变压器生产工艺探讨

摘 要：现阶段，电力系统的建设需要用到不同品种的变压器设备。其中，不仅包含超高压变压器、全封闭式变压器，同时还包含组合式变压器以及换流变压器等等。通过变压器等设备的广泛应用，极大的提升了电力系统的运行质量。本文先对变压器生产流程以及新材料应用进行探讨，并进一步研究变压器生产工艺。

关键词：变压器；生产工艺

中图分类号：TM405 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0056-02

1 引 言

随着国内城市化进程的不断加快，我国对于电网工程的建设越来越重视。同时，变压器的制造与应用，有效的改善了输配电过程的安全性与可靠性。我国电网建设对于变压器的需求量急剧增加，因而目前研究变压器的生产工艺有着重要的意义。

2 概 述

2.1 变压器生产工艺流程

在进行变压器的生产工作中，主要包含铁心、绝缘件制作以及绕组绕制、夹件制作、紧固件、油箱的制作等环节，之后在进行相应的测试、包装与入库。需要注意的是，金属板材和金属型材在进行下料工作之前，要进行严格的喷、抛除锈处理，并且油箱以及储油柜的制作，也要严格按照要求进行防锈漆、面漆的喷涂，进而提升变压器的耐腐蚀效果。

2.2 变压器制造中新材料的应用

随着电力事业的不断发展，以往所使用的高能耗变压器已经不能满足目前电力输送工作的要求，因而要加强变压器制造材料的研究，不断提升变压器的环保节能效果。这一过程中，要做好新材料性能的分析，比如现阶段应用较广的非晶体合金变压器，有着良好的节能性与经济性，并且变压器的空载损耗较低。尤其在农村或者是较为偏远的山区，新型变压器的应用有着良好的节能效果。对于非晶合金材料来说，通过将其应用到变压器铁心中，可以有效减少变压器的空载损耗。在性能方面，非晶体合金变压器要比以往使用的硅钢片变压器好的多。此外，通过对变压器的结构进行改良，应用三相五柱结构或者是三相三柱结构，不仅可以提升结构的简易性，同时能获得更好的经济效益，表1对非晶合金材料1K101和2605SA1进行了比较，从数据方面可以看出它们之间有着较大的性能差异。

3 变压器生产工艺分析

3.1 铁心制作工艺

要想提高铁心制作工艺与水平，就要提升剪切设备的质量与使用方法。在进行铁心生产工作时，主要应用的是多级接缝铁心。随着变压器设计水平的不断提升，有效降低了铁心接缝位置处的损耗问题。以往生产过程中主要用到单一接缝工艺，目前制造中主要使用的是多级接缝工艺，还有的企业用到了局部阶梯接缝工艺。通过进行这一改进，不仅可以减少变压器的噪声（降噪3～4%左右），同时可以有效减少变压器的空载损耗（15%左右）。对于铁心柱而言，主要用到嵌下轭工艺，相比于普通的生产工艺，该方法可以提升铁心制造的叠装效果，并且能够减少芯柱叠装的时间。

3.2 绝缘件制作

在进行绝缘件制作时，首先要对绝缘材料进行复检，之后再按照套裁方案进行下料。下料结束后要进行纸板刷胶、叠放等工作，并借助蒸汽热压法进行热压。最后，要进行绝缘件的锯削、铣削直至成型。在绝缘件车间中，主要进行绝缘件以及紧固件、夹件等设施的制作。轴类零件大多是使用车床、铣床进行加工。在进行箱体类以及复杂异形绝缘件的制作时，主要是在加工中心进行加工制作。

3.3 绝缘干燥以及油处理工艺

以往所用的油浸式变压器，主要使用真空脱水技术进行干燥。自20世纪80年代以来，我国引进了气相干燥技术以及相应的设备，因而变压器的生产工艺取得了显著的提升。近几年来，我国正在进行煤油蒸发器的研究，并且研制出内置式的一些产品。在进行油处理工作时，主要通过引进油过滤设备进行处理。

3.4 绕组绕制和整形工艺

变压器绕线设备有普通卧式绕线机、立式绕线机、箔式绕线机、自动排线绕线机和全自动绕线机。绕线模具根据材料和结构有木模、钢模、铝模及可调模等。在绕组绕制之前，首先要准备好相应的漆包线、电磁线以及绝缘零件等材料。之后，工作人员要对导线线规尺寸以及绕线模长度与直径进行检查。最后，再按照绕组结构选定相应的绕线机绕制绕组。对于绕制好的绕组，技術人员要进行严格的检验，合格之后还要进行干燥预热处理。

小型线圈整形固化工艺是将线圈进行压制、整形，在模板的压紧下进入热风炉加热升温，待绝缘层的热熔胶熔化后，线匝间的应力减小。然后，在模板的压紧力下继续降温冷却，直至固化定形才拆卸压紧模板。大型线圈整形工艺通过在烘炉内加热，在恒压力装置下，线圈在干燥的过程中实现压紧定形。

高电压等级的变压器还要使用真空浸漆设备进行浸漆工作。浸漆结束之后，再将其送真空干燥罐进行干燥处理，上述工作完成之后要进行装配。

采用线圈整形工艺后，线圈与铁芯间的套装裕度可减小，产品结构更紧凑，有效的降低原材料成本，绕组的机械强度明显提高，产品抗短路能力加强，能显著提高产品运行的可靠性。

3.5 焊接件制作

首先，要进行板材、型材的选定，并对其表面进行除锈。检验合格之后，再进行下料组焊工作。对于小型油箱和片式散热器而言，制作过程中主要在整套焊接生产线完成。这一过程中的所有焊接件，焊接之后都要进行相应的防锈漆以及绝缘漆的喷涂，比如箱体、箱盖以及出油箱等。

3.6 装配工艺

变压器装配通常分为炉前器身装配和炉后总装配。

在进行变压器铁心的装配工作时，要对其几何形状、尺寸进行精确把控，保证铁心的轴线以及厚度、设计等方面与要求相符。此外，接缝大小也要进行检查，确保变压器铁心的截面不能发生局部突出等问题，并且要保证变压器铁心片不能发生搭接现象。具体装配过程中，要加强对单位压力的控制，防止压力超过规定的范围。另外，为了提升铁心的整体质量，还要确保填充系数的合理性。

小型电力变压器采用变压器柔性装配生产线工艺可以实现流水线模式生产，能有效地改善工作环境，大幅度提高生产效率，对操作者的技能要求降低。变压器柔性装配生产线工艺在线圈套装环节是关键，对线圈的几何尺寸要求较高。

需要注意的是，装配工作中要加强检测：①完成套装、插板之后，操作人员要进行自检，确定合格之后再由相应的质检员进行检验。随后，还要由试验站的试验人员进行器身的试验。上述检验工作结束之后，才能进入到下一道工序。②焊线、箱盖安装以及套管、开关等配件安装结束之后，要由专项质检员进行设备的检验，合格之后再进行真空罐干燥。此外，还要对打压试漏检验引起重视，具体吊运过程中要尽可能降低速度。

3.7 真空注油工艺

真空注油工艺分为大型变压器的真空注油和小型变压器的真空注油。

大型变压器的真空注油工艺是直接利用真空机组对已总装配后的变压器产品按真空注油工艺曲线要求抽真空，在规定的注油阶段进行注油。

小型配电变压器采用真空注油工艺也要严格按照真空注油工艺曲线进行抽真空和注油。与大型变压器的真空注油工艺不同的是小型配电变压器的油箱结构不能承受真空压力，要借助专用的真空注油灌的设备进行。先把总装配后的变压器产品推入专用的真空注油灌内，封闭后，对真空注油灌进行抽真空，达到规定的真空注油曲线要求后启动自动注油枪在真空注油灌内进行真空注油。

4 變压器的发展趋势

变压器将朝着以下几方面发展：①变压器电压等级将逐步趋向于超高电压。根据电压等级的不同，可以将变压器分为四种不同的产品：高端变压器、220～500kV变压器，此外还包含110～200kV变压器和低于110kV的变压器。随着材料工艺以及制造水平的不断提升，未来变压器的电压等级将达到750kV甚至是1000kV。②变压器的节能效果将更好，并且有着高阻抗、防爆性等优势。这些种类的变压器大多以中小型为主，尤其在农网、城网中将得到广泛的应用。③超高压大型变压器将逐步朝着大容量、三相式以及轻结构的方向发展，并且组合式变压器的应用将会越来越广泛。④城网用变压器将朝着高阻抗方向发展，对于城网用变压器而言，其不仅要具备可靠性高、噪声小、安全性能好的特点，同时还要控制变压器的体积。比如，可以应用体积小、成本低的组合式变压器。同时，还可以应用模块化的变压器。这一类型的变压器有着较好的通用性，并且可以进行标准模块化装配，因而在供货、维修保养方面可以得到保证。此外，还要提升变压器的智能化水平，降低变压器操作难度，对其进行远程的监控与操作。⑤要加强对非晶合金变压器、卷铁心变压器以及常温超导变压器的研发与应用，不断提升变压器电力器件的性能，降低变压器生产过程的成本。

5 结束语

就目前国内外变压器的制造而言，直流换流变压器生产工艺是相对尖端的一种工艺。未来变压器的生产工艺将会逐步朝着环保、节能的方向发展，并且变压器运行过程中的噪音更小、组合化程度更高、可靠性更好。具体来说，随着国内电力事业的不断发展，变压器的应用将会越来越广泛，这就对变压器的生产工艺提出了更为严苛的要求。因而，在进行变压器的制造工作时，要加强对新材料、新工艺的应用，尤其要注重铁心制造工艺，对于变压器铁心的制造要加强管理，严格按照工艺流程与要求进行变压器的制造。此外，还要提升变压器的整体质量，提高变压器的环保节能效果，进而促进变压器制造行业的健康发展。

参考文献

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[3]王峰丽.变压器产业及技术现状和发展趋势[J].电气制造，2010（2）：16～20.

收稿日期：2018-9-26

作者简介：王七五（1975-），男，汉族，广西资源人，助理工程师，本科，主要从事电力变压器生产管理的工作。