摘要：近年来，随着经济的不断发展，国家电网正在一步步的进行改造，变压器的质量要求和性能指标正在不断的提高。由于变压器的制造是一个非常复杂的过程，而且变压器的质量好坏直接关系到整个电网的稳定运行，同时还可能影响电网的安全运行。
关键词：配电变压器；变压器分类；设计要点
前言：
为了使配电变压器的分布达到结构合理、供电可靠、运行经济、维修方便，符合配电网络安全供电可靠性、连续稳定运行的要求，配电变压器的选择及安装应用尤为重要，值得我们技术人员不断探索和研究。
1 由于变压器的应用范围十分广泛，因此它的种类很多，主要有以下几种。
1.1按用途分类
（1）电力变压器
用于输配电系统的升、降电压。
（2）仪用变压器
包括电流互感器和电压互感器，在测量系统中使用。它们能够把大电流变换成小电流，或把高电压变换成低电压，从而隔离大电流或高电压以便于安全地进行测量工作。
（3）试验变压器
对各种电气设备、电气元件、绝缘材料进行相关试验，是高压试验中必不可少的重要设备。
（4）特殊变压器
如电解用的整流变压器，焊接用的电焊变压器以及供无线电通信用的特殊变压器等。
1.2按相数分类
按相数分主要有两类：
（1）单相变压器，用于单相交流电系统。
（2）三相变压器，用于三相交流电系统。
（3）多相变压器，用于三相以上的电路中。
1.3按结构分类
按结构分类主要有心式变压器和壳式变压器两类。
（1）心式变压器
其结构特点是绕组包围铁心，电力变压器都采用心式结构。
（2）壳式变压器
其结构特点是铁心包围绕组，电子设备中的小变压器一般采用这种结构。该结构的变压器机械强度高，铁心散热比较容易。
此外还有其他的分类方法。例如，按照绕组数目来区分，则有双绕组变压器、三绕组变压器等；按冷却方式来区分，则有干式变压器和油浸式变压器，油浸式变压器还可进一步分为油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环风冷或水冷等型式。虽然变压器的种类很多，但各种变压器运行时的基本物理过程及分析变压器运行性能的基本方法，大体上都是一样的。
2、配电变压器的设计要点
2.1.铁心设计及计算
（1）铁心的作用：变压器是根据电磁感应原理制造的，磁路是电能转换的媒介，由于铁心是采用导磁率较高的硅钢片叠积而成，只要通入较小的励磁电流，就能得到所需要的磁通。
（2）铁心的材料：常用冷轧硅钢片的牌号有：30Q120、30RK100、27RK95、23RK85等等。叠片系数取决于绝缘膜厚度、波浪度、同板差及毛剌的大小，一般对损耗要求越高，叠片系数越高，现在国网要求的能效变压器叠片系数都在0.97以上。
（3）铁心形状：根据设计方案及要求的不同，一般有圆形、椭圆形、长圆形、矩形等。其叠积方式有三级循环、五级循环、七级循环等。
（4）磁通密度选择原则：考虑空载损耗、考虑过励磁、考虑故障运行、铁心的噪声等，一般按性能S11约取1.7特斯拉，按性能S13约取1.5特斯拉，非晶合金为1.35特斯拉。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（5）影响空载性能的因素
a 铁心材质：热轧比冷轧硅钢片空载损耗及电流大；硅钢片每片厚度愈厚，空载损耗及电流也愈大，但太薄又会增加工艺附加系数；一般采用每片厚度为0.3 mm，性能要求高的每片厚度为0.23 mm；
b 铁心磁密：铁心磁密选过高，空载损耗及空载电流均会增加；
c 叠片形式：每叠片数多，空载损耗及空载电流均会增加，一般采用2片一叠，损耗要求高为一片一叠
d 接缝形式：有取向冷轧硅钢片，一般采用全斜接缝，如采用半直半斜接缝时，每增加一个直接缝会使空载损耗增加3.5%左右。另外，接缝处错开次数增多，空载损耗会减小，如错开4次（常称4接缝）比错开2次（常称2接缝）空载损耗要减小3～5%
e 毛刺大小：毛刺大，空载损耗及空载电流均会增加，一般≤0.03 mm；
f 夹紧方式：采用穿心螺杆比用粘带绑扎空载损耗及空载电流增加；
h 制造工艺：如剪切、搬运、摔打均会产生应力，从而使空载损耗及空载电流增加；
2.2绕组设计及计算
（1）导线材质：变压器绕组的导线常采用电解铜或无氧铜杆（电阻率约低1% ～1.5%）拉制的圆铜线及铜扁线制成缩醛漆包线、纸包线、组合导线及换位导线等
（2）绕组型式：圆筒式（层式）：单层、双层、多层圆筒式及分段圆筒式。常用于中小型的高压及低压绕组。螺旋式（单、双、四螺旋式）、连续式、箔式，常用于中大型的低压绕组。
（3）电流密度选择原则：绕组导线的电流密度是根据①负载损耗（PK）；②长期工作电流的温升；③突发短路时的温升；④承受突发短路时的电动力（机械力）；⑤经济性等来选择。
（4）主纵绝缘选择原则：
①承受电压：长期工作电压；感应试验电压；短时工频耐受电压；冲击耐受电压（全波、截波、操作波）。
②允许场强：匝间工作场强≤ 2.0 kV / mm；
工频场强（考虑局放）≤8.5 kV / mm（全真空）； ≤ 6 kV / mm（半真空）；
冲击场强（考虑局放）≤27～28 kV / mm（全真空）； ≤16 kV / mm（半真空）。
（5）负载损耗
①绕组导线的电阻损耗：I2 R；注意应换算到参考温度（一般为75℃）。
②绕组导线的涡流损耗：由于漏磁通穿过导线而产生涡流，造成涡流损耗，它与频率及垂直于漏磁场的导线厚度等的平方成正比，常以占电阻损耗的百分数表示。
③绕组导线的环流损耗：导线在漏磁场中所处的位置不一样，或导线的长度不一样，而又换位不完全，导线间产生环流，造成环流损耗，常以占电阻损耗的百分数表示。
④引线的损耗：包含引线的电阻损耗及附加损耗（涡流损耗）。
⑤杂散的损耗：漏磁通穿过夹件、拉板、油箱等钢铁零件而产生涡流，从而造成杂散损耗。
3、绕组在电气方面常发生的故障
3.1 三相电阻不平衡： 由于材质、焊接、结构（B相引线较短）会造成三相电阻不平衡，注意：引线配制和焊接质量， 使三相电阻不平衡率，一般不超过2 %；
3.2 匝间短路：由于导线的毛剌或换位不当，而损伤匝绝缘，造成匝间短路。应将垫块去毛剌、加强制造工艺。
3.3 感应或冲击击穿：由于材质、设计、工艺等原因，造成匝间、段间、层间击穿。选择合理地绝缘结构，加强制造工艺，注意清洁度。
3.4 对地放电：由于材质、设计、工艺等原因，造成高低绕组间或对地放电。选择合理地绝缘结构（如采用薄纸筒小油隙及角环结构），采用静电板改善端部电场等。加强制造工艺，注意清洁度。
结语：
我国当前的供电所低压配电变压器的保护系统存在功能单一、保护性能不足的现状，不能对变压器的运行状况进行实时的监控，更难以避免变压器的故障。一旦低压配电变压器出现故障，则会引起供电的中断，造成不利的影响。因此要提高变压器的运行稳定性。
参考文献：
[1]何延辉.配电变压器分类简析[J].电子制作.2015（01）.
[2]韩宏亮.配电变压器的发展现状及未来发展趋势[J].电气开关.2014（06）.
[3]冯维元，张茜，朱润生，王岩，宋华龙.基于TWACS技术的配电变压器设计[J].现代电子技术.2014（23）.
论文作者:余良军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/16
标签：变压器论文; 绕组论文; 导线论文; 铁心论文; 电流论文; 结构论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第15期论文;