电力变压器技术特点

电力变压器技术特点简介我公司制造的电力变压器主要特点是两低一高，两低为低局放、低噪音，一高为可靠性高。一、局部放电的控制措施我公司在设计、制造工艺、原材料选用，生产、试验及现场安装等方面重视局放问题，并采取措施将局放值降低到最小程度。变压器的局部放电问题与许多因素密切相关，其主要影响有几下方面：⑴变压器设计结构⑵制造工艺⑶生产环境⑷原材料质量我公司在整个生产中，针对上述几个方面，通过严格的质量保证体系保证产品的高质量。1、设计结构方面局部放电产生的原因是由于绝缘结构中存在着一些弱点，这些弱点既可以在结构设计时产生，也可以在制造过程中产生，不良的设计和制造导致电场过于集中，在该电场集中的地方，就有可能使油隙产生局部放电或沿固体绝缘表面放电，甚至导致固体绝缘击穿。为了避免变压器结构设计时出现的局部电场集中，我们采取专门的电场分析软件，对变压器进行优化设计，严格控制各结构部位的局放电压下电场强度值，使其不超过产生局部放电允许的场强值。无论是高压电极还是对地电极包括它们周围的绝缘材料，只要某处场强值超过了出现局部放电的最小场强，就可能导致局部放电发生。另外，若在操作过程中引起结构件或绝缘的破坏，也能造成局放量过大。针对设计结构方面引起的局部放电问题，我们采取了以下几点措施：•1.1对变压器新结构、新尺寸产品的电场较高区域进行详细计算，按局放试验电压下的场强校核绝缘结构和距离。•1.2改善线圈端部电场的分布，避免产生电场集中，降低局放量。•1.3对于在操作或转运过程中，绝缘容易受到损伤的部位和场强较大的部位，主要是线圈出头根部，大量采用成型绝缘件以保护绝缘不被伤害，同时也增加了绝缘强度。•1.4通过对高压出头采用特殊的圆整化措施，极大地降低了局放量。通过对地电极形状的改进，如对夹件、法兰和出线盒壁边缘圆整化等措施都起到了降低局放的作用。•1.5对处于高场强区域内的绝缘块的边缘尖角进行圆整化处理，“绝缘电极圆角化”降低了其表面电场强度和局放量。•1.6在绝缘结构设计时充分考虑抽真空和注油时气流的畅通性，避免由于局部窝气而造成的局放量大。•1.7采用新结构的磁屏蔽，其外部为绝缘纸板包裹，且保证一点接地，避免了多点接地或悬浮电位引起的局放量大。2、制造工艺方面制造工艺在局放的控制中占很重要地位，如果由于制造原因使金属部件带有尖角、毛刺或者绝缘件混进杂质等，就会造成电场分布发生畸变，场强升高产生局部放电。另外由于工艺处理不当如干燥不良、真空度不够等均会使绝缘油含气量、含水量超高而产生局部放电。针对上述问题，我们采取以下措施：•2.1严格遵守油箱及导线焊接工艺，保证接头、焊点无尖角和毛刺；•2.2确保绝缘件表面光滑，我公司购买了绝缘件加工倒角机、铣边机和去毛机等专用设备。•2.3绝缘压板和处于高场强区的绝缘垫块等保证边角圆整化。•2.4采用真空注油工艺，对真空注油的真空度、油温和注油速度进行严格控制，产品在总装工序要用真空泵抽真空。•2.5引线焊接采用冷压焊工艺，减小了制造中金属粉尘的产生和扩散，进而降低局部放电量。3、生产环境只有清洁的环境才能制造出高质量的产品，为净化产品，确保低局放，本公司铁芯、线圈、绝缘件、装配均在全空调、全密封、无尘、净化的车间进行生产。•3.1做好厂房和工作场地的净洁工程，绝缘、线圈、铁芯和总装车间的降尘量控制在20mg/m2d以内。•3.2线圈、绝缘件、硅钢片和器身半成品的存放、运输期间必须进行覆盖。•3.3清理线圈、铁芯、器身等部件时只许用大功率吸尘器，严禁用高压吹。•3.4加强空调净化厂房出入管理，车辆进入该区域必须除尘。•3.5加强零部件、半成品的传递、运输管理，运输器具必须干净无尘。•3.6健全半成品、零部件交接验收手续，不净洁的半成品、零部件不许进入成品车间。•3.7装配插板工序、装配引线工序在施工中，产品器身要用纸板围挡，防灰尘与异物进入。4、材料方面•4.1我们采用魏德曼公司制造的优质绝缘纸板、绝缘件、成型件及国产高密度层压板。•4.2严格控制电磁线、引线电缆、铜棒等材料的制造质量，对外协生产厂家进行质量监控。因为采取了上述措施，我公司在解决变压器局放问题上已取得了明显的效果，我们生产的变压器局放量小于100PC。二、低噪声技术措施噪声来自铁芯，并通过器身、油、油箱对外传播。同时冷却装置等附件噪声的叠加会增加噪声。我公司已成功地生产出大量低噪声变压器，为此采取的措施有：•1、选择合适的磁通密度及高导磁、低磁致伸缩的优质硅钢片，降低噪声。•2、计算铁芯的自振频率，避开引起铁芯共振的磁致伸缩频率。•3、铁芯采用阶梯全斜步进搭接接缝技术，而且一片一叠，极大地改善接缝处磁通分布，降低噪声。•4、采用国际先进的进口乔格线剪切铁芯片，毛刺极少，且能自动堆垛成一个芯柱。•5、控制合适的铁芯压紧力。•6、器身完全采用高抗短路强度的结构、工艺措施，避免机械噪声的传播。•7、铁芯与油箱间采用TW型隔振橡胶垫，其隔振性能远大于一般橡胶，减少铁芯噪音的传播。•8、在变压器油箱的加强铁中灌注隔声物质，加大油箱质量，减少油箱共振，增加吸声率。•9、为了减少变压器噪声从变压器油箱向外辐射，在变压器油箱外安装高效隔声板。三、提高产品抗短路能力的措施一、设计和工艺、选材原则根据理论和实践的研究成果，要保证变压器承受短路能力的原则是：基础要稳定，支点要可靠，短路力要小，保护力要大，导线自身的强度要高。基础要稳固指的是：短路力作用在线圈上，经过垫块、撑条及线圈支架再传递各种各样的支撑零件上，最后传递到铁芯、夹件、拉板直至油箱。虽然短路过程时间很短，但有个过渡过程，在这个过程中，变压器会剧烈抖动，任何一个零件移位，都可能造成整个变压器失稳，从而造成短路损坏，要保证支点可靠，也就是绕组的撑条，垫块要成为可靠的支点。短路力要小主要是指绕组要对称设计，做好绕组的安匝平衡，减少短路轴向力。保护力要大，是指适当增加压紧力，确保压紧力大于短路轴向力。各结构件的机械强度大于可能受到的各种力。导线自身的强度要高，是指导线本身耐受短路时机械强度要高。对上述设计和工艺原则，我们采用引进的“变压器漏磁场及绕组短路强度计算软件包”进行详细精确的计算，并采用成熟的设计工艺措施进行保证。二、保证产品高抗短路强度的措施保证基础稳定的措施：铁芯是变压器器身、引线支架的基础。对铁芯本身我们通过大板式上下夹件、拉板、拉带、上梁、侧梁，将铁芯形成一个牢固的钢性框架。铁芯与油箱间采用反压钉等措施具有六向强力定位。保证在短路时、起吊时、各种运输时，铁芯在油箱内不会有任何移动。保证支点可靠的措施•内绕组绕制在硬纸筒上。•充分保证绝缘垫块的稳定性，保证垫块充分收缩。采取线圈干燥，组装后器身干燥，引线完毕后整体干燥，共三次干燥的工艺。•采用机械强度高的绝缘材料，如采用高密度T4纸板等。•压板采用主副压板,并增加压钉数目。•引线夹持件距离适当。保证短路力要小的措施：•绕组对称设计，对称布置。保证保护力大的措施：•适当增加压紧力，保证压紧力大于轴向力。•各结构件的机械强度大于可能受到的各种力。•各结构件相互锁死，使不同零部件构成一个整体。保证导线本身的机械强度：•根据短路强度计算结果，对变压器选用高强度丹尼松纸包制的组合导线（120MVA低压采用自粘性换位导线）。三、绕紧、套紧、压紧1.采用具有轴向、辐向拉紧装置的立式绕线机绕制线圈，保证绕组绕紧。2.根据短路强度计算的结果，适当增加撑条数，并设置外撑条。3.保证线圈及器身套紧，套装在热状态下进行，套装间隙1mm以下。4.压紧充分：绕组、器身，每次干燥后要压紧整形，总装时，采用进口液压缸按压紧力要求充分压紧。5.绕组安匝不平衡度小，在绕组干燥后压紧整形时，线圈高度如高于设计值，再次进行干燥。干燥完后，按安匝平衡分区测量调整绕组间的安匝平衡度。四、新材料的应用•为了使电力变压器能承受过载后热点温度，提高产品寿命，选用NOMEX绝缘材料，用来制造各种绝缘部件。•NOMEX绝缘材料是由美国杜邦公司开发的一种新型的绝缘材料，以前主要应用在航天领域，近年美国才允许在民用产品中使用。它是一种以芳香聚酰胺纤维为基础的合成材料，具有以下优点：•在220℃的高温中运行，稳定性仍然极佳，仍能保持纤维原有的特性，分子链不易破裂，不易老化，因而热稳定性强。•在液体冷却介质中，高温运行时不会裂解，并且不会释放出气体和二次产物。•在高温干燥工艺及在静态和动态负荷条件下，在190℃的矿物油中厚度收缩较小，几何尺寸稳定。•在油中介电常数较低，约为3.4，比普通绝缘材料低23.5%。•在油及空气中都有良好的介电特性，且受气体含量的影响较小。•在油中有良好的局部放电强度，在相同的条件下，耐压试验击穿时间约为普通绝缘材料的10倍。•NOMEX®纸在300℃时的限氧指数还大于20.8%，有很好的阻燃性，即使在被燃烧时，在烟雾中检测不到有害物质，安全性好。我们利用NOMEX绝缘材料其良好的电气性能、物理性能和机械性能，用来制作和加工所需的各种绝缘件。（以下均为各种型号的诺密克纸板）•选用E93型为热压纸板，密度一般为0.83g／cm3，用于作软质成型件，如角环、反角环、扇形片和成型部件。•选用N414型纸板用来制造各种成型部件、纸筒。N414型纸密度为1.029g／cm3，为中密度纸板（即压光纸板，可成型）。•选用E94型纸板，用于制作垫块、撑条、垫脚及压紧元件。E94型诺密克纸板是一种非常坚硬和机械稳定性较好的材料，密度为1.149g／cm3，为最高密度纸板。