三维立体卷铁心高过载变压器的设计要点

来源：公司内部

目前，我国农网配电变压器全年大部分时间处于轻载运行状态，年均负荷率低，负荷功耗主要为照明功耗，功耗小; 但在春节、高温、农忙季节等一段时间，同样，在部分工业企业中，也存在年平均负荷率低、负荷峰谷差大、存在短时间过载运转的情况，农村用电负荷急剧增加，负荷可达1.5至2倍，变压器过载烧毁、电压下降等情况容易影响供电质量。那么，下面一起了解下三维立体卷铁心高过载变压器的设计要点吧!

高过载变压器性能参数

主要技术参数

三维立体卷铁芯高过载变压器主要技术数据按S13型变压器国家标准执行，设计和生产时控制在零偏差范围内。

过载能力参数

在正常温升稳定的基础上，满足1.5倍额定容量6h (负载上升和下降阶段各3h )、1.75倍额定容量3h (负载上升和下降阶段各1.5h )、2.0倍额定容量1h的分段连续运行，不影响变压器正常寿命。

温度上升限制值

三维立体绕组铁心高过载变压器在满足过载曲线的基础上，由普通变压器的A级耐热等级提升到F级。

设计的思路和要点

三维立体卷铁芯设计要点

高过载变压器铁心采用三维立体缠绕铁心结构，先经专用弯管机剪裁成所需不等宽胶带，用专用卷取机缠绕时，胶带单侧同步位移，不对称缠绕。由于铁芯架截面呈30倾角半圆形，三个完全相同的单框拼合在一起时，形成剖分面良好、三铁芯柱截面近似为圆的三维立体卷铁芯。三相磁路完全对称、等长，均为短磁路，是三相变压器的铁心结构。

卷铁芯磁导率方向与硅钢带轧制方向完全一致，无缝，恢复好的硅钢片高导磁率的性能，降低噪声7-10dB，满足电网节能环保要求，不存在高磁阻区。再经专用真空退火炉退火后，可以剪切、缠绕产生的机械应力。

绕组设计要点

高过载变压器绕组为圆筒式结构，层间采用0.2mm厚的f级复合绝缘材料。低压绕组导线绝缘采用0.45mm厚f级复合绝缘材料，导体采用无氧铜棒连续挤压制成，保证了导体的尺寸，同时也保证了电阻的平衡; 采用f级2/155漆包线，外接无纬玻璃丝胶粘带，外卷半干燥无纬玻璃丝胶粘带和窗帘杆; 高压绕组直接缠绕在低压绕组上，外层外接紧缩带，机械强度好，抗短路能力强。

线圈呈三角形对称分布，结构紧凑，中心块、相间块及圆弧形块三种按压块围绕线圈三角形线夹强度大，三线圈受力均匀对称，垫块为电工层压木，介电常数高，空间分布合理，三角形中心设置中心块，紧固采用中心杆、相间杆和方杆组合型，强度大，避免线圈在过载和短路冲击时变形。

结合三维立体卷铁芯高过载变压器壳体的结构特点，箱体采用六角形结构全密封波纹水箱，三长边配置相应数量的波纹翅片全密封波纹油箱，具有变压器油与空气完全隔绝，为了在满足各部件安全电气距离、保证高低压走线方便美观的前提下，节约空间，提升材料利用率，延长变压器油使用寿命，减少变压器维护量，密封性能好，散热面积大等优点。

提升防短路能力的设计要点及关键工艺措施

短路阻力是影响高过载变压器稳定的重要指标，确保线圈的稳定缠绕平衡，抗短路冲击，高压绕组能捆绑无纬胶粘带，同时对首尾缠绕由于绕组呈圆形，其结构更牢固，缠绕更顺畅，质量容易控制，对短路作用力的方向分析表明，低压绕组承受内压，硬木撑条确保低压绕组与铁心间的固定，使其顺利通过型式试验和特殊试验。

提升超载能力的关键技术要点和技术措施

在高低压线圈中，通过改进高、低压油路的配置和数量，增加油箱散热面积，降低高过载变压器油向外界环境的温升，控制绕组热点温度，降低绕组引起的油温升，改善波纹的配置和尺寸，使高负荷变压器的温升达到温升极限。

关键词：电炉变压器