淺談卷鐵心變壓器繞組制造工藝的改進

摘要：對卷鐵心變壓器繞組制造中常出現的問題進行分析，介紹了繞組設計及制造工藝的改進措施。
關鍵詞：卷鐵心變壓器；繞組；制造；分析；改進
1前言
S11-M·R系列卷鐵心配電變壓器與S9系列配電變壓器相比，因其空載電流孝噪聲低、運行維護簡單，得到了廣大供電部門的認可，并在全國電網改造中得到廣泛使用。但該產品的繞組在制造中易出現一些問題，本文對這些問題進行了分析，并提出了改進措施。
2繞組制造中出現的主要問題
眾所周知，影響卷鐵心變壓器批量生產的主要因素是繞組的制造，特別是低壓繞組的繞制，目前行業上多采用出頭引線“預埋法”繞制卷鐵心變壓器繞組[1]，我公司在試制階段及小批量制造初期，繞組制造過程中遇到一系列問題，其主要問題如下：
（1）在做產品工頻耐壓試驗時，低壓引出頭處放電及高壓引出頭對低壓線匝出現放電現象頻次較高。
（2）低壓繞組出頭引線彎折時，第一匝線提出較多，包扎絕緣后難以送回原位。
（3）低壓繞組紙筒內徑與鐵心柱的間隙小，繞組繞制時易造成繞線齒輪與鐵心柱磨擦，甚至出現低壓紙筒打軟與鐵心抱死現象。
（4）繞組端部距鐵心窗口有25mm、30mm、40mm幾種尺寸。當距離為25mm時繞組繞完后繞線齒輪很難從鐵心柱上卸下。
（5）圖紙中低壓紙筒高度比繞組高度小6mm，繞組繞制時軸向無裕度，特別是很難將低壓線匝全部繞下。
（6）低壓繞組引出頭采用預埋的方式繞制，端部空間達不到低壓出頭預埋長度的尺寸，特別是容量為250kVA～500kVA產品，因其線規大、導線硬、導線并繞根數多、低壓端圈比引出頭預埋長度的尺寸短、導線不易拉緊等，使端部空間很難達到低壓出頭預埋長度的尺寸。
3改進后的繞組設計及制造工藝
針對以上問題，通過實踐摸索，對卷鐵心變壓器繞組制造工藝進行了改進，并取得了良好的效果，下面對其介紹如下：
（1）對于繞組低壓引出頭處的放電或高壓引出頭對低壓線匝出現放電的現象，采取在低壓繞組引出頭彎折處用100%皺紋紙半疊加包青殼紙或DMD預浸箔紙槽一件（這兩種材料韌性好），并在低壓末尾出頭的外側增加0.5mm厚，長80mm～100mm的軟角環（青殼紙制做）兩張，角環搭接10mm～25mm，保證搭接處無縫隙，角環放置在低壓出頭處高低壓間瓦楞油道的外側，深入繞組30mm～50mm。角環放置示意圖見圖1。其作用是加強低壓出頭對高壓線匝的絕緣。
在高壓引出頭的內側增加0.5mm厚，長為100mm～120mm的角環（青殼紙制做）一張，角環放置在高壓起頭處高低壓間瓦楞油道的外側，角環深入繞組30mm～50mm，露出繞組部分長30mm～50mm，以加強高壓繞組起頭與低壓繞組線匝的絕緣。采取以上措施后，繞組出頭處的放電現象明顯減少。
（2）加放高低壓瓦楞油道時，油道要與低壓繞組引出頭端齊平放置或瓦楞油道與繞組高度一致，使彎折后的低壓繞組引出頭及硬端圈易放置。
通過實踐摸索，不斷改進出頭90o揻彎工具。一般常用的揻彎工具如圖2所示。該工具存在主要問題是引出頭揻彎時，導線必須由繞組內提出很多，后來改進為圖3所示組合式揻彎工具。該工具解決了圖2所示工具存在的問題，但是導線揻彎根部易扭曲變形，最后在圖2所示常用揻彎工具的基礎上改進為圖4所示工具。使用時，握住把手，用呆扳手轉動螺母即可。該工具克服了上述揻彎工具的缺點，使用效果良好。
　　
　　
　　
（3）通過合理設計，使低壓紙筒半徑與鐵心柱的間隙為3mm～3.5mm（繞線齒輪凸臺厚1.5mm,
　　齒輪內徑側與鐵心柱間隙為2mm～2.5mm），便于繞線齒輪的安裝及繞組繞制；低壓繞組紙板筒采用浸酚醛樹脂膠烘干固化處理,加強紙板筒的機械強度，并在紙筒搭接時采取搭接方向與繞制方向一致（成型酚醛紙筒采用對接），繞組繞制時減少反轉，減少紙筒搭接處與鐵心戧茬，避免出現抱死現象?！　?
　　（4）根據低壓繞組結構及產品容量，合理設計鐵心窗高與繞組距離，500kVA及以下產品的鐵心窗高與繞組距離為30mm,630～1250kVA產品的鐵心窗高與繞組距離為40mm，這一點從繞組繞制及產品成本方面考慮是最為合理的。間隙較大時，雖然繞組易于繞制，但成本相對增加；間隙小于30mm，成本雖降低，但繞組繞制難度太大，繞線齒輪很難卸下，甚至不能保證產品質量。
（5）采用的低壓紙板筒高度比繞組高度矮2mm，并在繞線齒輪凸臺上加軸向繞制裕度臺階2～3mm，增加繞組的繞制裕度，便于繞組，特別是低壓繞組繞制。
（6）對于產品容量為250～500kVA的低壓繞組引出頭預埋達不到規定長度的，設計時盡量使導線的寬厚比達到較合理值、合理分配線規與導線并繞根數的關系、精確計算端圈空間所能預埋繞組引出頭的長度，并提高導線退火質量，繞線時采用導線脹緊裝置、線匝排列緊密，通過以上措施保證低壓引出頭的預埋長度及繞組繞制。
4結束語
通過上述繞組設計及制造工藝方面的改進，卷鐵心變壓器產品質量的可靠性大大提高，繞組制造效率提高約1.4倍。如我公司一臺S11-M·R-315/10和S11-M·R-630/10變壓器繞組的制作，分別由原來2人14h和16h提高到2人10h和12h，保證了卷鐵心變壓器的產品質量及批量生產。
參考文獻：
[1]蔡長虹.一種卷鐵心變壓器繞組的繞制方法[J].《變壓器》，2003,40(2):25-26.
　　 DiscussingofImproveUponWoundCoreTransformerWinding/s
　　Design&ManufactureTechnique
　　YANGZhao-qing
　　(1.shandougLunengMount.TaiElectricEquipmentCo.,Ltd，Taian271000)
　　Abstract：AnalyzetheproblemduringManufacturingtheWindingsofWoudcoreTransformerandintroductthemethodoftheWinding/sDesign&manufactureTechnique.
Keywords：Woundcoretransformer；Winding；Manufacture；Analysis；Impoveupon
作者簡介：楊兆慶（1973-），男，山東泰安市人，山東魯能泰山電力設備有限公司技術開發部工程師，從事變壓器工藝工作。