变压器结构及工艺.ppt

变压器结构及工艺,授课：李文革电话：,绪论,1.引言 将“结构”和“工艺”放在一起跟大家介绍，主要是考虑到这两者之间有非常密切的关系，相互影响，很难单独地讲清楚。无数事实证明，研究变压器某一产品结构时，往往要涉及有关工艺问题；而在研究制造工艺时，也脱离不开既定的产品结构。,包括现在很多变压器生产厂家，在部门管理上都分设工艺部门和设计部门各管一面，长期以来在人们的认识上形成一种概念，即设计部门负责产品结构设计；工艺部门是按既定的产品结构专搞制造方法的。无形中使“结构”与“工艺”逐步脱节，违背了客观规律。设计人员往往只关心变压器的电磁计算和有关理论问题（当然关心理论问题是完全必要的），而把结构问题放到次要地位；工艺人员不必（也不要求）对结构负责，只需按图纸提出制造方法，把产品或零部件做出来，就算尽职了。结果造成设计和工艺脱节，容易产生许多技术上的“扯皮”现象，设计结构的工艺性不理想的根本原因就是设计和工艺分家造成的。,2.搞好产品结构设计的前提 设计人员在进行变压器设计时，首先要做电磁和绝缘方面的计算，按计算的结果初步确定产品及主要部件的结构，对一个新开发的产品来说，在初步确定的结构的具体化过程中，往往需要调整，反过来又影响产品性能参数，因此要再做必要的计算，这是“优化”设计的重要组成部分。,产品结构由要求、方案，到形成生产图纸这个“具体化”的过程是个非常重要的阶段，一点也不比电磁计算次要，因性能参数和各项使用要求以及能否按预期指标制造出来，都要通过具体结构体现出来。一般可用结构的“先进性”、“适用性”和“工艺性”来衡量。“先进性”是指选用正确的结构和恰当的结构裕度，使产品既安全可靠又经济合理；“适用性”是指产品能够充分满足使用运行的要求；“工艺性”是指结构合理，相对制造成本较低，易于保证制造质量，满足“先进性”与“适用性”的要求。“三性”是互相密切联系的。,搞好一项产品结构设计，一般应具备以下条件：设计人员要懂得工艺，不但画出布置图而且知道将采用什么工艺方法制造出来，生产中的主要工艺流程，应掌握在制造过程中哪些环节是影响性能参数和产品质量的关键，需在结构上采取适当的措施。,设计人员要掌握产品的使用要求和运行维护的要求，不仅考虑结构的工艺性和制造厂的生产成本，还要考虑运输、安装及维护、检修，应替用户着想，这样才不致在强调先进性和工艺性时忽略了适用性的要求。,工艺专业人员应充分掌握设计意图，明确结构的物理意义，从而在确定工艺方法时保证设计要求；同时应与设计人员密切协作配合，为提高结构的工艺性创造条件。设计结构和工艺方法、工艺装备都应充分考虑标准化、系列化的要求。,第一章 变压器结构,1.变压器结构简述 油浸变压器主要有四大部分：铁制的外壳，即油箱；内部立了三个铁柱、上下两个横的铁柱构成铁心；三个铁柱的每个铁柱外面上套一个铜线绕制成的铜套，这个铜套即线圈，套在铁心上称为绕组；铁心和绕组构成及引线、绝缘构成器身，器身和油箱间充满变压器油。为了完成一些附加功能就要有套管、分接开关、温度计等附件。,2铁心,21 铁心概述铁心是变压器的磁路，也是变压器的重要组成部分。铁心由硅钢片及夹紧装置等组成，夹紧装置使硅钢片彼此连接在一起，形成完整而牢固的铁心结构。1885年世界上第一台具有闭合磁路铁心的单相变压器由匈牙利冈茨工厂制造出来，1887年在单向交流输变电系统中得到正式采用。这种最初的单相变压器铁心是由铁丝绕成且是平放的，不久，变压器铁心改由普通钢片制造。,当人们得知三相交流电优点很多使用方便时，出现了三相交流变压器，三相铁心也应运而生。开始的三相铁心是由三个单相铁心组合而成，他们互成120放置，形成辐射式铁心。但是，因任何瞬时的三相电流之和为零，所以在中心三根心柱中，任何瞬时的磁通之和也为零，因而三相辐射式铁心简化为三相棱形铁心（Y形）。随后，为了使结构切实可行，制造方便，三相铁心过渡到三相平面式铁心。,三相平面式铁心的中柱磁通经两边柱闭合，此路较短，所需励磁电流比两个边柱略小一些，其不平衡度并不妨碍变压器的运行，而结构紧凑结实，对铁心装配十分方便，故至今仍被广泛使用。,三相平面式铁心虽然在变压器发展的早期就已形成了，但经过几十年的发展，具体结构发生了相当大的变化。铁心材料的使用、铁心片的接合方式、铁心接缝的形式以及夹紧方式等等都随着变压器的发展不断的变化着。为适应冷轧硅钢片的性能，减少损耗，铁心现多采用全斜无孔绑扎的形式；随着变压器容量的增大，电压的增高，铁心结构上发展有单相四柱、单相五柱和三相五柱式铁心。随着卷料硅钢片的出现，产生了各式的卷铁心结构，并已开发制造出专用的铁心卷制和绕组绕制设备。目前，用一种新的导磁材料非晶合金制造配电变压器，已受到越来越广泛的关注，尽管它在使用中还有一些尚待解决的问题，但用它取代硅钢片，对缓和当前的能源紧张来说具有很大的经济意义。,2.2铁心的作用由于变压器的工作原理是根据电磁感应原理来的，一、二绕组间并没有电的直接联系，只有通过铁心形成磁的联系。铁心是能量转换的媒介，把一次电路的电能转为磁能，又由此磁能转变为二次电路的电能。在结构上，铁心的夹紧装置使磁导体成为一个机械上完整的结构，而且在其上面套有带绝缘的绕组，支持着引线，并几乎安装了变压器内部的所有部件。变压器铁心是框式闭合结构。其中套绕组的部分称为心柱，不套绕组的部分称为铁轭。,23 铁心的分类变压器铁心的结构决定于它的容量大小、型式、导磁材料的质量以及工艺制造水平。铁心的分类没有统一的方法，任何分类方法，均不能包括全部的结构形式。（1）壳式和心式。铁心有两大基本结构形式，壳式和心式。它们的主要区别是磁路形式不同，即铁心与绕组相对位置不同。,典型的壳式铁心结构如图所示。壳式铁心通常是水平放置的，铁心截面为矩形，每柱有两旁轭，绕组被铁心包围着，因此称为“壳式。”这种铁心的心片规格少，铁心紧固方便，漏磁通有闭合回路，附加损耗小。但与其匹配的矩形绕组制造困难，绝缘结构比较复杂，短路时绕组易变形，且硅钢片用量多。,心式铁心通常是垂直放置的，铁心截面多为分级圆柱形，绕组包围心柱，所以称为心式。心式铁心叠片规格较多，绑扎和夹紧要求较高。但与其匹配的圆形绕组制造方便，短路时的稳定性好，硅钢片用量也少。我国生产的变压器大都采用这种铁心结构。,（2）单相和三相铁心单相铁心广泛应用的是单相两柱单框式。为降低上下轭高度，减少附加损耗，低压大电流和高压试验用的单相变压器也采用单相三柱二框式。特高压大容量变压器为了进一步降低铁心高度，还采用单相二柱三框式和单相三柱四框式，即单相四柱式和单相五柱式。三相铁心使用的较多，但形式比单相的少，一般常见的是三相三柱式和三相五柱式。,（3）立体式和平面式按铁心心柱和铁轭的相互位置可分为立体式和平面式铁心。立体式铁心的心柱和铁轭不在一个平面内，如辐射式铁心、棱形铁心、渐开线式铁心等。立体式结构的铁心磁路对称，磁路长短一样，磁通分布比较均匀，能降低变压器的空载损耗。但结构复杂，制造麻烦，浪费工时。平面式铁心的心柱和铁轭在同一平面内。平面式铁心的机械强度高，工艺性好，应用广泛。,（4）叠铁心和卷铁心叠铁心是由剪切成片的硅钢片叠装而成。随着成卷的冷轧取向硅钢片的出现，为了充分利用磁性的取向性能，产生了由硅钢带卷绕而成的卷铁心。卷铁心的形式较多，有平面式的也有立体式的。,24 铁心材料2.4.1 硅钢片硅钢片属于铁磁材料。1889年由海得菲尔德研究出用于变压器铁心叠片材料的。（1884年9月16日制造第一台变压器），海得菲尔德发现在钢片中添加硅可降低涡流损耗和磁滞损耗。同时可把硅钢片的磁性维持在合理限度内。热轧硅钢片在变压器中使用一直持续到五十年代。1935年高斯发明了冷轧硅钢片。五十年代得到迅速普及。,2.4.1.1 热轧硅钢片特点：A 磁场作用在轧制方向或任何其他方向时，热轧硅钢片的磁性和损耗基本上是相同。50Hz，1T，0.35mm厚硅钢片最低损耗可达到0.9W/kg，5VA/kg。在1.9T时饱和。所以励磁上限不能超过1.5T。B 热轧硅钢片的在机械力作用下，硅钢片的磁性是稳定的。,冷轧硅钢片特点：A 冷轧硅钢片的磁特性和损耗明显的取决于磁化方向。方向变化30可引起两倍以上的损耗，偏离60时励磁 容量可高于正常值50倍。50HZ，1T，0.35mm厚硅钢片最低损耗可达到0.3W/kg0.5W/kg，励磁容量是0.40.6VA/kg，在轧制方向磁密2.03T时饱和。,B 冷轧硅钢片在机械力作用下，硅钢片的磁性是不稳定的，冲击、剪切、振动、冲孔或弯折产生的机械应力，会使硅钢片损耗增加5%-30%。空载电流的增长会超过这个5%-30%值。铁心采用斜接缝，减少冲孔数量，（工艺制造）降低空载损耗。目前，变压器铁心都采用是高导磁晶粒取向磁性钢片材料。,2.4.1.3 取向硅钢片与不取向硅钢片的主要区别原理：在铁磁材料内部存在着很多很小的强烈磁化了的磁化区域，相当于一块块磁铁，称为磁畴。磁化前，这些磁畴杂乱无章地排列，磁场相互抵消，对外不呈现磁性。但在外磁场作用下，这些磁畴沿磁场方向有规律排列，顺着外磁场方向排列的增加，逆着外磁场方向的减少，从而形成一个磁场叠加在外磁场上，所以磁导率增加。,取向硅钢片的易磁化轴与轧制方向一致，磁化特性非常好。不取向硅钢片的易磁化轴与轧制方向不一致，磁化性能没有方向性。理想的取向硅钢片内每个晶粒的易磁化轴完全和与轧制方向平行，但在实际中稍有偏斜，有一定角度，普通冷轧硅钢片轧制方向与100易磁化轴方向偏差约为7。高导磁硅钢片约为3。因此高导磁的硅钢片磁导率要高，具有更好的导磁性能。,取向硅钢片的表面有两层膜，底层是硅酸镁为主的膜，在底层膜上有磷酸盐绝缘膜，这两层在高温下烧结。冷却时因膨胀系数的差别，产生差值对钢板施加张力，降低铁损和磁致伸缩。由于与取向硅钢板固有的表面组织紧密结合，有极高的层间电阻。绝缘保护膜薄，叠片系数高。表面的绝缘层保护以便降低涡流损耗，表面的绝缘层和表面的不平度限制了铁心的叠片系数。,非晶合金：非晶合金是最新问世的一种电工材料。它的研制完全不同于电工钢片。非晶合金最初有美国阿莱德 辛格尔金属玻璃制品有限公司研制，也称金属玻璃。早在20世纪70年代，它便作为汽车轮胎加固钢的代用材料，直到70年代中期，人们才认识到非晶合金磁特性的重要。尽管现在非晶合金仍难于生产和加工，使它应用受到一定局限性，但与最好的电工硅钢片相比，它有十分优越的铁损特性。,溶化的合金材料急剧冷却，还没有结晶时固化玻璃呈不规则原子排列，没有晶体结构。典型非晶合金具有非晶体原子结构。含有80%铁、20%硼和硅。非晶合金铁心特点：空载损耗低：涡流损耗所占比例非常小17%-18%，电阻率高，如60HZ、1.5T，0.44W/kg，相当于高导磁的1/3到1/4。,非晶合金具有较低的饱和磁通密度 1.56T出现饱和。非晶合金励磁伏安值低，1.3T，0.25VA/kg，钢片是0.69VA/kg。饱和1.5T，1.3VA/kg，钢片是0.94VA/kg。薄0.03mm。非晶合金由于高次谐波所引起的铁损值变化比高导磁要小得多。因为非晶合金薄宽度：142mm，170mm，213mm。厚度：0.03mm是高导磁的1/10，叠片系数低0.800.86。,压力敏感性：张力、弯曲都严重影响非晶合金导磁性能。应力作用，都会使单位损耗增加。应力：退火改善性能，最佳退火温度400。最好在200A/m磁场强度下退火，对导磁性能改善最好。寿命:化学性能稳定，耐腐蚀。温度特性：随温度变化导磁性能变化大，温度升高，磁导率下降。磁致伸缩比高导磁硅钢片要大，噪声水平高。,25 铁心装配结构铁心是由铁心本体、夹紧件、绝缘件和接地片等组成。铁心结构见下图。,3 绕组3.1绕组的作用为实现变压器能量转换，需要使电流通过的材料称为导体，而变压器的电路部分就是绕组，由电导率较高的铜导线或铝导线绕制而成。绕制应具有足够的绝缘强度、机械强度和耐热能力。通常将低压绕组放在内侧，即靠近铁心，而把高压绕组放在外侧。,3.2绕组的分类绕组通常分为层式和饼式两种。绕组的线匝沿其轴向依次排列连续绕制的，称为层式绕组。一般层式绕组每层如筒状，所以由两层组成的绕组称双层圆筒式；由多层组成的称多层圆筒式。绕组的线匝沿其辐向连续绕制而成一饼（段），再由许多饼沿轴向排列组成的绕组，称为层式绕组。它包括连续式、纠结式、内屏连续式等。介于层式和饼式之间的绕组有箔式绕组和螺旋式绕组。,3.3绕组的绕向绕组中电流所产生的磁场方向，以及当磁场变化时绕组中感应电势方向都与绕组的绕向有关。绕组的绕向有左绕向和右绕向两种。若线匝从起头向绕组中部沿线匝方向是逆时针方向，称左绕向；若沿线匝方向是顺时针方向，称右绕向。在绕向时，操作者面向绕线机，导线由操作者后面进入绕线机的情况下，那么起头在绕线机左侧绕成的绕组称右绕向绕组，起头在绕线机右侧绕成的绕组称左绕向绕组。简单地说，“左起右绕向，右起左绕向”。,4 绝缘4.1绝缘的分类 油浸变压器的绝缘为油纸漆组合绝缘，绝缘物大多是油和绝缘纸组成的绝缘。变压器绝缘分内绝缘和外绝缘。内绝缘是变压器油箱内的绝缘，包括绕组绝缘、引线绝缘、开关绝缘、套管内部绝缘。外绝缘变压器油箱外的绝缘，包括不同相的套管间及对地绝缘距离和套管外部瓷伞爬距。,内绝缘又分主绝缘和纵绝缘。主绝缘通常指绕组之间，绕组对铁心、油箱等接地部分，引线对铁心、油箱以及开关对铁心、油箱的绝缘。纵绝缘指同一绕组匝间、层间、饼间以及同一绕组各引出线间的绝缘和开关各部件的绝缘。4.2常用绝缘材料绝缘油、绝缘纸和绝缘纸板、绝缘漆。,电阻率很大，可达1091022cm,而流过的电流小到可以忽略不计的材料是绝缘材料。绝缘材料按耐热等级分为七级，即：Y(90)、A(105)、E(120)、B(130)、F(155)、H(180)、C(180以上)。变压器中常用的绝缘材料：绝缘纸板和变压器油为A级；环氧玻璃布板为B级。,绝缘材料在变压器中用以将导电部分彼此之间和导电部分对地（零电位）之间的绝缘隔离。用于各种支撑件时，还应具有良好的力学性能。另外，绝缘材料在不同的电工产品中还起着不同的作用，如散热冷却、固定、储能、灭弧、改善电位梯度、防潮、防霉以及保护导体等。,5 油箱5.1油箱的结构形式 一般按形状分两种：筒式油箱和钟罩式油箱。筒式油箱：一般用于电压35kV及以下、容量6300kVA及以下的变压器，箱沿设在油箱的顶部，箱盖与箱沿用螺栓相连，箱盖一般是平的。,钟罩式油箱：这种油箱的箱沿设在下部，一般距箱200400mm，上节油箱做成钟罩形，用螺栓将上、下节油箱连接在一起，多用于电压等级110kV及以上、容量8000kVA及以上变压器中。这种结构形式的油箱给现场进行器身的检查维修带来了方便。在检修时只要将上节油箱吊开就可以了，而目前最大容量的产品上节油箱重量也不超过30t，远远低于器身的重量，这就大大降低了对现场起重设备能力的要求。钟罩式油箱是我国大型电力变压器主要采用的结构形式。,钟罩式油箱还可以分为拱顶式油箱、平顶式油箱和梯形顶式油箱三种。拱顶式油箱和平顶式油箱一般用于电压等级110kV以下产品，现在有平顶式油箱取代拱顶式油箱的趋势，对于梯形顶式油箱用于电压等级220kV以上产品。按冷却方式分：平壁油箱、波纹油箱、片式散热器油箱、冷却器式油箱。,平壁油箱：当变压器容量较小时，其油箱壁直接用钢板焊接而成，即可以满足散热的要求。波纹油箱：用于中小型变压器，波纹油箱壁用薄钢板压制而成，箱壁具有较高的机械强度和弹性变形能力，因此，不必在箱盖上再安装储油柜，波纹壁即起到补偿因温度变化引起的变压器油体积的变化，同时，波纹壁增加了散热面积，起到冷却的作用。,片式散热器油箱：它是利用散热片来增加变压器的传热面积，有将散热片直接焊接在圆管上，再将圆管焊接在变压器箱壁上，保证散热片内部空腔的油与变压器内部的油相通。随着变压器容量的增大，这种结构已满足不了散热要求，而采用将多组散热器通过连接法兰连接到油箱的箱壁，这种油箱通过在片式散热器的底部或侧面安装吹风装置来提高散热效率。,冷却器式油箱：对于巨型变压器油箱，片式散热器已满足不了散热要求，必须在油箱箱壁上安装高效风冷却器，同时借助于潜油泵来加速油的流动，带走变压器损耗所产生的热量。,5.2 油箱的作用油箱是保护变压器器身的外壳和盛油的容器，是装配变压器外部结构的骨架，同时通过变压器油将器身损耗产生的热量以对流和辐射方式散至大气中，起到冷却作用。,6 变压器保护装置保护装置有储油柜、油位计、吸湿器、压力释放阀、净油器、测温装置、气体继电器等。储油柜：是满足变压器油随温度引起体积的变化，减少或防止水分和空气进入变压器，延缓变压器油和绝缘老化的保护装置。油位计：用以监视变压器油位变化的保护装置。常安装在变压器的储油柜或变压器箱壁上。吸湿器：用以除去进入储油柜的潮气和粉尘的保护装置。,压力释放阀：是变压器的一种压力保护装置，当变压器内部存在严重故障时，油分解产生大量气体，变压器是密封容器，造成油箱内部压力急剧升高，会导致变压器油箱的破裂。压力释放阀及时打开，排出部分变压器油，降低油箱内部压力。待油箱内部压力降低后，压力释放阀将自动闭合，保持油箱的密封。,净油器：是有充有吸收剂的容器，当变压器油流经吸收剂时，油中所带的水分、游离酸和加速绝缘老化的氧化物等皆被吸收，借此使变压器油得到连续再生。测温装置：用以监视变压器油温和绕组温度的热保护装置。气体继电器：当变压器内部有故障，而使油分接产生气体或造成油流冲击时，继电器接点动作，给出信号或自动切除变压器。,7 套管及其他变压器绝缘套管是将变压器内部的高低压绕组的出线头引到油箱外部，既起到引线对地绝缘的作用，也使引线与外电路起连接作用。开关是用来切换变压器的高压或低压绕组的分接头，以满足因网路电压变化需调整输出电压的要求。变压器上还有取样活门、阀门、放气塞、套管互感器、小车、运输冲撞仪等。,1.变压器制造主要工艺流程1.1 铁心 硅钢片 纵剪（切宽度）横剪（切长度、角度）冲孔或冲槽 压毛、涂漆（或不涂漆）叠片 铁心装配 绑扎铁心及烘干 铁心试验 器身装配。,第二章 变压器工艺及设备,铁心片纵剪：就是沿着硅钢片的轧制方向，把一定宽度的材料裁剪成所需宽度的条料，这些条料可直接用于卷铁心的生产或再经横剪剪切成用于叠片式铁心的制造。由于晶粒取向硅钢片，特别是高性能的Hi-B（高导磁）硅钢片，其性能较为敏感，因此为满足变压器铁心制造的需要，铁心片纵向剪切一般采用全自动滚刀式纵剪加工线，其中以德国乔格公司生产的硅钢片纵剪线最具代表性，剪切后毛刺要求低于0.02mm，随着变压器厂对硅钢片的加工质量的不断提高，目前出现了激光切割纵剪线，可以实现无毛刺剪切，但目前应用相对较少。,横剪：就是根据铁心的叠片图和横剪套裁单（提高材料利用率），把一定宽度的硅钢片条料（或板料）按照硅钢片长度方向成某一角度（通常45或90）进行剪切，最终剪切成各种规格和尺寸的变压器铁心片，对于冷轧硅钢片其长度方向应该为硅钢片的轧制方向。其剪切，大体分为普通剪床剪切和全自动剪切线剪切（乔格线等）两种。,铁心叠片：按照叠积图进行铁心的分级叠装，按组成每叠片的硅钢片的张数分为一片、两片、三片一叠，每一叠片中片数越多，气隙的截面越大，在气隙附近引起的磁通畸变也越大，由于磁通的畸变引起的铁心损耗增加，片数越少生产效率越低；在铁心片接缝交点处局部铁损最大，越向周围扩大，铁损越小。最大处（3.6W/Kg）与最小处（1.4W/kG.）相比，约2.6倍。显然，铁损大的地方铁心温度高，铁损小的地方铁心温度低。为了减少接缝处铁损过分集中而造成局部过热，目前国内外均已采用了步进式接缝，即把各层之间叠片接缝向纵向或横向错开，避免铁心某一个剖面接缝集中，其步进数量一般采用3级、5级和6级等形式，3级接缝在小型的配电变压器上应用较多，5级和6级接缝主要用在步进搭接的大型变压器铁心上。,1.2 绕组绕线模、电磁线、绝缘件 绕线 测量电阻和匝数 绕组预整理 真空干燥 压装整理 浸漆（110kV及以上绕组不浸漆）干燥处理 器身装配。,1.3 油箱各种钢材下料 加工或成形 焊装 试漏、机械强度 除锈、清理 喷漆 总装配。焊接方法有焊条电弧焊、气体保护焊、埋弧自动焊。焊条电弧焊：是一种最常见的焊接方法，适用于钢铁及大部分有色金属的焊接。设备简单，一台焊机就位后，焊工持焊条、面罩即可操作完成焊接过程。,气体保护焊：是采用CO2、Ar等作为保护气体，焊接时保护气体通过焊枪的喷嘴喷射出来，在电弧的周围形成气体保护层，机械地将焊接电弧及熔池与空气隔离开来，从而避免了有害气体的浸入，保证焊接过程的稳定，以获得优质焊缝。埋弧焊：是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，埋弧焊的优点是生产效率高，焊缝质量好，劳动条件好，适用于焊接中厚板直长焊缝的焊接。,1.4 器身装配绕组、铁心、绝缘件、引线 拆上铁轭 绕组准备 放下铁轭绝缘 心柱围纸板筒 套绕组 绕组上部绝缘及压板安装 插上铁轭 围屏装配 引线焊装 器身和油箱试装 真空干燥处理,1.5总装配经处理合格的器身和油箱，进行一次器身整理和装配 二次干燥处理 装附件和套管 真空注油 静放 试验 油压试漏 拆卸包装 出厂。,2.变压器制造设备2.1铁心制造设备纵剪线、横剪线、冲床、剪床、铁心装配及翻转台、吊车。,冲剪车间：厂房封闭，铁心卷料翻身架，垂直存放铁心设备，铁心测量台及测量标尺,200t铁心叠装台正在叠制平波电抗器铁心,2.2线圈制造设备立式绕线机、卧式绕线机、线圈干燥设备（热风循环或变压法干燥设备）、铜焊机、压床、吊车、运输平车。,线圈车间：厂房封闭，防尘空调间，15t立式绕线机，400t线圈压床，线圈真空烘房，线圈组装架，电动活络绕线模，12kW和 40kW高频焊机，20t电动线圈起吊架，绕线收紧装置，自粘导线冷藏库，导线精剪、粗剪工具，液压S弯成型工具等。,2.3绝缘制造设备剪板机、剪圆机、冲床、热压机、刨床、钻床、烘房、卷筒机、铣斜边机。2.4油箱制造设备气割机、剪板机、校平机、卷板机、钻床、冲床、车床、铣床、刨床、磨床、折弯机、刨边机、空气压缩机、焊装平台、压床、液压机、手工电弧焊机、气体保护焊机、埋弧焊机、喷砂间、喷枪、烘漆炉、吊车。,2.5器身制造设备器身装配架、冷压焊机、汽相干燥设备、器身压紧装置、吸尘器、吊车。2.6总装制造设备装配架、真空注油设备、真空移动机组、真空滤油机、油处理系统、吊车、气垫车。,装配车间：厂房封闭，250t、400t行车换位，24m跨净化空调房，400kW汽相干燥，铁路专用线延入厂房内18m，线圈组装架，器身装配架，300t气垫车，器身压紧液压装置，引线加工架，干燥空气发生器，大流量滤油机，大口径25000L/h大流量油冲洗设备，60t储油、注油罐等。,装配车间可开启式引线装配净化间,为给三峡产品创造良好的厂内装车和运输条件，将厂内铁路专用线向厂房内又延伸了18米，达到42米。同时为适应D38车体用内导向运输，改造了专用线的旧道岔。,高压试验大厅：1200kV直流电压发生器（包括极性反转装置）,1000kV 2A工频试验变压器，电源滤波装置，0.1级高精度测量用电压互感器，直流局放测试仪等必要的专用试验仪器、仪表。,我国电力工业已经进入“大电网、大机组、西电东送、南北互济、全国联网”的新时代。并正向高效、环保、安全、经济的更高目标迈进。近几年，我国电力工业发展迅速，基本满足了国民经济和社会发展对电力的需求。电力装备水平有了很大的提高，大容量、高电压、高参数、环保型机组快速增长，电网覆盖面和现代化程度不断提高。,第三章 变压器市场情况及其发展趋势,1.目前电力变压器的市场情况近几年随着电力需求量日益增加，国家加大了电力建设的发展力度，进行了三峡水电工程、西电东送工程等一批重大电力建设项目，使电力建设得到迅速的发展。,电力市场的繁荣，带动了我国输变电设备制造水平的快速发展作为重要的输变电设备之一，变压器制造业也取得了长足的快速发展。尤其是随着三峡工程、西电东送工程等跨区电网的建设，对大容量、高电压变压器的需求量大增。,目前国内大型变压器制造厂的生产已处于过度饱和状态，生产能力远远满足不了市场的需求，如保定天威、西变、特变沈阳、特变衡阳等厂家高压、超高压、特高压产品的定货量已超过了4500万千伏安，是2000年前后的4-5倍，2006年初的定货已安排到2007年底或2008年生产。为此，这些厂家都采取措施扩大生产能力，特变电工、保定天威已新建了吊重600吨的大型变压器厂房，西变也在常州新建大型变压器厂房。,2.国内外主要变压器厂家及市场占有率在世界范围内变压器行业已形成几个集团：乌克兰扎布罗热变压器厂，年生产能力10000万千伏安；俄罗斯陶里亚蒂变压器厂，年生产能力4000万千伏安；ABB公司共有29家变压器厂，生产能力8000-10000万千伏安；日本各厂（三菱、东芝、日立、富士）的总和，生产能力6500万千伏安。,近十年来，各国外变压器制造厂看中中国电力市场的飞速发展，于20世纪90年代初纷纷来中国寻找机会。先是欧洲的ABB、西门子、阿尔斯通，接着日本东芝、富士、三菱来华建立和资企业，而且绝大多数取得了控股权。它们已在中国市场上取得了不少的份额。,目前在国内的各变压器制造企业大体上可分为四大梯队：特变电工、保变、西变等国内大型变压器制造公司近些年通过资本运做、上市融资、扩大生产规模、提升产品的技术水平和等级，占有30%-40%的市场份额，以绝对优势形成第一阵营。国内原中小企业在旺盛的需求下，近几年来订单饱满，任务充盈，呈现欣欣向荣的局面，在行业协会的十强榜中，出现了江苏华鹏变压器有限公司、山东达驰、青岛青波变压器股份公司、顺特电气、杭州钱江电气集团有限公司、浙江三门等优秀企业，形成第二阵营，占有30%-40%的市场份额。ABB、AREVA、西门子、日本东芝等几大跨国公司形成第三阵营，占有20%左右的市场份额。不少民营企业由于经营机制灵活，没有非生产性的企业负担，也占据了一定的市场份额，形成第四阵营。,3.国内变压器行业的主要特点国内变压器行业规模庞大，以中小企业居多。目前，国内共有变压器制造企业1300多家。工业总产值超过1亿元的有130多家，员工人数超过2000人的有20家左右。国内变压器市场上，有能力生产直流换流变、1000千伏、750千伏变压器的企业有特变电工沈阳变压器公司、保定天威、西变，500千伏变压器的企业有特变电工沈阳变压器公司、特变电工衡阳变压器公司、保定天威、西变，还有常州东芝、重庆ABB、上海阿尔斯通、济南西门子、广州伊林、山东电力设备厂等近十家企业。,目前国内变压器市场上，有能力生产220千伏变压器的企业有30多家。主要有特变电工沈阳变压器公司、保定天威、西安变压器厂、合资企业常州东芝、重庆ABB等。这几家企业具有较大的生产能力。除此以外生产220千伏电力变压器的企业还有山东电力设备厂、特变电工衡阳变压器公司、青岛青波集团、山东鲁能泰山公司、哈尔滨变压器厂、长春变压器厂、云南变压器厂和合肥ABB、济南西门子、广州伊林等，以上厂家的生产量占国内总量的90%。,生产110kV级的企业有130多家，其中年产量超过100台的企业有江苏华鹏、青岛青波、山东达弛、南京电力、特变电工衡变等厂家。江苏华鹏变压器有限公司以110千伏级变压器为主导产品，年产110千伏级变压器600台左右，一度占据变压器行业十强首位。生产干式配电变压器的企业有100多家，生产能力在100万千伏安以上的企业有顺德、金乡、许继、华鹏等厂家。生产35千伏级以下和箱式变压器的企业有很多，大约近千家。其中优秀的变压器制造厂年产值可达近10亿元左右。,4.产品发展现状近年来，国内变压器行业通过引进国外先进技术，采用先进的设计手段，自身不断的努力和探索，使变压器产品的品种、水平及高电压变压器的容量都有了大幅的提高。目前，国内变压器企业生产的变压器品种包括超高压变压器、换流变压器、各电压等级电力变压器、全密封式变压器、环氧树脂干式变压器、组合式变压器、卷铁心变压器、特种变压器等。随着新材料、新技术、新工艺的不断应用，国内各变压器制造企业还在不断研制和开发出各种结构形式的变压器。,5变压器技术发展现状及趋势5.1技术发展现状随着国内电力市场的蓬勃发展，我国变压器行业产品技术水平有了明显进步和发展。与国外产品相比，除某些高端核心技术还存在一定差距外，无论在产品的设计水平、制造水平和生产规模上都已达到世界先进水平。,5.2设计技术随着新材料和新工艺的应用，变压器的设计水平得到长足的进步。目前，在各类变压器的设计上，广泛应用电子计算机技术。借助优化程序，对变压器进行优化设计。通过各种计算机程序，对变压器进行电场、漏磁场分析、动态电动力计算、涡流损耗和杂散损耗等，使变压器重量大幅度下降，可靠性进一步提高。,5.3铁心制造技术上世纪70年代处，国内各变压器生产企业均采用国产硅钢片纵剪线和多剪床组成的简易硅钢片横剪线。进入上世纪80年代以后，各厂家先后开始进口德国乔格公司生产的纵剪线和横剪线，并采用硬质合金刀具，使铁心片剪切质量得到很大提高，剪切数量也大幅增长。近年来，采用将剪切的硅钢片自动叠成铁心的先进的硅钢片横剪线，和专用的打包机和翻转台，采用不叠上铁轭工艺，进一步提高了铁心的叠装质量。,设计上为降低铁心接缝处的空载损耗，改变传统的单一接缝为多级接缝。常采用的阶梯接缝多为3、5、7、9级。根据实测分析的结果显示，采用多级接缝的变压器，空载损耗不仅能降低15%以上，而且能降低噪音3%-4%。,5.4绕组制造技术线圈是变压器的心脏，变压器性能优劣与线圈制造工艺密切相关。采用先进的工艺和设备是确保绕组质量的关键。从上世纪90年代开始，对大型变压器线圈的绕制在自制的恒温、恒湿度的空调房内进行。线圈的套装也采用整体套装工艺。采用较先进的立式绕线机或更先进的全自动绕线机（自动排线、自动张紧）进行变压器线圈的绕制。导线焊接采用高频焊，焊接质量好、速度快、温度均匀。引线焊接采用冷压焊。,5.5绝缘干燥和油处理技术油浸式变压器采用的是油纸绝缘结构。其核心工艺是绝缘材料的干燥处理，以及变压器的真空脱水。上世纪70年代以前，绝缘干燥的传统工艺为热风循环或真空加热干燥。上世纪80年代中期，国内沈变、保变、西变三大变压器厂率先从国外引进气相干燥设备。是变压器的干燥效果和干燥效率得到很大的提高。到目前，大多数110级变压器产品制造厂都采用气相干燥。,上个世纪70年代，在变压器制造中传统的油处理方式为压力过滤法和离心过滤法，油处理的质量不高，效率低。进入上世纪80年代，随着国外先进油过滤设备的引进，国内油处理技术得到了长足的发展。现企业大多采用了先进的真空喷雾净油法，它的去杂质和脱水效果是其他方法不能媲美的。,5.6节能技术就变压器节能技术发展历程看，中国变压器历经了S6、S7、S8、S9、S11等几个系列的替代过程。目前，S7型产品已经被市场淘汰，S9型节能产品成为市场的主流，而S11型节能型产品的市场规模正在日益增长。,非晶合金变压器改变了传统变压器用硅钢片作为导磁材料，而用新型的非晶合金材料作为导磁材料，使变压器的节能效果显著提高，其空载损耗仅为S9型变压器的30%，是新一代的节能环保产品。,5.7 技术发展趋势有关专家认为，我国变压器行业主要有两个发展方向：一个是向高压、超高压方向发展，尤其是750kV和1000kV。二是向节能化、小型化方向发展。前者主要应用在长距离的输变电线路上，后者主要应用在城市输变电线路上。主要体现在体积小、重量轻、易安装、免维护、无故障、低损耗、低温升、寿命长。无油化、不燃、防爆；低局纺、抗短路、高可靠性；噪音低、振动小、环保性强。除此之外，不同产品还有自身发展的方向。超高压大型变压器向大容量（超过1000MVA）、轻结构、三相式和组合式方向发展。城网用变压器向高阻抗方向发展。配电变压器向小型化，卷铁心，非晶合金，常温超导方向发展。,5.8沈阳变压器研究院股份有限公司沈阳变压器研究院股份有限公司成立于1960年，位于沈阳国家级高新技术产业开发区，是国内唯一的变压器、互感器和电抗器的科研开发机构，在变压器行业占有举足轻重的地位，为我国变压器行业的发展进步做出了重要贡献，是具有很强科研开发能力的现代化高新技术企业。,沈阳变压器研究院股份有限公司自成立以来，与全国数以千计的变压器类产品生产企业和电力、电工企业及国外数十家著名的电气公司建立了广泛的联系，为行业厂家提供产品设计、开发和技术支持，为各生产企业和社会创造了巨大的经济效益和社会效益。,沈阳变压器研究院股份有限公司在研发方面不仅具备计算机上的模拟仿真计算、设计，同时还具备模拟产品真实运行状况的试验检验能力；不仅具备超高压变压器的例行试验、型式试验能力，而且具备突发短路、高低温、环境等特殊试验能力。,沈阳变压器研究院股份有限公司建立了世界一流的国内规模最大的强电流检验室和国内一流的变压器试验基地，与世界顶级试验室荷兰KEMA试验室和意大利CESI试验室等国际知名的电工试验室均有密切的工作联系，可满足500kV及以下变压器类产品的试验要求，为提高中国变压器产品抗短路能力提供了足够的试验条件。,沈阳变压器研究院变压器试验基地是国家变压器质量监督检验中心所在地，是国家质量监督检验检疫总局授权的、中国实验室国家认可委员会认可的、具有第三方公正地位的国内唯一国家级变压器类产品质量监督检验机构，主要业务为变压器类产品的国家监督抽查、委托检验、委托监试、质量仲裁、质量认证、检验技术咨询等。,沈阳变压器研究院股份有限公司还承担了全国变压器行业的标准制、修订和信息工作，并承担了国际电工委员会（IEC）电力变压器技术委员会（TC14）、互感器技术委员会（TC38）和小型电力变压器、电源装置及类似产品技术委员会（TC96）与国际大电网委员会（CIGRE）变压器学术委员会的国内技术归口工作。,国家进出口商品检验局变压器认可实验室、中国电器工业协会变压器分会秘书处、全国变压器标准化技术委员会秘书处、全国互感器标准化技术委员会秘书处、电器工业质量管理协会变压器专业委员会、变压器行业能源研究会、机械工业变压器技术情报网、中国变压器行业信息网、变压器杂志社、变压器行业通讯编辑部等均设在沈阳变压器研究院股份有限公司。,