摘要：现如今，城市化经济不断深入，工业化建设进程逐步加快，工业生产用电以及人们日常生活用电需求不断增加，城市配电工程施工建设数量和规模日益扩大，城市变电器设备施工质量安全问题受到了国家社会的广泛重视。变压器结构设计普遍由电磁方案和结构设计两部分构成，一定要依据前期设计来明确电磁方案等相关数据，其设计的科学性和有效性直接决定着电力系统运行能力，因此，加强提高变压器结构设计与制造工艺至关重要。
关键词：变压器；结构设计；制造工艺
引言
变压器设计通常由两大部分组成，即电磁方案设计和结构设计。变压器结构方案（布置）作为电磁计算和几何设计的中介桥梁，对后续工作中结构的几何设计有着十分重要的指导作用。变压器结构设计通常是在变压器总体设计初步完成后，根据已经确定的电磁方案和主要数据，并按技术任务要求进行的。变压器结构设计的优劣会直接影响变压器产品性能，是变压器产品研发、生产中的重要一环。
1变压器结构设计优点
近年来，变压器结构材料的价格始终居高不下，严重影响了变压器生产制造厂家的正常经营。在确保变压器质量、性能的前提下，合理降低变压器生产制造成本已成为所有变压器生产制造厂家重点关注的问题。而变压器结构设计的优点就在于能够降低材料成本。变压器铁心与绕组横截面通常都以圆形横截面形式存在。要想进一步降低这种形式下变压器硅钢片和电磁线的材料成本，需对两种材料的耗材比例实施优化，选择一个最为合理的铜铁消耗比例，但在实际应用中，这种方法存在较多弊端。用这种方法生产出的变压器，铁心级数和纵向剪切片的类型相对较多，而制造工艺水平有限，极易造成片形挤压问题。同时，这种生产方法还会大幅降低油箱内部的空间填充率，增加了变压器在绝缘油上的实际消耗。为有效解决这一问题，对结构设计进行调整，降低变压器在生产制造过程中的材料成本。目前，许多变压器结构设计人员利用多级外接圆形铁心代替带圆角的矩形铁心，并根据实际需求和材料市场的价格变动对截面和铜铁消耗比例进行相应调整，这种改进方法具有较高的灵活性。虽然这种方法能够降低材料成本，但调整后的结构形态仍要使用带圆角的矩形结构绕组，在后续的生产加工过程中存在一定难度。
2变压器结构设计要点与优化建议
2.1变压器结构设计要点
变压器结构设计是非常繁重的过程，就变压器结构设计要点而言，主要可以总结归纳为以下几点：第一，变压器设计一定要全面严格遵循我国相关部门设计规范以及具体标准；第二，实际变压器设计工作一定要全面考虑过压电气强度要求，以及短路情形下保持动、热稳定的具体需求；第三，变压器结构设计务必要全面根据明确的电磁方案中的具体技术参考数据进行，全面满足电气计算表中要求达到的运行性能数据；第四，变压器结构设计中，零配件的选用一定要率先选用通用零配件和标准零配件，只有这样才能够进一步简化变压器生产过程，与此同时还需要全面考量我国材料市场的供应情况，充分考虑到材料成本投入因素。
2.2变压器结构设计优化建议
现阶段，变压器结构材料价格高昂，比如电磁线、硅钢片等变压器生产制造不可或缺的原材料的价格已经达到了最高峰，这在很大程度上阻碍了我国变压器生产制造企业的正常生产经营。因此，在确保变压器运行能力的基础上合理降低原材料价格是现阶段优化变压器结构设计的重要方向，调整变压器结构设计思路的同时，确保变压器设计生产制造质量至关重要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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，一方面，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；另一方面，这一设计改变方式会在一定程度上降低油箱内部空间的填充率，提升绝缘油的消耗数量。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。但实际变压器设计工作中，设计人员需要注意的是，采用这一改进方式也存在一定的弊端，由于调节后的变压器结构形式依旧要选用带有圆角的矩形结构式绕组，这在一定程度上会给后期生产制造增加很大的难度，因此，这就要求变压器生产制造一线人员在实际工作需要精益求精。
3变压器结构制造工艺的有效优化策略
铁芯是变压器设备重要的构成配件，是变压器设备的磁路，变压器设备实际工作过程中铁芯的温度升高限度一定不能高于设计标准的铁芯温度，铁芯制造工艺对铁芯质量和变压器设施质量均起着决定性的作用，因此，加强优化升级铁芯生产制造工艺至关重要。实际铁芯生产制造过程中，对于铁芯纵向剪切、横向剪切、退火、上绝缘层以及装配的整体生产制造流程，为了进一步提高铁芯生产制造质量，横向剪切的有效性能够全面强化冷轧硅钢片的磁性，因此，生产制造工作人员一定要在退火操作完成后再进行横向剪切，只有这样才能够更好地保证冷轧硅钢片的自身磁性，从而进一步提高变压器设备的实际运行性能和最终效果。详细来说，实际变压器设备铁芯生产制造过程中，生产工作人员主要可以从以下几方面着手：第一，选用强力磁盘等业内先进的生产制造工艺对变压器铁芯予以优化升级，这样能够从根本上提升变压器设备铁芯的整体稳定性能，能够最大限度地降低因铁芯运行状态不稳定给变压器设备的运行性能带来的影响；第二，选用现代高效的微机监测技术对变压器铁芯展开全面监测，全面做到严格遵循科学精准的监测数据对铁芯成品质量予以综合评价，以确保变压器设备运行的整体质量和效率；第三，传统铁芯技术质量监测标准只定性不定值，而要想从根本上提升铁芯生产制造质量，变压器生产制造企业就务必要对各类质量标准予以鉴别，积极引进当代先进的科学生产监测技术以及精准仪器对定值显示进行监测控制，只有这样才能够从根本上断了监测方式不统一的生产扯皮问题。
结语
变压器的结构设计是一个相对复杂的过程，在整个设计过程中需要考虑很多的变量因素。要想做好变压器的结构设计工作，就必须保障变压器的整体质量。变压器生产制造商提出了在满足设计预期目标的基础上降低材料成本这一设想，旨在解决目前变压器结构成本材料价格始终居高不下和制造厂家经济效益低下的尴尬问题。变压器生产制造商要根据市场对变压器的需求不断对变压器结构设计与制造工艺细节进行优化，提高变压器的性能，满足人们对变压器的使用要求。
参考文献:
[1]付鹏宇,田铭兴,张宁.变压器式可控电抗器结构设计与仿真分析[J].高压电器,2018(05).
[2]魏彩霞,孙业荣,陈朋,etal.提高油浸式配电变压器抗短路能力的研究[J].变压器,2017(07).
[3]徐崇斌.关于解决超特高压变压器铁轭过励磁用去磁线圈的研究[D].2017.
[4]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，(07):105－106.
论文作者:解亚莉,赵军锋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
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