变压器结构及制造工艺

1、变压器结构及制造工艺 第一章：变压器的基本知识（应知应会） 一.变压器在电力系统中的作用: 升压 降压 隔离 v二.我国电力变压器的发展 v电压等级 v20世纪五十年代：110kV； v20世纪六十年代：220kV； v20世纪七十年代：330kV； v20世纪八十年代：500kV； v20世纪九十年代-：750kV-1000kV。 v容量： v20世纪五十年代：31500kVA； v20世纪六十年代：120000kVA； 260000kVA v20世纪七十年代：360000kVA v20世纪八十年代：500kV； v20世纪九十年代-：750kV-1000kV。 ： v制造技术： v铁心：材

2、料：热轧 冷轧硅钢片 v 结构：穿心夹紧 绑扎 v 直接缝、半直半斜 全斜 v线圈：材料：铝 铜 v 结构：普通圆筒式 连续纠结式线圈 v主绝缘结构：厚纸筒、大油隙 薄纸筒、小油 隙 v油箱结构：普通桶式 钟罩式免吊心 v附件：分接开关、套管、气体继电器、吸湿器、信号温 度计 v 压力释放阀等得到改进。 v变压器发展趋势：降低损耗水平，提高单台容量，电压 等级向超高压方向发展。 三.变压器的分类 1.按容量来分：500kVA及以下称为小型变压器； 500-6300kVA称为中型变压器； 8000-63000kVA称为大型变压器； 80000kVA及以上称为特大型变压器。 2.按线圈来分：双线圈

3、；三线圈 3.按高低压线圈有无电的联系：普通；自耦。 4.按调压方式：无载调压；有载调压。 5.按相数：单相；三相。 6.按冷却方式：油浸自冷；油浸风冷；强油风冷；强油 水冷。 v电力变压器铁心的结构形式： v内铁式；外铁式。 v电力变压器线圈的结构形式： v双层式；多层式；分段式；连续式；纠结式；单 螺 v旋式；双螺旋式；箔式。 v四.变压器符号表示的意义 vO:自耦 D :单相 S:三相 G:干式 空气自冷 vC:干式浇注成型 F:油浸风冷 S:油浸 水冷 vFP:强迫油循环风冷 SP:强迫油循环水冷 vS：三绕组 L:铝线圈 Z:有载调压 v7. 9.11 性能水平代号（设计序号） v额

4、定容量 电压等级 五.变压器的技术数据 相数：单、三相 额定容量kVA、MVA 额定频率：50Hz/60Hz 各绕组额定电压V、kV 各绕组额定电流A 联结组标号、绕组联结示意图 短路阻抗 冷却方式 使用条件 重量、国名厂名、出厂日期 v六.性能水平的允许偏差 v空载损耗：15% v负载损耗：15% v总损耗：10% v主分接上的空载电压比：0.5% v 额定电流下实际阻抗电压的10% v空载电流：+30% v直流电阻不平衡率：1600kVA时，相4%，线2% v 2000kVA时，相为2%（有中性点 引出） v 线为2%（无中性点 引出） v第二章 铁心结构与叠装 v一.铁心的作用与形式 铁

5、心：导磁体、夹紧装置 导磁体：硅钢片（心柱、铁轭） 非金合金 作用：电能 磁能 电能 铁心的截面：多级圆形截面 与心柱直径：70-1000mm 铁心的叠积方法：单片性能最好，工作量大；一般 2-3片，通常选2片。 铁心的重量： 空载性能：空载损耗：国家标准 空载电流 铁心的材料：国产片 v铁心的夹紧装置 v1.夹紧铁心 v2压紧线圈、支撑引线、布置器身绝缘、 器身定位装置。 v3.夹紧力均匀，片不得翘曲，接缝严合， 降低噪音 v4.铁芯片与夹件用绝缘材料隔开。绝缘 件应有油道，以利于散热。 v铁心的绝缘与接地 v铁心的绝缘：叠片时2-3M,经过干燥浸油后可达 到300M。 v铁心的接地：必须一

6、点接地，防止多点接地造成环 流，烧毁铁心。 v铁心的制造与检测 v纵剪 横剪 叠装 检测 v剪切时，刀的间隙0.005-0.02mm, v冲V形口时，冲模的重合深度为0.2-0.3mm。 v铁心的叠装： v1.在叠装平台上放好一侧夹件、绝缘、心柱的临时支撑； v2.叠中柱、上下轭片、边柱； v3.边叠边敲，接缝严密，用卡尺检测，垂直度用直角尺测 量。 v4.临时绑扎心柱，装另一侧绝缘、夹件。 v第三章 线圈的形式与绕制 v一.线圈的结构特点：由铜、铝圆、扁漆、纸包线 绕制，并配置各种绝缘件。匝数、导线截面、并联 导线换位、绕向、线圈连结方式和型式等。 v二.线圈的匝数：W=U/et W：匝数

7、U：变压器的相 电压 et 每匝电势 V/匝 三. v六.线圈的冷却油道 v绝缘件：静电环、静电屏、端圈、角环、隔板等构成。 v作用：散热。 v制作时注意：尽量减少油流阻力。 线圈的形式 由电压等级及容量的大小来选择。与线圈匝数、 尺寸、截面形状、并联的根数来确定。还要考虑 电气强度、机械强度、散热面积以及制造工艺。 线圈绕制的工艺装备 绕线机、线盘架、绕线模、焊接设备、专用工具。 绕线机的转速： 单根圆导线绕制的圆筒式线圈：150-500r/min 二根圆导线绕制的圆筒式线圈：50-300r/min 1-2根扁导线绕制的圆筒式线圈：15-70r/min 多根并联导线绕制、特大型线圈：3.5-

8、14r/min v圆筒式线圈的一般规定： v图纸表中的总匝数、每层匝数、分接匝数、分段匝数。 v线圈出头不在同一侧而引起多一匝或少一匝的问题，应 按图纸说明进行操作。 v匝绝缘、层间绝缘厚度（张数）和油道宽度等绝缘尺寸 应严格按图纸施工。 v不满匝的层：最外层、次外层，应填充纸板条。 v换位：辐向为2根并绕的圆筒式线圈，应在每层的1/2 （中间）处换位，加换位纸槽，增加绝缘。 v低压圆筒式线圈 v用途：一般用于630kVA及以下变压器的0.4kV电压 等级的低压线圈。 v特点：电压等级低，扁铜线绕制，无绝缘筒，线匝 呈螺旋状前进。 v换位：轴向并联，无需换位。 v 辐向并联，需要换位，在每层的

9、中间。 v低压圆筒式线圈施工图 v低压线圈的绕制过程： v1.弯折起头：留出引线长，用平弯工具 将导线按绕向弯成90起头。 v2.包扎绝缘：在90的直角两边包扎一 定厚度的皱纹纸，外半叠包一层直纹布 带，伸出端绝缘30-40mm，且留有一锥 度，高压为35kV，伸出端绝缘40mm， 锥度长20mm. v3.放置端绝缘：以直纹布带用8字绑法将端绝缘绑在第一线匝 上，并在出头处包纸板槽，端绝缘厚度略小于导线厚，由于 出头根部包扎了绝缘，所以第二层端绝缘一端应压在出头上， 且在该端头剪薄绝缘。套上起头拉紧直纹布带，斜压在第2、 3匝下，然后翻出。 v4.放置轴向拉紧布带：沿圆周放4-5处的油道撑条处

10、放 置轴向拉紧布带，以固定端绝缘，并拉紧线匝。6根导 线并绕每匝编织一次，4根导线并绕每2匝编织一次，1- 3根导线并绕则在线圈的两端编织3-4次后翻到线层外 （外层翻到线层内）直接拉向另一端，绕制时用木槌敲 紧线匝。 v5.并联导线的换位： v以辐向、轴向各2根导线并绕为例，在各层的中间按轴 向“先换外，后换内”，按辐向“先换上，后换下” 进行换位。换位S弯处用直纹布带包扎0.2-0.5mm纸板 槽，槽口向上，所占导线高处填充纸板条，与线匝绑 好。 v6.升层：一层绕完后，直接升层，并放置油道或层间 绝缘。 v7.末头绑扎：在绕至线圈末端最后3-4匝时，需预先在 线匝上套两条斜纹布带，编织1

11、-2匝后压在线匝下，将 末头弯折包好绝缘后，用此两条斜纹布带绑扎固定。 v8.外层包绝缘：线圈最外层一般包以布带（或皱纹 纸），布带先由线圈上端稀绕至下端，然后由下端半 叠包绕至上端。 v高压圆筒式线圈 v高压线圈的特点:层间绝缘用电缆纸，纸筒，端绝缘，瓦 楞油道，静电屏。 v图纸中标明分接头的长度、起末头的长度、ABC相分接头 的位置。层间绝缘的纸张数量、每层匝数、油道位置、 线高、总高、内外径、总匝数、各个分接的匝数、绕制 方向等等。 v高压圆筒式线圈的绕制 v1.弯折起头，包扎绝缘：用手或弯头工具，对于漆包圆 铜线，直径在0.74mm以下时，须4折引出，直径在0.74- 1.35mm之间

12、时，须2折引出. 2.放置端绝缘：用布带把起头栓在绕线模或固定在挡 板上，将条形绝缘端头弯成弧形，并附贴在纸筒上， 用导线压住电话纸，然后开始绕线匝，起始几匝要 用力拉紧导线，以后用拉紧装置即可正常绕制。 v3.放置层间绝缘：层间绝缘要放置得平整，每张绝 缘纸的接头相互错开5-15mm。层间为油道时要放置 较油道撑条薄0.5-1mm的临时纸板撑条，以免线圈 成角形。 v4.导线升层：导线升层位置要相互错开，匝 数增减最后调节，端绝缘厚度也要适当调节， 以免外径局部加大，与油道相邻的端绝缘端 部要放在油道撑条上。 v5.分接线引出：分接头的位置和匝数必须符合图纸的规 定。圆导线折叠引出的分接线根部都应锡焊，与线匝接 触面垫0.5mm纸板槽，并包扎绝缘由轴向引出，分接头 根部用布带绑扎在相邻线匝上。 v6.拴住末头，包扎外部绝缘：线圈绕完后，用直纹布带 拴住末头，绑扎固定。在线圈外表面包扎一层半干无纬 玻璃丝粘带或直纹布带. v检查 线圈在绕制过程中应遵循的基本要求 1.线圈的卷制要紧密无间隙，线圈的匝间一定要紧 密不允许有松动的线匝。 2.保证线圈的几何尺寸，经向和轴向尺寸，决定线 圈的短路阻抗，不得超出允差。 3.除注意导线的截