SH15型非晶合金油浸式变压器的技术与工艺特点分析.pdf

S H l 5 型非晶台金油浸式变压器的技带与工艺特点分陈建荣，游仲东(江门市大光明电业集团有限公司，广东江门5 2 9 1 0 0)籀婪：先通斟t 照比较用数据具体描述了S H l 5 型非晶合金变压器在励磁特性和铁损特性方面的优势，再介绍其通常采用的铁心结构，最后重点分析了S H l 5 型非晶合金变压器的技术与工艺特点。关键词：变压器；非晶合金材料；空载损耗；励磁特性；铁损特性；铁心；工艺中圈分类号：T M 4 1文献标识码：A文章编号：1 0 0 9-9 4 9 2(2 0 0 9)0 6 0 1 2 9-0 21 前言节能减排是我国目前一项重要而又艰巨的任务，由于S H l 5 型非晶合金油浸式变压器具有很好的节能效果，近几年在南方电网公司网内得到大力推广使用，本文主要对其独特的技术与工艺特点进行分析。表1S H l 5 型非晶合金变压器与S 1 1 型变压器的空载损耗对照比较表收稿日期：2 0 0 9 0 2-1 02S H l 5 型非晶合金变压器的优点非晶合金材料主要是以铁、镍、钴、铬和锰等金属为合金基，并加人少量的硼、碳、硅和磷等非金属元素，采用快速急冷凝固的生产工艺制成的，它与变压器铁心通常采用的硅钢的晶体结构完全不同，非晶合金材料的物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列，正因为其金属原子呈无序非晶体排列，其比起硅钢的晶体结构更有利于被磁化和去磁，从而具有很好的励磁特性和铁损特性，用于加工变压器铁心时，由于其磁化相当容易，可大幅度降低变压器的空载损耗。根据油浸式非晶合金铁心配电变压器技术参数和要求1 2 ，下面通过与目前主流产品-S 1 l型变压器的空载损耗的比较来直观地描述其很好的铁损特性。表l 为S H l 5 型非晶合金变压器与S l l 型变压器空载损耗的比较。通过表l 可以看出S H l 5 型非晶合金变压器的空载损耗比S l l 型变压器的空载损耗平均下降了6 0 多，由此可见，非晶合金具有很好的励磁特性和铁损特性。需要注意的是，非晶合金材料的磁通饱和值反而不及硅钢材料，利用硅钢材料做变压器铁心其磁通设计值一般取1 5 7 T 一1 5 卯，而非晶合金磁通设计值一般取1 3 0 T 1 3 5 T。3 非晶合金变压器的铁心结构目前用来生产S H l 5 型非晶合金变压器铁心的非晶合金带材宽度为1 4 2 m m、1 7 0 m m 和2 1 3 m m 三种规格，带材的厚度仪为0 0 2 5 r a m，材质不但硬，而且脆，剪切加工困难，工艺性差。用非晶合金做变压器铁心一般是将铁心截面做成长方形的卷铁心，铁心的单框外形类似矩形，但为 万方数据了方便后续工序中插入变压器的三相线圈，其卷铁心实际上并不是连续卷绕而成，而是将铁心下铁轭部分设计成具有交错搭接布置的开口单卷卷铁心，具体制造时按计算展开长度每层几片错开在成型机上制成有分布搭接口的框形，从小到大的矩形框一个套住一个形成设计所需的厚度的矩形单框铁心，在套装三只线圈的后续工序时每层的接口都可以挑开用来插入三只线圈，铁心成型后还要在磁场下进行退火处理，才能实现非晶合金所具有的很好的励磁特性和铁损特性。因为采用非晶合金做变压器铁心的整个工艺过程复杂，不仅需要购买一套新型铁心和线圈加工设备，更要掌握整个工艺参数，特别是卷铁心的退火工艺参数，目前，国内只有很少的专业厂家能够生产这种铁心。龟击。一一。江m 蚤。型一。图1非晶合金变压器铁心磁通示意图从具体的铁心外形方面讲，三相非晶合金变压器一般铁心结构是四框五柱，线圈亦为矩形，四框五柱和特大容量电力变压器的三相五柱是相类似的。非晶合金变压器铁心磁通示意图如图l 所示。从磁路磁通的向量图分析，铁轭和边柱截通应是柱磁通的5 7(即1 1 7 3 2，其中1 7 3 2为3 的平方根)，但特大容量三相变压器采用叠铁心，其铁轭和边柱截面设计成大致等于柱截面的5 7(即l 1 7 3 2，其中1 7 3 2 为3 的平方根)，因此柱、轭磁密是相同的，但非晶变四框是完全独立的，框内层厚只能一致，因此铁轭和边柱面积仅为柱的一半，与上述立体卷铁心一样，轭磁密高出柱磁密1 1 5 4 7。近年三相变压器也有由内两小框，外一大框组成，如平面卷铁心一样的三框三柱形式，但使用较少。4S H l 5 型非晶合金变压器技术工艺特点根据中小型变压器实用全书，由于非晶合金材料在受到外力如挤压、撞击或弯折作用后，其铁损特性将发生较大的变化，导致非晶合金变压器不但变压器的铁损和噪声会大幅增加，而且铁心片很容易出现断裂，甚至铁心片出现掉渣现象，导致变压器的绝缘性能下降或直接引起变压器短路故障。因此非晶合金变压器的铁心不但不能用于支持变压器的三相线圈。相反需要三相线圈来支持变压器的铁心，而变压器内部的所有夹持件实际上只起到防护作用，其与铁心的接触部分都加上了绝缘板或防震挚，以减少外力的影响并加强绝缘防护。为了确保非晶合金变压器发挥其很好的励磁特性和铁损特性，在其生产过程中必须注意以下几点。(1)在变压器的制造和搬运过程中都要慢而轻，并注意力的平衡，避免铁心受到撞击挤压而影响其性能。(2)套装变压器线圈的过程中，需要先将变压器铁心下铁轭的交错搭接布置接口打开。进行拆起挑直，再将三相线圈套装，最后将非晶合金片弯折回复原状，这螳操作很容易损伤非晶合金片，必须精心操作，并且在线圈装配后铁心的非晶合金片不能承受压力。(3)非晶合金变压器铁心的铁心片接缝部位一定要布置在铁心的下铁轭。因为非晶合金铁心在变压器装配完成后仍处于悬挂状态，这样就可以避免非晶合金铁心受到较大的压力而出现铁损增大及掉落金属粉末的缺陷。(4)在变压器线圈套装的过程中，需要将干净布或绝缘纸遮盖在线圈及绝缘的上端，以防止铁心片产生的粉末掉进线圈而影响变压器的绝缘性能。(5)套装时线圈水平放置在操作平台上，铁心插入后搭接的接缝部位要涂特殊胶进行封闭化处理。这样一来可以减少变压器噪音；二来可以防止在以后的装配过程中非晶合金片掉落粉末。(6)由于变压器铁心的下铁轭是可拆的，装配后不能承受压力，因此在变压器的器身装配完成后，整体器身需要翻转1 8 0 0，在翻转的过程中，不能发生碰撞和扭曲，还要保证铁心不受力，小规格的产品可以直接用吊车小心翻转。产品规格较大时就必须用专用翻转台来翻转才能保证产品质量。(7)非晶合金铁心要求夹件对铁心既能起到夹持作用，又能起到防护作用。因此非晶合金变压器的夹件必须进行特殊设计，必须做到夹件在铁轭两侧、下部、顶部和边柱的两侧面都有绝缘板进行绝缘，并且一定要有钢板夹件进行保护。5 结束语变压器在整个国计民生中是一种应用极为广泛的电气设备，一般来说，从发电、供电一直到用电需要经过3 5次变压过程。变压器自身会产生有功功率损耗和无功功率损耗，由于变压器总台数多，总容量大，所以在电力系统(包括发电、供电和用电)运行中，变压器总的电能损耗约占发电量的1 0 左右，这对全国来说，意味着全年变压器总的电能损耗在3 x 1 0“k W h 以上，这超过了3 个三峡电站的年发电量。因此推广使用节能效果显著的S H l 5 型非晶合金变压器对供电系统的节能降耗有重要的意义。参考文献：1 姚志松，姚磊中小型变压嚣实用全书 M 北京：机械工业出版社2 0 0 3 2 韩庆恒任晓红，林灿华，等油浸式非晶舍全铁心配电变压嚣技术参数和要求 M 北京：机械工业出版社，2 0 0 2 第一作者简介：陈建荣，男。1 9 6 9 年生，广东新会人，硕士，高级工程师。研究领域：机械、机电。已发表论文1 2 篇。(编辑：王智圣)二 卫 万方数据SH15型非晶合金油浸式变压器的技术与工艺特点分析SH15型非晶合金油浸式变压器的技术与工艺特点分析作者：陈建荣，游仲东，CHEN Jian-rong，YOU Zhong-dong作者单位：江门市大光明电业集团有限公司,广东江门,529100刊名：机电工程技术英文刊名：MECHANICAL&ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY年，卷(期)：2009,38(6)被引用次数：1次 参考文献(2条)参考文献(2条)1.姚志松;姚磊 中小型变压器实用全书 20032.韩庆恒;任晓红;林灿华 油浸式非晶合金铁心配电变压器技术参数和要求 2002 本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1.杨中地 非晶合金变压器的制造工艺期刊论文-电气制造2008(1)2.季爱晖.蔡定国.龙丽琼.项阳.JI Ai-hui.CAI Ding-guo.LONG Li-qiong.XIANG Yang 三相五柱式非晶合金变压器磁路及其性能参数分析期刊论文-变压器2009,46(10)3.陈华山 浅谈非晶合金铁心变压器的电容特性期刊论文-变压器2001,38(9)4.虞兴邦.姜在秀.韩涛 非晶合金铁心组合式变压器噪声的降低期刊论文-噪声与振动控制2002,22(2)5.中电电气:SCRBH15系列非晶合金干式变压器期刊论文-电力系统装备2009(4)6.徐春社 非晶合金变压器技术分析会议论文-20097.冯超.杨向宇.龚晟.Feng Chao.Yang Xiangyu.Gong Sheng 基于磁路法的非晶合金变压器铁心磁密计算期刊论文-防爆电机2009,44(6)8.易吉良 非晶合金变压器的节能性及节材设计期刊论文-电工文摘2008(5)9.杨中地 非晶合金变压器的设计计算期刊论文-电气制造2007(11)10.刘燕.黎剑锋.蔡定国.LIU Yan.LI Jian-feng.CAI Ding-guo 非晶合金干式变压器的特点及性能分析期刊论文-电力设备2006,7(11)引证文献(1条)引证文献(1条)1.郑鑫.严彪 非晶合金铁心配电变压器的发展及应用期刊论文-上海有色金属 2011(2)本文链接：http:/