立体卷铁心油浸式变压器
浅谈110kV立体卷铁心电力变压器
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald74DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.12.074浅谈110kV立体卷铁心电力变压器郑玲(广东敞开电气有限公司 广东开平 529339)摘 要：本文中介绍了110kV电力变压器的基本情况及现状，重点通过对比的方式，讲述了110kV电压等级的立体卷铁心变压器和传统平面叠片铁心变压器的优缺点，总结了110kV立体卷铁心电力变压器产品技术及工艺亮点，通过对110kV立体卷铁心电力变压器的描述，向读者推介一种新型节能型110kV立体卷铁心电力变压器。
关键词：110V 立体卷铁心 变压器中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)04(c)-0074-021 基本情况110kV电压等级的电力变压器，主要用于将输电网络电压降到所需要的10kV或35kV，然后与10kV及35kV的电网相联，也可作为发电机组升压变压器使用，110kV级变压器有油浸自冷、油浸风冷、三圈双圈、有载调压、无励磁调压等规格品种。
110kV变压器电压等级较高，对生产工艺和生产设备的要求很高，我国具备该产品生产能力的国内企业数在100家左右，但能将铁心做成立体卷铁心结构的，仅有海鸿电气有限公司一家。
2 110kV立体卷铁心电力变压器与传统平面叠铁心电力变压器对比2.1 节能立体卷铁心特点：铁心连续地卷绕而成；采用完全退火工艺，立体卷铁心工艺系数可以达到1.01～1.05，而叠铁心工艺系数为1.05～1.15。
立体卷铁心重量由于结构和工艺改良，比叠铁芯约减少22%。
立体卷铁心可采用厚度更薄的优质铁心材料，在选材上具有更广的提升空间。
立体卷铁心三相磁路无接缝，磁力线与铁心材料易磁化方向完全一致，通过退火工艺，可恢复硅钢磁性能。
而传统平面叠片铁心，磁路中接缝形成的空气隙加大了磁阻，铁心角部内磁力线与铁心材料易磁化方向存在夹角。
立体卷铁心变压器
２ ０ 年第 ９ ０８ 期 （ 第 １ ９期 ） 总 ０
大 众 科 技
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浅谈110kV立体卷铁心电力变压器
《装备维修技术》2021年第9期浅谈110kV立体卷铁心电力变压器郑海英（沈阳中变电气有限责任公司，辽宁 沈阳 110000）摘 要：为了对110kV立体卷铁心电力变压器有全面的了解，本文结合笔者多年工作实际，在分析该变压器基本情况的基础上，对其应用优势进行研究。
而后对该变压器的实践要点探讨，希望解析之后，可以给相关领域的工作人员提供参考。
关键词：110kV；立体卷铁心；电力变压器；分析对于电力系统而言，电力变压器是稳定电力的关键设备，在科学技术背景下，越来越多的变压器出现在人们的视野中。
110kV立体卷铁心电力变压器属于常见的系统设备，对该系统设备分析，探寻出应用要点对系统运行稳定性有积极作用。
1基本情况110kV电压的变压器装置是电力系统内非常重要的设备，主要的作用是将网络输送电压下降到10kV或35kV，然后和这些电力输送的系统连接起来，很多情况下也可以起升压的作用，目前该类型的变压比较多，比如油浸风冷、油浸自冷、无励磁调压、有载调压等等。
110kV变压器是等级比较高的变压器装置，生产工艺、设备等方面的要求都是非常高的，目前我国生产该类型的变压器厂家有100余家，但是制作成为立体卷铁心结构形式的变压器只有海鸿电气公司可以生产。
2 110kV立体卷铁心电力变压器具备的优势分析2.1节能立体卷心变压器在制作中主要是通过连续性的铁芯卷绕组合成为变压器的形式，利用退火处理工艺，一般工艺系数可以达到1.01～1.05，而叠铁心工艺系数为1.05～1.15。
立体卷铁心结构工艺性能非常好，综合性是非常好的，要比叠铁芯相对减少22%左右。
此外，该类型的变压器应用的是厚度相对较小的优质铁芯材料制作而成，材料的选择更加的广泛。
立体卷铁心中的三相磁路并未存在接缝的情况，磁力线和铁心材料容易磁化的方向是相同的，通过退火工艺的操作可以保证材料的磁性能得到提升。
而传统形式的变压器，磁路内有接缝存在，导致空气隙增加了磁阻，且内部的铁心磁力与材料容易磁化的方向存在着夹角。
三维立体卷铁心高过载变压器的设计要点
三维立体卷铁心高过载变压器的设计要点方案。
2 性能参数2.1主要技术参数三维立体卷铁心高过载变压器主要技术数据按照S13型变压器国家标准执行，并在设计和生产时控制在零偏差范围内。
2.2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（负荷上升和下降阶段各3h）、1.75倍额定容量3h（负荷上升和下降阶段各1.5h）、2.0倍额定容量1h阶段性连续运行，且不影响变压器正常使用寿命。
2.3 温升限值三维立体卷铁心高过载配电变压器在满足过载曲线的基础上由普通变压器的A级耐热等级提高到F级水平。
3 设计思路及要点3.1 三维立体卷铁心设计要点变压器铁心采用三维立体卷铁心结构，先经专用曲线开料机裁剪成所需不等宽料带，在专用卷绕机卷绕时，料带向一边同步位移，进行非对称卷绕。
铁心框截面呈30度倾斜角的半圆形，从而确保三个完全相同的单框拼合时，拼合面良好，成为三铁心柱横截面近似为圆的三维立体卷铁心。
三相磁路完全对称等长，均为最短磁路，是三相变压器最完美的铁心结构。
卷铁心的导磁方向与硅钢带的轧制方向完全一致，无接缝，不存在高磁阻区，再经专用真空退火炉退火后，可消除因剪切、卷绕产生的机械应力，恢复优质硅钢片高导磁率的性能，噪音降低7-10dB，可满足电网节能环保要求。
3.2 绕组的设计要点变压器绕组为圆筒式结构，导体用无氧铜杆连续挤压而成，保证了导体尺寸同时也保证电阻平衡；层间采用0.2mm厚度F级复合绝缘材料。
低压绕组导线绝缘采用厚度0.45mm的F 级复合绝缘材料，外绕半干无纬玻璃丝粘带和撑条帘；高压绕组直接绕在低压绕组上，采用F级QQ-2/155漆包线，外包无纬玻璃丝粘带，最外层包紧缩带，机械强度好、耐受短路能力强。
3.3 器身的设计要点线圈成三角形对称分布，结构紧凑，空间分布合理，三角中心设中心垫块，紧固采用中心拉杆、相间拉杆和边角拉杆相配合的型式，中心垫块、相间垫块及圆弧形垫块三种压紧垫块均匀分布在线圈周围，与铁轭绝缘配合压紧线圈，压实面积大；三角形夹件强度大，三线圈受力均匀对称，垫块为电工层压木，介电系数高，强度大，确保线圈在承受过负荷及短路冲击时不变形。
三维立体卷铁心性能分析
三维立体卷铁心性能分析【摘要】本文介绍了近年来出现的新型变压器——三维立体卷铁心变压器的铁心结构，分析了这种铁心的各项特点，通过对比表明，三维立体卷铁心变压器与传统叠片铁心变压器相比的优越性。
【关键词】三维立体；卷铁心；变压器；磁路0.引言变压器的工作原理是电磁感应定律，而铁心则是变压器的磁路部分。
铁心是能量转换的媒介，它把一次电路的电能转换为磁能，又将此磁能转变为二次电路的电能。
因此，铁心质量的优劣，关系到整个变压器的性能好坏。
新型的三维立体卷铁心创造性的改革了传统三相变压器的磁路结构，大幅度降低变压器的空载损耗、空载电流和噪音，使变压器的运行成本大大降低，显示了其突出的社会效益和经济效益。
1.三维立体卷铁心的结构1.1三维立体卷铁心是由三个形状完全相同的铁心框组合而成。
三维立体卷铁心俯视图单框铁心实物图单框铁心截面图1.2心柱截面呈纯圆形，填充系数达99%，紧密卷绕的铁心叠装系数达98%。
三维立体卷铁心俯视图心柱截面图2.工艺特点2.1铁心框无接缝卷绕制成三维立体卷铁心的每个单框铁心都是由一条几千米长的硅钢片经曲剪工艺后一次性卷绕成型，不存在搭头接缝，磁路各处分布均匀，避免了搭头接缝形成的高阻区，没有接缝处磁通密度的畸变现象；同时，磁通转向时不会垂直于硅钢片的碾压方向，充分利用了硅钢片的取向性。
2.2铁心框卷绕成形后经过高温真空退火处理硅钢片在经过剪裁、卷绕等工序时，必然会发生磁撞、拉伸，这对硅钢片的性能有很大影响。
在高温（800℃）状态下，原子的活动能力增强，进一步细化硅钢片磁畴，提高硅钢片二次再结晶能力，从而修复并提升硅钢片的电磁性能。
同时，高温退火可以消除铁心在进行卷绕时产生的内应力。
2.3三维立体卷铁心不需要夹件夹紧处理卷绕而成的铁心框本身叠装系数高达98%，三维立体卷铁心的组装只需使用绝缘带绑扎即可，不需使用金属夹件夹紧，避免了夹件造成铁心性能恶化的可能性。
2.4机械自动化程度高，人为影响少三维立体卷铁心的整个生产过程，从硅钢带的纵剪、曲剪，到单框铁心的卷绕、退火处理，都是机械自动完成的，工人只需在旁监督即可，使产品质量稳定可靠，避免了人为产生的不稳定因素。
s13-mrl型立体组合三相卷铁心变压器
S13(11)-M.RL型立体组合三相卷铁心变压器1．概述：本产品具有空载损耗低，空载电流低，噪声低的性能，节电效果显著。
提高了电压质量和供电的可靠性，是有利于环保的绿色节能设备，为城乡电网技术改造工程中推广使用的最新产品。
本公司生产的S13-M.RL、S11-M.RL系列全密封立体三相卷铁心变压器不同于传统的平面叠片式铁心变压器。
其铁心是由单框片立体三角形布置的三相柱轭组成。
每个柱体由优质冷轧硅钢薄带连续卷制，带宽经数控开料机作直线或曲线剪切。
带料在铁心卷绕机上卷绕组成近圆形或折边圆弧框片后经真空充氮退火处理以消除加工应力，晶格重新取向、提高导磁率，改善电磁性能；高低压线圈使用专用绕线机，直接在铁心柱纸筒上绕制，整体结构坚实紧凑，器身采用上下铁轭绝缘和层压木，四周拉螺杆拉紧线圈，使之稳固牢靠，能承受突发短路时的冲击力。
2．型号含义：S 13(11)-M.RL - □ / □三相电力变压器产品性能水平，代号高压额定电压(kV)全密封波纹油箱变压器额定容量(kVA)立体卷铁心3．产品特点：3.1 损耗低按现行国际GB/T6451-1999《三相油浸电力变压器技术参数和要求》容量30-1600kVA，S13-M.RL 系列空载损耗平均下降50%，负载损耗平均下降30%；S11-M.RL系列空载损耗平均下降30%负载损耗平均下降25%。
3.2 空载电流低由于卷铁心材质优良以及绕制加工特点，使空载电流显著降低。
按现行国标GB/T6451-1999、S13-M.RL系列空载电流平均下降75%；S11-M.RL系列空载电流平均下降75%。
3.3 运行噪声低按JB/T10088-1999噪声标准，S13-M.RL及S11-M.RL系列噪声均降低约7-9dB。
3.4 抗短路能力强变压器器身整体成立体三棱柱形状，四周及中央均设置拉螺杆，与上下铁轭绝缘及层压木块构成一体，能有效抵御突发短路时的轴向，辐向机械应力。
4．结构特点：4.1 铁心采用材质性能不低于30ZH110冷轧硅钢片；三相三柱立体对称结构有最平衡的三相磁路；每组(卷)心片由薄钢带在专用铁心卷绕机上绕制，压力均匀紧实；铁心框片经真空退火处理，消除应力，提高电磁性能；铁心表面涂环氧树脂漆，防潮，固化。
科技成果——敞开式立体卷铁心干式变压器
科技成果——敞开式立体卷铁心干式变压器适用范围电力行业，10kV-20kV电压等级变压器，适用于高层建筑、商业中心、工矿企业、石油平台、地铁和隧道等场所的输变电系统成果简介铁心由三个相同的矩形单框拼合而成，呈立体等边三角形结构，三相磁路长度相等且最短，填充系数高，具有节能节材等优点。
采用了美国UL认可的NOMEX纸与德国艾伦塔斯浸漆组成的混合绝缘系统，绝缘等级达到H级或C级，NOMEX.纸不会助燃，能阻燃、不会爆炸、750℃以下不会释放出有害气体。
关键技术（1）立体卷铁心技术铁心由平面排列方式改为等边立体三角形排列，使三相铁心磁路完全对称，磁阻大大减少，激磁电流、空载损耗、噪声显著降低。
关键技术在于三单框的设计，用折线开料设计软件，进行磁密、磁通的分析设计。
立体卷铁心变压器的铁心是由三个完全相同的矩形单框拼合而成，拼合后的铁心的三个心柱呈等边三角形立体排列。
这种结构的优点为：AC相铁轭部分缩短，实现三相磁路完全对称等长，确保三相供电平衡；拼合的两框间采用专用技术，粘接牢固后的剪切强度≥20MPa，保证三框成一体时不产生相互位移。
拼合后的三角形结构稳定性好，因此铁心机械强度高，三相受力一致，使器身抗短路能力增强；线圈导线长度减少，既可节约铜材，又可降低负载损耗，减轻变压器重量；空间利用系数高，近似三角形结构，故体积比常规长方形结构要小，结构紧凑、外形美观、占地面积小。
（2）线圈技术传统的敞开式干式变压器的线圈采用正段绕制设计，采用梳形撑条辅助线圈绕制，导线绕在梳形撑条的每个卡口上，每个卡口绕满后称之为一个线饼，每个线饼绕好最后一匝时，要在规定位置进行换位（线饼之间的连接位），然后按上述方法再进行下一个线饼绕制。
由于两个相邻线饼之间需要换位，从而多一根连接导线夹在线饼与线饼之间。
此种绕制方法的线圈无法进行压制，导致线圈遇到突发短路时，线圈容易变形，抗短路能力变差，同时线圈的用材也增加。
敞开式立体卷铁心干式变压器的线圈采用了正反段绕制设计，取消了S弯换位，同时取消了梳形撑条，采用垫块将线饼与线饼隔开。
(完整版)10kV油浸式变压器技术规范
10kV油浸式变压器技术规范目录1规范性引用文件 (1)2结构及其他要求 (2)3标准技术参数 (5)4使用环境条件表 (7)5试验 (8)10kV油浸式变压器技术规范1规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本文件。
GB 311.1绝缘配合第1部分：定义、原则和规则GB 1094.1电力变压器第1部分：总则GB 1094.2电力变压器第2部分：液浸式变压器的温升GB 1094.3电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙GB/T 1094.4电力变压器第4部分：电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则GB 1094.5电力变压器第5部分：承受短路的能力GB/T 1094.7电力变压器第7部分：油浸式电力变压器负载导则GB/T 1094.10电力变压器第10部分：声级测定GB 2536电工流体变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油GB/T 2900.15电工术语变压器、互感器、调压器和电抗器GB/T 4109交流电压高于1000V的绝缘套管GB 4208外壳防护等级（IP代码）GB/T 5273变压器、高压电器和套管的接线端子GB/T 6451油浸式电力变压器技术参数和要求GB/T 7252变压器油中溶解气体分析和判断导则GB/T 7354局部放电测量GB/T 7595运行中变压器油质量GB/T 8287.1标称电压高于1000V系统用户内和户外支柱绝缘子第1部分：瓷或玻璃绝缘子的试验GB/T 8287.2标称电压高于1000V系统用户内和户外支柱绝缘子第2部分：尺寸与特性GB/T 11022高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB 11604高压电器设备无线电干扰测试方法GB/T 13499电力变压器应用导则GB/T 16927.1高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求GB/T 16927.2高电压试验技术第2部分：测量系统GB/T 17468电力变压器选用导则GB 20052三相配电变压器能效限定值及能效等级GB/T 25438 三相油浸式立体卷铁心配电变压器技术参数和要求GB/T 25446 油浸式非晶合金铁芯配电变压器技术参数和要求GB/T 26218.1污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分：定义、信息和一般原则GB/T 26218.2污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第2部分：交流系统用瓷和玻璃绝缘子GB 50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T 572电力变压器运行规程DL/T 593高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求DL/T 596电力设备预防性试验规程DL/T 984油浸式变压器绝缘老化判断导则DL 5027电力设备典型消防规程JB/T 3837变压器类产品型号编制方法JB/T 10088 6kV～500kV电力变压器声级JB10317 单相油浸式配电变压器技术参数和要求JB/T 10428变压器用多功能保护装置Q/GDW 1771 10kV非晶合金铁芯配电变压器技术条件Q/GDW 1772 10kV非晶合金铁芯配电变压器试验导则IEC 60296变压器和开关用新绝缘油规范Specification for unused mineral insulating oils for transformers and switchgearIEC 60156绝缘油介电强度测定法Insulating oils Determination of the dielectric strength2结构及其他要求2.1 10kV变压器技术参数变压器空载损耗及负载损耗不得有正偏差。