摘要：随着经济和科技水平的快速发展，电力行业发展也十分快速。铁心是变压器的关键构件，假如其在制造环节出现问题，遗留下质量隐患，必定会影响到变压器的性能，对后期的运行状态有着决定性影响，因此必须要加强对其制造过程的控制。从专业角度出发，明确变压器铁心制作工艺流程，总结以往经验确定工艺要点，有重点的来采取措施进行控制，改善以往工艺操作中存在的不足，通过针对性改善来达到最佳制造效果。变压器铁心混合叠片的基本原理是在变压器铁心主级掺杂另外一种型号的硅钢片，如在单位千克试样铁心损耗较高的硅钢片主级中掺杂损耗较低的硅钢片，来降低铁损，确保铁心损耗不会超过规定值。或在单位千克试样铁心损耗较低的硅钢片主级中掺杂损耗较高的硅钢片，根据规定的铁损值来确定掺杂比例，以控制成本。
关键词：配电变压器；铁心混合叠片；损耗
引言
变压器作为电力系统的关键设备，广泛应用于各供配电领域。变压器铁心作为变压器的机械骨架并提供磁回路，其性能影响变压器工作效率及寿命。变压器铁心的损耗与铁心内部的磁密分布紧密相关，采用不同型号硅钢片混合而成的变压器铁心，会加剧铁心内部磁密分布的不均匀，基于某一特定工作磁密，而采用的损耗模型已不能适用。为探究变压器铁心混合叠片的损耗特性，通过改变主级中掺入硅钢片的厚度，得到不同厚度下铁心的磁密值以及整体的损耗值。结果表明，磁导率较大的硅钢片磁密较大，随着掺入硅钢片厚度的增加，磁导率较大硅钢片磁密变化的幅度大于磁导率较小的硅钢片。
1变压器铁心的制造分析
铁心是变压器重要构件，不仅需要承载变压器线圈以及引线等各部分的安装与运行，同时其也是变压器的磁路环节。如果铁心制造工艺不规范，在后期变压器很容易就会出现振动、噪声等问题，且工频空载损耗以及长时空载性能等也会受到影响。同时并联电抗器也因为心柱结构的特殊性会产生高幅振动，对变压器铁心要求十分严格，因此一直以来铁心制造工艺都是控制的重点。现代变压器铁心制造工艺越来越完善，主要包括纵剪、横剪、叠装、刷胶、压紧、翻转等，需要严格按照规范要求做好每个环节的控制，保证最终制造效果达到专业标准。任何一道工艺出现问题，均会影响到铁心质量，进而威胁到变压器的正常运行。例如压紧工艺落实效果决定了变压器铁心整体刚性强度与噪声高低，对内对外均有着重要影响[1]。为进一步提高变压器铁心制造效果，还需要基于制造工艺特点，明确工艺要求与要点，在原有基础上来进行调整与优化，同时做到提质、增效、降耗的目的，推动变压器制造行业的持续发展。
2变压器混合叠片损耗研究
仿真中，需保证变压器铁心的结构尺寸不变，加载相同的额定电压，通过改变主级中掺入硅钢片的厚度，观察不同厚度下铁心的磁密值以及整体的损耗值。其中，在铁心中间心柱叠压方向Z=0mm以及Z=127.8mm处设置观察点来观察不同型号硅钢片中的磁密值，得到掺入硅钢片不同厚度下的磁密最大值的曲线。由于23D078型号硅钢片的磁导率比30H102型号硅钢片的磁导率较小，磁通多集中于30H102型号硅钢片中，故而，23D078型号硅钢片中的磁通密度要小于30H102型号硅钢片。且随着掺入硅钢片厚度的增加，两种硅钢片中的磁密都相应的增大，其中23D078型号硅钢片磁密增加的幅度大于30H102型号硅钢片。由于单位重量下，23D078型号硅钢片的损耗值小于30H102型号硅钢片损耗值，在30H102型号硅钢片铁心主级中掺入23D078型号硅钢片，总的空载损耗值降低，每掺入1mm厚度的23D078型号硅钢片，总的空载损耗值降低约为0.9536W。同理，23D078型号硅钢片中的磁通密度要小于30H102型号硅钢片，且随着掺入硅钢片厚度的增加，两种硅钢片中的磁密都相应地减小，其中23D078型号硅钢片磁密减小的幅度大于30H102型号硅钢片。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆图5表明，在23D078型号硅钢片铁心主级中掺入30H102型号硅钢片，总的空载损耗值增加，每掺入1mm厚度的23D078型号硅钢片，总的空载损耗值增加约为1.9609W。综合以上的分析可知，随着主级中掺入硅钢片厚度的变化，铁心不同型号硅钢片中磁密值也会发生相应的变化。
3不同硅钢片型号下的空载损耗
变压器稳态运行时，空载电流很小，但当变压器空载投入电网时，因为变压器铁心中磁通不能突变以及铁心材料存在饱和，变压器会出现励磁涌流现象。在计算变压器励磁电流时，一般会存在一个暂态过程，其时间长短随变压器等级的不同而不同，容量小的变压器约几个周波即可达到稳定，而大型变压器衰减周期可达几十秒。为加速励磁涌流的衰减过程，可以在变压器低压绕组端串联一个逐渐衰减的电阻，即通过增大时间常数，加速衰减，使其达到稳定状态。
结束语
1）在磁导率较大的硅钢片铁心主级中掺入磁导率较小的硅钢片，随着掺入硅钢片厚度的增加，两种硅钢片中的磁密都相应的增大，其中磁导率较大硅钢片磁密增加的幅度大于磁导率较小的硅钢片。相反，在磁导率较小的硅钢片铁心主级中掺入磁导率较大的硅钢片，随着掺入硅钢片厚度的增加，两种硅钢片中的磁密都相应地减小，其中磁导率较大硅钢片磁密减小的幅度大于磁导率较小的硅钢片。2）在单位重量损耗值较大的硅钢片铁心主级中掺入单位重量损耗值较小的硅钢片，随着掺入硅钢片厚度的增加，总的损耗值降低。相反，在单位重量损耗值较小的硅钢片铁心主级中掺入单位重量损耗值较大的硅钢片，随着掺入硅钢片厚度的增加，总的损耗值增大。3）变压器铁心采用混合叠片的形式，必然会引起加工工艺、噪声等级等相关因素的变化，故而，变压器铁心混合叠片的成本控制和运行效率的研究还需要考虑多方面的因素，以达到最优的设计要求。4）工艺水平提升策略。为进一步提高变压器铁心制造工艺水平，一方面要做好全过程监督管理，将获取的加工制造过程中的数据信息反馈给相关部门，加强对整个生产线产品的筛选，及时调整无效工序，使得生产效率进一步提高。另一方面，还要基于以往生产经验，不断对工艺进行调整优化，作为高质量制造的保障。并以高精度的设备仪器作为支持，对铁心质量进行准确检验。更为重要的是要重视先进技术的引进，例如强力磁盘技术，对原有的生产制造工艺进行优化。
参考文献：
[1]宋悠全.大型变压器铁心智能叠片工艺及应用[J].技术与市场，2016，23（10）：12–13.
[2]张隽哲，谢先睦.变压器铁心精确压紧工艺[J].变压器，2015，52（12）：44–46.
[3]刘建梅.浅议变压器铁心制造工艺[J].科技风，2015（8）：47.
[4]鲁建玺.变压器铁心的制造工艺及试制改进方法[J].科技风，2014（9）：18.
[5]李丹.变压器铁心制造工艺探讨[J].中国高新技术企业，2013（15）：53–55.
[6]瓦修京斯基，崔立君，杜恩田，等.变压器的理论与计算[M].北京：机械工业出版社，1983：2-21.
[7]孙旭东，王善铭.电机学[M].北京：清华大学出版社，2008：21-29.
[8]李晓萍，文习山，陈慈萱．单相变压器直流偏磁励磁电流仿真分析[J]．高电压技术，2005，31（9）：8-10．
[9]皇甫成，阮江军，张宇，等．变压器直流偏磁的仿真研究及限制措施[J]．高电压技术，2006，32（9）：117-120．
论文作者:呼格吉勒图
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/16
标签：硅钢片论文; 铁心论文; 变压器论文; 磁导率论文; 型号论文; 厚度论文; 硅钢论文; 《电力设备》2019年第11期论文;