对电炉变压器线圈制造工艺的认识

吕 丽 邵 月

(锦州锦开电器集团，辽宁 锦州121013)

0 前言

面对电炉市场呈现的活跃态势，电炉变压器的需求量也在不断加大。为了迎合市场需要，各个变压器制造厂家纷纷开发出110KV 直降式电炉变压器、 单相电炉变压器、110KV 单相多等级跳级调压直降式变压器新产品。直降式电炉变压器可将66-220KV 高电压直接降到电炉需要的百级伏工作电压，节约了一台中间调压变压器，广泛应用于冶金，炼钢，硅铁等行业。由于能节省一台中间调压变压器，用户一次性投资少，电能总的损耗水平降低，市场前景广阔。相对常规电炉变压器产品，无论是从设计开发上，还是生产制造工艺都具有挑战性，尤其变压器线圈制造工艺更是重中之重。

1 基础理论

变压器线圈是变压器的重要组成部分，可以改变电压得到两种或几种不同的电压。线圈与铁心一起构成变压器器身。变压器线圈是由导线绕成的，也就是导线直接与各种绝缘件组合成一个整体。不同容量和电压的变压器线圈，其绕制形式、匝数、导线截面、并绕根数、绕向、线圈连接及绝缘结构亦不相同。

对变压器线圈的要求是：要具有高的电气性能和机械强度、耐热、防潮，便于制造等。随着变压器的电压和容量升高，这些要求趋于更加严格，线圈和绝缘件结构更加复杂，制造难度加大。在满足变压器各种性能指标的前提下，制造出质量优良的变压器产品，其优良的的变压器线圈制造工艺技术显得尤为重要。

2 线圈的绕制工艺及线圈的压装和干燥

在变压器线圈的绕制过程中，主要依靠绕线工人的操作来保证线圈尺寸和各种绝缘零件的就位。因此，绕线工人必须熟练掌握其绕制线圈的结构和技术要求，明确图纸要求、按相应的工艺规程进行操作，多数线圈制造（工艺过程）是相同的。在绕制前做好准备工作，根据线圈结构、外形尺寸、重量，准备工装模具。把所需的导线、撑条、垫块等送到绕制线圈的工作地点。在线圈绕制完毕后，为了使线圈高度达到计算尺寸，还要经过线圈压装、干燥，以便线圈紧实和从绝缘中排出水分。

在变压器运行中的线圈要受到电动力的作用，尤其发生短路时，绕制内通过的电流将超过额定电流的好多倍，辐向力和轴向力很大，会使线圈失稳变形损坏。因此线圈绕制时要保证辐向绕制紧实，轴向尺寸需要通过线圈的压装工艺加以保证。

对于变压器线圈绝缘干燥处理对稳定线圈轴向尺寸极其重要，因为线圈是由导线和绝缘件材料制成的，绝缘纸板和电缆纸是由纤维材料制成的，具有多孔性，有较高的吸潮和吸油率。当干燥后的绝缘材料吸油后，其电气性能显著提高。干燥彻底程度决定了线圈定型尺寸、对压紧器身、线圈尺寸调整和控制安匝平衡有直接影响。干燥处理的好坏不仅影响线圈的轴向尺寸和质量，还影响变压器装配质量和生产效率。

3 实例

前不久，我厂生产的HKSSPZ-12600/110 电炉变，通过其线圈制造过程中，需要注意的事项做以详细的介绍。

它是一种直降式电炉变压器，就是采用增加串联变压器的调压方式，其结构复杂对线圈的主、纵绝缘要求更严，绝缘结构更复杂。主、串变低压线圈串连在一起，分接开关的电流可大大降低，调压范围广，一次电压不受分接开关绝缘水平的限制，可由高压直接降低到电炉所需的低压，省去了中间变电站，调压线圈经特殊设计可接补偿电容器，以补偿电网的功率因数。

由于要提高高压线圈及器身的绝缘水平，该台变压器线圈采用全绝缘结构形式，不同于一般的110KV 直降式电炉变压器高压侧接线Y 接方法，全绝缘产品要求D 接，这样就大大增加了变压器高压线圈在设计制造上的难度。主变的高压线圈为纠结连续式，其纠结式线圈是连续式线圈段间线匝纠绕而成。线匝不以自然数列顺序排列。而是在数列相邻的两个线匝中插入一个数字不相邻线匝，在双段纠结中，实际上它是连续的线圈两段两段相互交换，然后串接而成，这种方法并绕导线比实际并联导线长度增加一倍。并且是两根不同导线始末端串接，方能形成电气通路而没有短路线匝。它的绕制是在立式绕线机上完成的。因为高压线圈D 相电压大，匝数多，饼间电压差大，对线圈纵绝缘要求高，油道要求高，垫块采用高密度纸板并进行密化处理，高压线圈首末端电压高，绕制时要在线圈的首末端的绝缘均需做加强处理，放置静电板和角环，线圈端部打把绑扎，同时静电板焊接处做好圆整及屏蔽处理。

辅变的高压线圈为单根并绕连续式，绕制连续式线圈可以用卧式绕线机和立式绕线机。它的绕制特点是一段一段地绕制，绕制时保证线圈的各种尺寸。

低压线圈为8 字双饼式，采用8 字形线圈。采用8 字形线圈的好处就是可以免去串变低压线圈和主变低压线圈繁琐的焊接工序，使它们的距离缩小。每个8 字形双饼为一个单元，每相就是由这样的若干个双饼单元并联而成。这台变压器低压线圈是由6 根导线并绕，每相线圈3 匝，在卧式绕线机，8 字线圈绕线模上绕制。要求要整理好模具，注意线圈出头位置。线圈绕完后需要带压进行干燥。

调压线圈为四螺旋20 根导线并绕的螺旋式结构，用大型卧式绕线机，注意防止线圈反弹，要求线圈端部打把绑扎，并在线段间用收缩带纵向收紧，线圈在绕完后卸下绕线机前就将上下绝缘端圈上好固定住。把线圈出头单根先固定好，然后几根出头一起统包。用无纬玻璃丝粘带在线圈端部均匀绑扎2 道，并在玻璃丝粘带下部垫0.5mm 纸板，纸板宽度要超过粘带宽度10mm。线圈出头垫0.5mm 纸板分包再统包。并要求线圈辐相尺寸做到零工差或负公差，以满足装配要求。线圈绕完后需要带压进行干燥。

本台电炉变压器线圈所用绝缘件都必须经过特殊处理，每个线圈的油隙垫块、撑条都要进行密压、去毛、倒角处理，提高绝缘强度。器身绝缘垫块要用特硬纸板热压粘制作。线圈在绕制过程中要严格按照图纸和工艺守则的要求，线圈出头位置及出头处绝缘包扎牢固紧实，要防止线圈反弹。导线换位及接头处焊接要求平整无毛刺，包扎到所要求的绝缘尺寸。

由于该台器身为不吊芯结构，干燥采用最先进的煤油气相干燥法严格执行工艺守则。线圈加工好后对单个线圈进行带压干燥，测量出线圈压缩后高度，因为使用同一压板对高、中、低压线圈进行压装，要将高、低、调压线圈调整到同一高度，再用一个压板进行压装，误差小于2mm，并且内层线圈不得高于外层线圈，并施加相性的压力，最终达到设计要求的高度。以满足该台电炉变压器对线圈主绝缘和纵绝缘的更高要求。

在HKSSPZ-12600/110 变压器线圈制造过程中，加强工艺管理，控制生产过程中每个线圈的绕制质量以及保证线圈绕制后装配尺寸的配合，生产出合格优质的产品。

4 总结

通过以上对线圈制造工艺的简单介绍，随着科学技术的发展，制造水平也在不断的提高。电炉变压器产品的质量也将会达到一个新的水平。

［1］《变压器手册》编写组.电力变压器手册[S].沈阳：辽宁科学技术出版社，1989.

［2］谢毓成.电力变压器手册[S].北京：机械工业出版社，2003.

［3］变压器制造技术丛书编审委员会编.变压器线圈制造工艺[M].机械工业出版社，1998.