪九十年代--：
750kV-1000kV。
制造技术：
铁心：
材料：
热轧冷轧硅钢片
结构：
穿心夹紧绑扎
直接缝、半直半斜全斜
线圈：
材料：
铝铜
结构：
普通圆筒式连续纠结式线圈
主绝缘结构：
厚纸筒、大油隙薄纸筒、小油隙
油箱结构：
普通桶式钟罩式免吊心
附件：
分接开关、套管、气体继电器、吸湿器、信号温度计
压力释放阀等得到改进。
变压器发展趋势：
降低损耗水平，提高单台容量，电压等级向超高压方向发展。
三.变压器的分类
1.按容量来分：
500kVA及以下称为小型变压器；
500-6300kVA称为中型变压器；
8000-63000kVA称为大型变压器；
80000kVA及以上称为特大型变压器。
2.按线圈来分：
双线圈；三线圈
3.按高低压线圈有无电的联系：
普通；自耦。
4.按调压方式：
无载调压；有载调压。
5.按相数：
单相；三相。
6.按冷却方式：
油浸自冷；油浸风冷；强油风冷；强油水冷。
电力变压器铁心的结构形式：
内铁式；外铁式。
电力变压器线圈的结构形式：
双层式；多层式；分段式；连续式；纠结式；单螺
旋式；双螺旋式；箔式。
四.变压器符号表示的意义
O:
自耦D:
单相S:
三相G:
干式空气自冷
C:
干式浇注成型F:
油浸风冷S:
油浸水冷
FP:
强迫油循环风冷SP:
强迫油循环水冷
S：
三绕组L:
铝线圈Z:
有载调压
7.9.11性能水平代号（设计序号）
额定容量电压等级
五.变压器的技术数据
相数：
单、三相
额定容量kVA、MVA
额定频率：
50Hz/60Hz
各绕组额定电压V、kV
各绕组额定电流A
联结组标号、绕组联结示意图
短路阻抗
冷却方式
使用条件
重量、国名厂名、出厂日期
六.性能水平的允许偏差
空载损耗：
15%
负载损耗：
15%
总损耗：
10%
主分接上的空载电压比：
±0.5%
额定电流下实际阻抗电压的10%
空载电流：
+30%
直流电阻不平衡率：
≤1600kVA时，相4%，线2%
≥2000kVA时，相为2%（有中性点引出）
线为2%（无中性点引出）
第二章铁心结构与叠装
一.铁心的作用与形式
铁心：
导磁体、夹紧装置
导磁体：
硅钢片（心柱、铁轭）非金合金
作用：
电能磁能电能
铁心的截面：
多级圆形截面
与心柱直径：
70-1000mm
铁心的叠积方法：
单片性能最好，工作量大；一般2-3片，通常选2片。
铁心的重量：
空载性能：
空载损耗：
国家标准
空载电流
铁心的材料：
国产片
铁心的夹紧装置
1.夹紧铁心
2压紧线圈、支撑引线、布置器身绝缘、器身定位装置。
3.夹紧力均匀，片不得翘曲，接缝严合，降低噪音
4.铁芯片与夹件用绝缘材料隔开。
绝缘件应有油道，以利于散热。
铁心的绝缘与接地
铁心的绝缘：
叠片时2-3MΩ,经过干燥浸油后可达到300MΩ。
铁心的接地：
必须一点接地，防止多点接地造成环流，烧毁铁心。
铁心的制造与检测
纵剪横剪叠装检测
剪切时，刀的间隙0.005-0.02mm,
冲V形口时，冲模的重合深度为0.2-0.3mm。
铁心的叠装：
1.在叠装平台上放好一侧夹件、绝缘、心柱的临时支撑；
2.叠中柱、上下轭片、边柱；
3.边叠边敲，接缝严密，用卡尺检测，垂直度用直角尺测量。
4.临时绑扎心柱，装另一侧绝缘、夹件。
v
第三章线圈的形式与绕制
一.线圈的结构特点：
由铜、铝圆、扁漆、纸包线绕制，并配置各种绝缘件。
匝数、导线截面、并联导线换位、绕向、线圈连结方式和型式等。
二.线圈的匝数：
W=UΦ/etW：
匝数UΦ：
变压器的相电压
et每匝电势V/匝
三.导线和电流密度
J=IΦ/AtJ：
电流密度IΦ：
变压器相电流
At：
导线总截面mm²
四.导线的绕向：
左绕向右绕向
右起左绕向左起右绕向
绕完线圈后，绕向是不可改变的
五.并联导线的换位
当线圈的电流大时，由数根导线并联组成。
为了保证并联导线间电流的分布均匀，并联导线的长度应相等，而且漏磁场的磁链相同。
这样，导线的电阻相等，漏磁引起的电势相互抵消，导线间就没有环流了，电流得到均匀分布。
并联导线间通过换位就能解决这一问题。
六.线圈的冷却油道
绝缘件：
静电环、静电屏、端圈、角环、隔板等构成。
作用：
散热。
制作时注意：
尽量减少油流阻力。
Ø线圈的形式
Ø由电压等级及容量的大小来选择。
与线圈匝数、尺寸、截面形状、并联的根数来确定。
还要考虑电气强度、机械强度、散热面积以及制造工艺。
线圈绕制的工艺装备
绕线机、线盘架、绕线模、焊接设备、专用工具。
绕线机的转速：
单根圆导线绕制的圆筒式线圈：
150-500r/min
二根圆导线绕制的圆筒式线圈：
50-300r/min
1-2根扁导线绕制的圆筒式线圈：
15-70r/min
多根并联导线绕制、特大型线圈：
3.5-14r/min
圆筒式线圈的一般规定：
图纸表中的总匝数、每层匝数、分接匝数、分段匝数。
线圈出头不在同一侧而引起多一匝或少一匝的问题，应按图纸说明进行操作。
匝绝缘、层间绝缘厚度（张数）和油道宽度等绝缘尺寸应严格按图纸施工。
不满匝的层：
最外层、次外层，应填充纸板条。
换位：
辐向为2根并绕的圆筒式线圈，应在每层的1/2（中间）处换位，加换位纸槽，增加绝缘。
低压圆筒式线圈
用途：
一般用于630kVA及以下变压器的0.4kV电压等级的低压线圈。
特点：
电压等级低，扁铜线绕制，无绝缘筒，线匝呈螺旋状前进。
换位：
轴向并联，无需换位。
辐向并联，需要换位，在每层的中间。
低压圆筒式线圈施工图
低压线圈的绕制过程：
1.弯折起头：
留出引线长，用平弯工具将导线按绕向弯成90°起头。
2.包扎绝缘：
在90°的直角两边包扎一定厚度的皱纹纸，外半叠包一层直纹布带，伸出端绝缘30-40mm，且留有一锥度，高压为35kV，伸出端绝缘40mm，锥度长20mm.
3.放置端绝缘：
以直纹布带用8字绑法将端绝缘绑在第一线匝上，并在出头处包纸板槽，端绝缘厚度略小于导线厚，由于出头根部包扎了绝缘，所以第二层端绝缘一端应压在出头上，且在该端头剪薄绝缘。
套上起头拉紧直纹布带，斜压在第2、3匝下，然后翻出。
4.放置轴向拉紧布带：
沿圆周放4-5处的油道撑条处放置轴向拉紧布带，以固定端绝缘，并拉紧线匝。
6根导线并绕每匝编织一次，4根导线并绕每2匝编织一次，1-3根导线并绕则在线圈的两端编织3-4次后翻到线层外（外层翻到线层内）直接拉向另一端，绕制时用木槌敲紧线匝。
5.并联导线的换位：
以辐向、轴向各2根导线并绕为例，在各层的中间按轴向“先换外，后换内”，按辐向“先换上，后换下”进行换位。
换位S弯处用直纹布带包扎0.2-0.5mm纸板槽，槽口向上，所占导线高处填充纸板条，与线匝绑好。
6.升层：
一层绕完后，直接升层，并放置油道或层间绝缘。
7.末头绑扎：
在绕至线圈末端最后3-4匝时，需预先在线匝上套两条斜纹布带，编织1-2匝后压在线匝下，将末头弯折包好绝缘后，用此两条斜纹布带绑扎固定。
8.外层包绝缘：
线圈最外层一般包以布带（或皱纹纸），布带先由线圈上端稀绕至下端，然后由下端半叠包绕至上端。
高压圆筒式线圈
高压线圈的特点:
层间绝缘用电缆纸，纸筒，端绝缘，瓦楞油道，静电屏。
图纸中标明分接头的长度、起末头的长度、ABC相分接头的位置。
层间绝缘的纸张数量、每层匝数、油道位置、线高、总高、内外径、总匝数、各个分接的匝数、绕制方向等等。
高压圆筒式线圈的绕制
1.弯折起头，包扎绝缘：
用手或弯头工具，对于漆包圆铜线，直径在0.74mm以下时，须4折引出，直径在0.74-1.35mm之间时，须2折引出.
2.放置端绝缘：
用布带把起头栓在绕线模或固定在挡板上，将条形绝缘端头弯成弧形，并附贴在纸筒上，用导线压住电话纸，然后开始绕线匝，起始几匝要用力拉紧导线，以后用拉紧装置即可正常绕制。
3.放置层间绝缘：
层间绝缘要放置得平整，每张绝缘纸的接头相互错开5-15mm。
层间为油道时要放置较油道撑条薄0.5-1mm的临时纸板撑条，以免线圈成角形。
4.导线升层：
导线升层位置要相互错开，匝数增减最后调节，端绝缘厚度也要适当调节，以免外径局部加大，与油道相邻的端绝缘端部要放在油道撑条上。
5.分接线引出：
分接头的位置和匝数必须符合图纸的规定。
圆导线折叠引出的分接线根部都应锡焊，与线匝接触面垫0.5mm纸板槽，并包扎绝缘由轴向引出，分接头根部用布带绑扎在相邻线匝上。
6.拴住末头，包扎外部绝缘：
线圈绕完后，用直纹布带拴住末头，绑扎固定。
在线圈外表面包扎一层半干无纬玻璃丝粘带或直纹布带.
检查
线圈在绕制过程中应遵循的基本要求
1.线圈的卷制要紧密无间隙，线圈的匝间一定要紧密不允许有松动的线匝。
2.保证线圈的几何尺寸，经向和轴向尺寸，决定线圈的短路阻抗，不得超出允差。
3.除注意导线的截面尺寸，绝缘厚度与质量外，还要注意导线的光洁度和导线的圆角形状，表面不得有毛刺、划痕和重皮等缺陷，应清洁无污物和锈斑。
4.应尽量减少导线接头数量，线圈内部的导线焊接，保证焊接电阻外，更应注意焊点的磨光，不能有任何尖角和毛刺，并应局部加强绝缘。
5.卷制过程中应随时监视导线绝缘质量不允许有绝缘损伤的导线卷入线圈内部，对导线的换位，跨段、升层及引出先端等处均应按规定加强绝缘。
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