变压器结构设计与制造工艺探析

阿里木江·乃吉买提

摘要：随着经济的发展，我国的变压器工程建设的发展也有了创新。电能是人们日常生活中不能缺少的资源，现阶段，经济高速发展，人们关于生活质量方面的要求增多，科学技术更新换代速度加快，电能资源使用量也在逐年攀升。在这个过程中离不开变压器发挥的巨大功能。变压器的原理是电磁感应形成的变换交流电压与电流，再进行进一步传输与交流电能，变压器是一种以线圈为主要构造的电器设备，具体包括初级线圈、次级线圈和铁芯，每个构件功能不同，都承担着变压器进行电压与电流变化的功能，还具有支持变压器正常运作的阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等功能，按照上述定义，常见的变压器主要是电力变压器、试验变压器、仪用变压器及特殊用途的变压器。

关键词：变压器;结构设计;制造工艺探析

引言

随着我国电力等行业的迅速发展，出现了一些不容忽视的问题：一是终端数量和数据量在增加，数据采集工作面临着新的挑战。由于缺乏有效贯通的数据通道，人工数据采集仍然比较普遍，数据质量明显不高，影响工作效率。二是电网规模的不断扩大，急需提高对资源的优化配置，对大规模资源调度和配置的应对能力依然缺乏。三是电力行业相对封闭，缺乏市场化管理和因特网的发展思维，使得电力行业在一定程度上受到了制约。

1变压器结构设计

在电力运行过程中变压器发挥着无法替代的作用。影响变压器最终效能的因素很多，其结构也相对复杂，本文参考了相应的标准，对主要结构的设计进行了分析。

1.1硅钢片

在变压器中，对硅钢性能的要求，第一，影响硅片质量重要的指标就是铁损低，牌号的划分由各国根据铁损的高低来决定。第二，在较强磁场下，磁感应强度会升高，相应地减少电机和变压器重量以及铁心体积，从而可以使得硅钢片、铜线和绝缘材料等用量减少，达到节约的功效。第三，表面没有凹凸不平的情况，并且平整和厚度均匀，这样就可以增加铁心的填充系数。第四，冲片性好，这样在实际的加工工艺上难度较低，便于实际生产操作。第五，表面绝缘膜的附着性和焊接性良好，能防蚀和改善冲片性，降低磁滞损耗。变压器通常采用冷轧取向硅钢片，以确保其空载的能效水平。通过冷轧取向硅钢片的多样性和性能复杂等特征可以将其分为普通的冷轧取向硅钢片和传导性很高的磁硅钢片。除此之外，还存在一些激光刻痕的硅钢片。通常情况下，在50Hz、800A交变磁场（峰值）下，区分普通硅钢的条件是铁心所达到强度以及最小值是否在B800A=1.78T～1.85T范围内，所以综上所述B800A=1.85T以上的硅钢片则是高导磁硅钢。“Hi-B钢”为生产过程中的简称，Hi-B钢其与常规硅钢片的主要区别在于：Hi-B钢的高斯方位织构度非常高，即在易磁化方向上的硅钢晶粒排列位向整齐度非常高。Hi-B钢有更高的磁导率，通常其B800A可达到1.88T以上，提高了高斯方位织构度以及磁导率可降低铁损。激光刻痕硅钢片则是在Hi-B钢的基础上，通过激光束照射技术，使其表面产生微小的应变，进一步磁轴细化，实现更低的铁损。激光刻痕硅钢片不能进行退火处理，因为提高温度，则激光处理效果便会消失。不同牌号的硅钢片其物理特性基本相当，密度基本都是7.65g/cm3。对于同种类硅钢片而言，其性能质量主要区别还是在硅的含量以及生产过程的工艺影响。

1.2非晶合金铁心

20世纪70年代开始普遍使用非晶合金材料，这是一种是新型合金材料，形成过程则是利用超急冷技术将液态金属以106℃/S冷却速度直接冷却，并且利用国际先进的技術手段，将冷却过后的液态金属做成厚度只有0.02～0.03mm的固体薄带。在其冷却的过程当中，由于没有进行结晶，则已经形成了固体，所以原子呈现不规则排列形态，导致晶体结构不呈现金属特征，构成的元素是铁（Fe）、碳（C）、镍（Ni）、硅（Si）、钴（Co）、硼（B）等，这些基本特征，使得其材料具备很多方面的优点，比如：由于其本身不存在晶体结构，导致其成为各向同性的软磁材料;磁化功率小，温度可以非常容易地进行控制。由于非晶合金为无取向材料，所以其制作的工艺较为简单，可以直接缝;其由于不存在结构的缺陷，没有磁畴移动的障碍，磁滞损耗则大大降低;带材的厚度是0.02～0.03㎜，非常薄。比较来看，是取向硅钢片电阻率高3倍。非晶合金铁心空载性能稳定，采用这种类型的变压器可以使得空载电流下降50%以上，相较于传统的变压器而言节能效果显著，于是，在国家倡导节能减排的现阶段，这需要大力去运用此种类型的变压器，自2012年开始国家电网和南方电网等则纷纷对这种类型的变压器进行了采买，目前基本上非晶合金配变采购占比高达50%。

2测量方法分析

高压充电低压测量法开始用大电压电源充电，当电流达到设定值时，换低电压电源充电，实现电流快速稳定，此方法的关键在于需要根据变压器的实际容量来选择合适的电源容量。增大电阻值法则是在开始阶段短接串入的电阻使电流快速上升至设定值，后续阶段将电阻串入回路中，使电流尽快稳定，其串入电阻的阻值需根据变压器容量确定。这两类方法都需要控制开关来改变测量电路，测量效果受开关断开时间的影响较大，同时操作时间不易把握且操作过程也较复杂。相较而言，减小电感值法中的助磁法无需接入外接元件，不受额外的控制开关的影响，测量接线也相对简单，属于现阶段各类测量方法中实用性较强的一类。

3结语

加强相关政策宣传，督促相关单位和个人需要在依法划定的电力设施保护区内进行可能危及电力设施安全的作业时，提前与供电企业对接、报备，经批准并采取安全措施后，方可进行作业。加强防外力破坏巡视，对作业现场开展隐患排查治理，及时消除生产安全事故隐患。制定巡视重点区域、重点用户以及防外破应急预案，对涉及保护电力设施、电力安全等工程进行现场讲解，保证宣传到位，告知到位，并做好相关图文记录、档案留存。

参考文献

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