提高變壓器繞組抗短路能力的制造工藝措施

　　摘　要：變壓器繞組在運(yùn)行壽命期間，經(jīng)常受到短路電磁力的多次沖擊，其抗短路能力的提高，對國內(nèi)外的變壓器制造行業(yè)一直是值得深入研究和認(rèn)真對待的技術(shù)難題。

0前言
　　變壓器繞組在整個(gè)運(yùn)行壽命期間，不可避免地要受到短路電磁力的多次沖擊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)110 kV城網(wǎng)直降用雙繞組變壓器，平均每年將要承受各種短路故障十幾次甚至幾十次。
　　隨著變壓器電壓等級(jí)的不斷提高，系統(tǒng)容量和變壓器單臺(tái)容量的不斷擴(kuò)大，在變壓器短路阻抗一定的條件下，短路電磁力對變壓器的威脅將更加嚴(yán)重。為了確保變壓器的安全、可靠運(yùn)行，必須設(shè)法提高變壓器繞組的抗短路能力。
　　盡管人們對變壓器繞組的抗短路能力的試驗(yàn)研究已經(jīng)進(jìn)行了半個(gè)多世紀(jì)，并且也曾多次召開國際會(huì)議專門研討變壓器繞組承受短路的能力。但近幾年來我國電力部門的運(yùn)行實(shí)踐表明，不論是國內(nèi)廠家生產(chǎn)的變壓器，還是從國外廠家進(jìn)口的變壓器，在短路電磁力的沖擊下，依舊有很多因繞組的抗短路能力不夠而損壞的事故發(fā)生。因此變壓器繞組抗短路能力的提高，對國內(nèi)外的變壓器制造行業(yè)來說，仍是一個(gè)值得深入研究和認(rèn)真對待的技術(shù)難題。?

1繞組制造工藝方面的措施
1.1絕緣件制造方面
　　絕緣紙板條料采用HPB紙板制作并熱壓密化處理，密化壓力為20～30 MPa，溫度為90±10 ℃，時(shí)間不少于5 h。注意熱壓時(shí)保持壓力恒定，并且從熱壓機(jī)上卸料后及時(shí)加工沖制墊塊，不可時(shí)間過長，一般不超過5 d，以免吸潮。
　　墊塊穿配時(shí)要加強(qiáng)對各撐條上墊塊總高度的控制，使各撐條上墊塊受力均勻，同一繞組的撐條高度互差控制在±1％以內(nèi)，同臺(tái)產(chǎn)品異相繞組撐條墊塊總高互差不大于1.5％。
　　鐵軛絕緣端圈上的墊塊應(yīng)分布均勻，位置公差為±2 mm，厚度要一致，公差控制在±1 mm。?
1.2繞組的繞制
　　當(dāng)繞組線餅輻向墊條填充厚度超過20 mm時(shí)，要采用成型層壓件，或者把填充輻向尺寸的層間墊條、內(nèi)徑墊條和外徑墊條入烘干爐干燥，排除墊條內(nèi)的水分，出爐后對墊條進(jìn)行浸變壓器油處理。入爐時(shí)間不少于8 h，溫度在80～100 ℃。
　　當(dāng)電磁線的裸導(dǎo)體厚度小于2 mm、匝絕緣厚度超過整根導(dǎo)線總厚度的50％時(shí)，在繞制繞組前要對電磁線進(jìn)行預(yù)處理：把電磁線入烘干爐干燥，入爐時(shí)間不少于8 h，溫度為80～100 ℃。這樣一方面可以排除匝絕緣內(nèi)的水分，繞制時(shí)線餅輻向尺寸緊實(shí)；另一方面可以減輕繞制過程中匝絕緣之間的摩擦，必要時(shí)可以抽真空處理。
　　繞制繞組時(shí)，必須采用拉緊裝置拉緊導(dǎo)線。低壓單螺旋要對外徑側(cè)的4～6根導(dǎo)線進(jìn)行拉緊，連續(xù)式線圈要對全部導(dǎo)線進(jìn)行軸向和輻向壓緊，高壓線圈要對全部導(dǎo)線拉緊。繞制反餅臨時(shí)段時(shí)，也要使用拉緊裝置，以便使線匝平整。同餅導(dǎo)線用兩手指沿輻向拉時(shí)，不得有縫隙，即不得超過寬10 mm，厚0.2 mm。
　　嚴(yán)格控制輻向尺寸，要符合圖紙上的技術(shù)要求。不可因?yàn)檩椣虺叽邕_(dá)不到圖紙要求，就降低繞制過程中的拉緊力和拉緊的導(dǎo)線根數(shù)，決不可以把線餅間起連接作用的換位找松。當(dāng)采用的電磁線裸導(dǎo)體厚度≤2 mm、匝絕緣占導(dǎo)線總厚度的50％以上。而線餅匝數(shù)在20匝以上時(shí)，采用全部繞制正餅的方法（即反餅也繞制成正餅），線餅間的連接采用糾結(jié)連接的方法。
　　為了保證線段圓整，絕緣撐條要沿圓周均勻分布，撐條間距偏差不超過±3 mm。對于繞組采用普通紙包扁線的，當(dāng)撐條間距大于150 mm時(shí)，在主撐條間加放臨時(shí)假撐條；對于繞組采用紙包組合線和換位導(dǎo)線的，當(dāng)撐條間距大于200 mm時(shí)，在主撐條間加放臨時(shí)假撐條。
　　線圈出頭及端部線餅全部用具有熱縮性的收縮帶打竹節(jié)扣綁扎，并且要綁扎緊實(shí)牢固。特別是低壓和調(diào)壓螺旋式線圈，更要加強(qiáng)綁扎，出頭前、后各3個(gè)撐條間隔內(nèi)均要綁扎。當(dāng)撐條間距大于150 mm時(shí)，每間隔綁扎2道，每道至少6層。對于連續(xù)式（內(nèi)屏蔽連續(xù)式）、糾結(jié)式和單螺旋式線圈至少綁扎3個(gè)線餅；對于雙螺旋、三螺旋或多螺旋式線圈至少綁扎3匝，沿圓周每3個(gè)間隔綁扎1處。并且線圈出爐后還要再次進(jìn)行緊固打結(jié)綁扎，保證綁扎帶不松動(dòng)。
1.3繞組干燥處理
　　線圈采用抽真空恒壓干燥，以保證繞組的軸向尺寸穩(wěn)定。恒壓壓力為3 MPa，干燥時(shí)間不少于20 h，尤其是要特別注意線圈預(yù)熱時(shí)間不可少于6 h。因?yàn)榻?jīng)過大量的實(shí)測數(shù)據(jù)表明：變壓器線圈在整個(gè)恒壓干燥過程中軸向尺寸收縮的80%以上是在預(yù)熱階段實(shí)現(xiàn)的。
　　嚴(yán)格控制線圈的軸向尺寸每個(gè)線圈的軸向尺寸公差要嚴(yán)格控制在±2 mm，同一相但不同繞組線圈的軸向尺寸互差小于3 mm，以便線圈均勻壓緊。如果達(dá)不到圖紙要求尺寸，則在設(shè)計(jì)指定的區(qū)域調(diào)節(jié)油隙墊塊。用于調(diào)節(jié)的墊塊也要隨線圈入爐進(jìn)行恒壓干燥處理。
　　線圈恒壓干燥后要在4 h內(nèi)完成線圈的再次整理工作，否則要重新入爐干燥處理。完工后要及時(shí)用塑料袋把線圈包裹嚴(yán)，以防止線圈匝絕緣吸潮并及時(shí)套裝，不可存放時(shí)間太長。

2器身裝配與整體套裝
　　鐵軛墊塊要平整，斜度要小于2‰，如果超過要求應(yīng)對墊塊進(jìn)行修整。
　　繞組套裝要緊實(shí)。繞組在下落過程中要能聽到繞組絕緣撐條與紙筒間的摩擦聲，尤其是內(nèi)側(cè)繞組要撐緊，各撐條均不得懸空，否則要增加調(diào)節(jié)紙板或增加油隙撐條的厚度（增加撐條厚度比增加調(diào)節(jié)紙板厚度用料少，成本低，經(jīng)濟(jì)效益好）。
　　各繞組撐條和油隙撐條沿輻向要相互對齊，偏差小于5 mm，繞組墊塊與上下端圈墊塊要相互對齊，偏差小于5 mm，保證軸向壓緊力的傳遞。
　　在對繞組進(jìn)行壓緊時(shí)，壓力不可低于3 MPa，各壓釘要均勻擰緊，不可擰緊一個(gè)完全到位，再擰緊第2個(gè)，以免造成繞組局部變形。

3結(jié)束語
　　以上介紹了天威保變電氣股份有限公司在生產(chǎn)制造大型變壓器繞組時(shí)，提高繞組抗短路能力的具體措施，有些方法措施同行業(yè)已經(jīng)采用，但是其中的繞組制造中有關(guān)電磁線和絕緣件的預(yù)處理是該公司在多年的制造中總結(jié)出來的行之有效的方法措施。