摘要：近年来，我国对变压器的应用十分广泛。变压器具有电压变换、阻抗变换、稳压等诸多作用，其重要性不言而喻，若其结构设计存在缺陷或者制造工艺滞后，势必会弱化变压器的实际功能。对此，该文以变压器结构设计的重要性为切入点，对其结构设计与制造工艺的优化提出了一定的建议，以供参考。这就需要我们立足实际，加大研究和创新力度，着力改善变压器的结构设计和制造工艺水平，为其充分发挥性能、更好地服务于电力发展提供重要基础。
关键词：变压器；结构设计；制造工艺
引言
随着我国工业化、城市化建设进程的逐步加快，工业生产用电及人们日常生活用电的需求正在不断增加，城市配电工程建设数量和规模日益扩大，变电器设备的质量安全问题受到了社会的广泛关注。结构设计是变压器设计过程中最为重要的一个环节，其设计成效将会对整个变压器性能产生巨大影响。如今，变压器无论是在设计上还是在制造工艺上，都已相对成熟，但仍有细微环节需要加以优化，全面提高变压器的整体工作性能。变压器铁心是变压器的心脏，它的制造质量将会对变压器的技术性能和经济指标产生直接影响，要想保证变压器的安全可靠运行，就要提高变压器的制造技术和控制质量。
1变压器结构设计的重要性
众所周知，变压器是电力输送不可或缺的基础设备，其设计优劣和制造水平与电力传输的安全性、高效性和经济效益息息相关，可以说是变电站的核心所在，而对于变压器来说，主要涉及电磁方案和结构设计两大部分，其中结构设计需要以电磁方案和主要数据为基础，是变压器设计中的关键环节，如果器身（铁芯、绕组、绝缘、引线）、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置等结构或重要部分设计不科学、不合理，则会给变压器多方面的参数和性能带来不良影响，尤其是绝缘性能、负载损耗、运行效率等，严重时还会间接干扰电网的运行质量。
2变压器结构设计要点
2.1绕组设计
与铁芯一样，绕组也是变压器的基本部件，只不过属于电路部分，一般为绝缘纸包裹的铜线缠绕而成。一般情况下，绕组必须确保线圈绕制扎实紧密、线间无空隙，轴向上下压紧力，通过自身强度的保证获得足够的抗短路能力，进而满足变压器三相短路状况所产生的应力。常见的绕组形式有：适用于低于10kV、电流大、匝数小的低压线圈的螺旋式绕组，以及绕制简单、具有可靠稳定性的连续式绕组，但连续式绕组容易受到雷电的影响，通常借助纠结式绕制予以改善。
2.2铁芯、绕组设计
就当前普遍使用的变压器来说，其铁芯、绕组的横截面积均选用圆形作为横截面，实际变压器设计工作中，要想最大限度地降低这一形式变压设备的硅钢片和电磁线材料成本价格，设计人员可以利用科学升级硅钢片和电磁线两类材料的消耗比例来达到，也就是利用比较不同铁芯外接圆直径情况下的材料成本，选用较为科学的铜铁消耗比重。但这样降低材料成本的方式在实际应用中会存在些许弊端，这一方式制造的变压器铁芯技术诸多，带有诸多纵向剪切片，极其容易导致片形发生积压新问题。因此，为了更好地完善其应用性能，从根本上规避这一优化方式容易产生的种种问题，我们可以利用铁芯结构设计来有效降低变压器生产成本，也就是把多级外接圆形铁芯更换为带圆角的矩形铁芯，这样的话铁芯片形就会有效减少，并能够全面实现片形共享，可以依据具体需求对横截面积的调节，根据生产制造原材料的市场价格来调节铜铁消耗比重，具备非常强的灵活性。
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2.3引线装配
在变压器结构引线设计过程中，通常需要考虑引线电缆的类型、线间距离和磁距离等因素，这是因为引线电流会形成一定的磁场，并在铁芯、夹件、油箱等金属构件中产生涡流损耗，导致变压器损耗增加、金属温度升高，最终出现热点问题，再者出于对放电击穿的考虑，必须保证引线之间、导体之间保持合适的绝缘距离。因此高压引线中选用的三相调压电缆需要尽可能地通过平行和紧靠减少引线占位，提高不同相线圈的空间利用效率，不过调压线出线应位于各相线圈之间。中低压引线出线则应处于同一侧，同样的三相电缆也要平行紧靠，并保证三相电阻平衡，为防止出现三相电阻不平衡问题，可适当调整引线截面积进行配平。
3变压器工艺制造分析
3.1变压器型式选择
通常情况下，配电变压器的型式主要涵盖干式变压器和油浸式变压器。就目前具体状况来说，干式变压器在实际中的应用极为广泛，如SC（B）7、SC（B）9、SC（B）10等等，SC（B）10作为一种新型的干式配电变压器，有着很强的应用优势，而且干式变压器可以节约33%的空载损耗和15%的负载损耗，有着噪声低的显著优势，在特定环境下，其负载能力可以达到额定容量的1.5倍，相对于油浸式变压器，干式变压器有着无油化、低噪音、占地面积小、可靠强的显著优势，但是也存在着容量有限、成本高的缺点。在国内变压器市场上，油浸式变压器占据着主导地位，如常见的型号有S7、S9、S11等等，特别是S11型号应用极为广泛，主要是对10kV变压器设计经验利用，尤其是在负荷容量在1600kV•A情况下，且负荷不具有显著冲击的状况下得到广泛应用，电力企业需要根据配电系统的特定要求与需求合理设计和选择配电变压器，努力保障实际需求得到满足。
3.2绕组的制造工艺
绕组质量决定着其抗短路能力，因此在利用立绕机张紧装置对线圈进行绕制时配以拉紧装置，不仅可以实现绕制系数的降低，还可以保证绕组径向绕紧力满足设计要求，提升自身强度减小装配公差。同时为了改善局部放电，还应采用撑条、垫块等绝缘件结合倒角去毛处理操作加以实现，这样的话，与线路接触的所有绝缘件经倒角去毛后使得器身清洁度提高，局部放电量有所减少。此外还有屏蔽式线圈和头部包扎工艺和防尘工艺，其中通过屏蔽段数、屏蔽匝数、屏线跨接形式的确定以及电容分区的合理补偿，可使线圈在雷电时受到的冲击合理分布，提升对雷电的抗击能力；而防尘工艺则指的是线圈车间防尘，主要是在大功率吸尘器、降尘测量仪、除湿空调系统等设备仪器的作用下，保证车间清洁和线圈清洁，为打造零局放变压器奠定重要基础。
3.3其他部件制造工艺
变压器制造还涉及器身、引线装配工艺，如为降低变压器的发热量，就必须对其温升进行控制，而这需要借助磁屏蔽和电屏蔽工艺来实现，即将磁屏蔽装置增设于油箱位置，为漏磁创造低磁阻通道，以此减少额外的损耗，以免漏磁引起金属构件发生局部过热。再如在引线装配中注意检查其绝缘距离和静电板位置，焊接可靠无虚焊且无尖角毛刺，引线两面三刀段锥度必须屏蔽好、无断裂、包扎好，爬电距离合理等，以此切实降低局放。
结束语
综上所述，随着我国现代电力事业迅速发展，为了进一步提高城市电力系统变电运行的整体质量，变压器生产制造企业在实际生产经营过程中，务必要重视变压器设备结构设计与制造工艺的实际开展情况，不仅要重视变压器设计生产原材料成本的控制工作，还要进一步强化变压器铁芯生产制造工艺，只有这样才能够从根本上提高变压器设备应用的安全性和有效性，从而确保我国电力事业长期稳定地发展与前行。
参考文献：
[1]马江峰，许甜田，孟凡生，等.从运行维护角度浅谈变压器结构设计[J].电工电气，2018(7)：66-67，73.
[2]赵鹏刚.主变压器的工艺制造和质量控制研究[J].自动化应用，2018(1)：104-105.
[3]韩秀龙.变压器制造新材料与生产工艺研究论述[J].科技风，2017(7)：192.
论文作者:石普
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：变压器论文; 绕组论文; 引线论文; 结构设计论文; 线圈论文; 制造工艺论文; 铁芯论文; 《基层建设》2019年第21期论文;