变压器结构设计与制造工艺分析

徐龙霞

摘 要：近年来，变压器在我国的应用非常广泛。变压器具有许多功能，例如电压转换、阻抗转换、电压稳定等，其重要性不言而喻，如果结构设计有缺陷或制造过程滞后，则变压器的实际功能势必会被削弱。在这方面，本文以变压器的结构设计为出发点，并提出一些优化结构设计和制造工艺的建议。为此，需要基于现实，着重于加强研究和创新，以及提高变压器的结构设计和制造过程的水平，并为充分利用变压器的性能奠定重要基础，并且在电力开发中提供更好的服务。

关键词：变压器;结构设计;制造工艺

引言

近年来，我国的社会经济水平不断提高，城市配电网覆盖范围不断扩大，已经出现很多变压器制造商。尽管目前我国变压器的结构设计和制造工艺已经比较成熟，但还需要全面升级变压器设计和制造过程中的细小环节，以进一步提高城市变电站和配电的整体安全性和稳定性。全面提高变压器的工作能力是我国变压器制造企业应注意的关键问题。

1 变压器结构设计的优化建议

目前，变压器结构材料的价格很高。例如，对于生产变压器（如电磁线和硅钢）而言必不可少的原材料价格非常高，阻碍了我国变压器正常的生产和运营。因此，在保证变压器工作能力的基础上合理降低原材料价格是当前阶段优化变压器结构设计的重要方向，在调整变压器结构设计思路的同时保证变压器设计制造质量至关重要。就一般使用的变压器而言，铁芯和绕组的截面积是圆形的。在实际的变压器设计工作中，有必要将硅钢板和电磁线减至最少。通过科学地提高硅钢板和电磁线的消耗率，即通过比较铁芯圆周直径不同时的材料成本，设计者可以选择更科学的铜铁消耗比例。但是，这种降低材料成本的方法在实际应用中可能会有一些弊端，一方面，用这种方法制造的变压器铁芯技术含量高，纵向剪切片很多，很可能引起新的问题，很容易导致片形发生积压。同时，这些设计变更将在一定程度上降低燃油箱内部空间的填充速度，并增加绝缘油的消耗。因此，铁心结构设计可有效降低变压器的生产成本，提高应用性能，从根本上避免各种可能受到该优化方法影响的问题。将圆形铁芯换成带有圆角的矩形铁芯，可以有效地减小铁芯片形，完全共享铁芯片形，可以根据特定需要调整截面积以及铁和铜的消耗量，可以根据原料制造的市场价格进行调整。但是，在实际的变压器设计工作中，设计人员应意识到采用这种改进方法存在一些弊端。调谐后的变压器结构仍然会产生一些影响，因为仍然必须使用带有圆角的矩形结构绕组，使后期生产和制造面临许多困难，因此变压器生产和制造的相关人员必须在实际工作中不断研究创新。

2 变压器结构设计要点

2.1铁芯设计

铁芯是变压器的最基本组件之一，变压器的初级和次级绕组位于铁芯上。为了减少涡流损耗并增加磁路的导磁率，通常使用0.3 mm的硅钢片进行表面绝缘。因此，将高强度钢板用于整板和夹具，从而简化了夹具的结构并节省了钢板材料。为了确保铁芯受力均匀，经常在夹持状态下适当调整硅钢板的夹持面积。这可以通过用额外的材料扩展铁芯的等级，增强铁芯框架的强度并提供获得更稳定的变压器结构的保证来实现。

2.2绕组设计

与铁芯一样，绕组是变压器的基本部分，但它属于电路部分，通常由包裹在绝缘纸中的铜线制成。通常情况下，绕组应确保线圈紧紧缠绕，导线之间无间隙，并通过自身的强度保证轴向上的下压力，以获得足够的抗短路能力，承受由变压器的三相短路状态引起的压力。典型的绕组形式是适用于小于10kV的低压线圈的螺旋绕组，大电流和少量绕组，简单的绕组和具有稳定性的连续绕组，但是连续绕组易受雷击，通常借助纠结式绕制予以改善。

2.3引线设计

在设计变压器结构引线时，设计人员必须全面考虑引线电缆形式，导线之间的距离以及其他因素的影响，以避免出现影响变压器运行质量的相应故障，提高变压器运行的可靠性和稳定性。此外，设计人员应注意导体和导线之间的绝缘距离始终在合理范围内，以便通过减少变压器中放电故障的可能性，使变压器能够更平稳，更安全地运行。

2.4油箱设计

油箱是油轉换器外壳的外壳，并包含上述铁环和绕组。常见的类型包括用于中小型变压器的盒装水箱和用于大型变压器的离合器式变压器，而不论具有足够强度和低油风险的变压器类型如何。通常，壳体结构的设计应遵循基本原理，以最大程度地减小壳体外部的密封面积。使用简单稳定的储罐，对所有法兰表面进行双面焊接，设计深度为3至5毫米或更小的法兰螺栓孔，并使用U形密封圈设计法兰孔，以最大程度地减少圆形轮廓选择范围。

3 变压器过程制造分析

3.1铁芯制造工艺

铁芯在有效地转换电能和二次能源中起着重要作用，因此制造过程非常重要。制造过程和要点如下：首先，可以降低铁芯的运行噪音和空载损耗，并且可以基于进口的铁芯横切线使用。在阶梯切割中形成多级阶梯搭接接头，以减小接头位置处铁芯的磁通密度，从而减小空载电流和生产线的负载损失，可以实现良好的切割精度和几何尺寸，从而使硅钢板弯曲并且有碰撞的危险。其次，要进一步控制噪音，必须在铁芯表面涂上HH粘合剂，通过将支柱连接起来形成整个铁芯，可以减少机械噪音并减少铁屑的波动，也可以选择高质量的低噪音风扇。最后，在变压器结构中，为了防止铁芯在运输过程中移位，可以在沿长轴方向、短轴方向和轴承的上部增加适当的位置和适当数量的反压钉。将油箱与铁芯集成在一起，可以可靠地固定变压器箱体和燃油箱。

3.2绕组的制造工艺

绕组的质量决定了其承受短路的能力。因此，当使用立式绕线机张紧装置来缠绕线圈时，该张紧装置不仅可以减小绕线系数，而且绕线的径向绕线力应增加设计强度并减小装配公差。同时，为了改善局部放电，将倒角和去毛合并在诸如撑条和垫片的绝缘部件中，并且将与线路接触的所有绝缘部件的倒角去除。改善机体清洁度并减少局部放电。此外，还有屏蔽线圈和磁头缠绕技术以及防振技术，通过屏蔽段数，屏蔽圈数，屏蔽线跳动的形状以及合理补偿电容面积来确定，线圈在雷电期间的影响是合理分布的。防尘过程主要是指在大功率真空吸尘器的作用下对卷材车间的防尘，测尘。建筑仪器，除湿空调系统及其他设备和仪器的零局部放电变压器是确保工作场所清洁和线圈清洁的重要基础。

3.3其他零件制造工艺

除上述制造过程外，变压器制造还包括主体和引线组装过程。例如，为了减少变压器中的发热，必须控制温度上升，为此必须使用磁屏蔽和电屏蔽。在燃油箱中增加了磁屏蔽技术，以形成用于磁通量泄漏的低磁阻通道，从而减少了额外损失，防止了由于磁通量泄漏而导致金属零件局部过热。在组装导线时检查绝缘距离和静电板的位置，确保焊接可靠，没有焊接错误和尖锐的毛刺。两侧的三个叶片部分的锥形导线应屏蔽，没有折断，包扎完好，并且爬电距离合理，从而减少局部放电。

4结束语

随着我国现代电力工业的飞速发展，为了进一步提高城市电力系统改造和运行的总体质量，变压器制造商应注意变压器设备结构设计和制造过程的实际发展。不仅要注意生产和运行过程，还要注意控制变压器设计和生产所需的原材料成本，进一步加强变压器铁芯的生产和制造过程，只有这样才能保证安全性和可靠性，可以实现变压器应用的有效性。从根本上改进设备，以确保我国电力行业的长期稳定发展。

参考文献：

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[2]魏彩霞，孙业荣，陈朋，et al.提高油浸式配电变压器抗短路能力的研究[J].变压器，2017（07）.

（埃斯杰贝变压器（盐城）有限公司，江苏 盐城 224000）