提高变压器绕组抗短路能力的制造工艺措施

变压器绕组在整个运行寿命期间不可避免地要受到短路电磁力的多次冲击据统计一台110kV城网直降用双绕组变压器平均每年将要承受各种短路故障十几次甚至几十次

随着变压器电压等级的不断提高系统容量和变压器单台容量的不断扩大在变压器短路阻抗一定的条件下短路电磁力对变压器的威胁将更加严重为了确保变压器的安全可靠运行必须设法提高变压器绕组的抗短路能力

尽管人们对变压器绕组的抗短路能力的试验研究已经进行了半个多世纪并且也曾多次召开国际会议专门研讨变压器绕组承受短路的能力但近几年来我国电力部门的运行实践表明不论是国内厂家生产的变压器还是从国外厂家进口的变压器在短路电磁力的冲击下依旧有很多因绕组的抗短路能力不够而损坏的事故发生因此变压器绕组抗短路能力的提高对国内外的变压器制造行业来说仍是一个值得深入研究和认真对待的技术难题

1绕组制造工艺方面的措施

11绝缘件制造方面

绝缘纸板条料采用HPB纸板制作并热压密化处理密化压力为2030MPa温度为9010时间不少于5h注意热压时保持压力恒定并且从热压机上卸料后及时加工冲制垫块不可时间过长一般不超过5d以免吸潮

垫块穿配时要加强对各撑条上垫块总高度的控制使各撑条上垫块受力均匀同一绕组的撑条高度互差控制在1以内同台产品异相绕组撑条垫块总高互差不大于15

铁轭绝缘端圈上的垫块应分布均匀位置公差为2mm厚度要一致公差控制在1mm

12绕组的绕制

当绕组线饼辐向垫条填充厚度超过20mm时要采用成型层压件或者把填充辐向尺寸的层间垫条内径垫条和外径垫条入烘干炉干燥排除垫条内的水分出炉后对垫条进行浸变压器油处理入炉时间不少于8h温度在80100

当电磁线的裸导体厚度小于2mm匝绝缘厚度超过整根导线总厚度的50时在绕制绕组前要对电磁线进行预处理把电磁线入烘干炉干燥入炉时间不少于8h温度为80100这样一方面可以排除匝绝缘内的水分绕制时线饼辐向尺寸紧实另一方面可以减轻绕制过程中匝绝缘之间的摩擦必要时可以抽真空处理

绕制绕组时必须采用拉紧装置拉紧导线低压单螺旋要对外径侧的46根导线进行拉紧连续式线圈要对全部导线进行轴向和辐向压紧高压线圈要对全部导线拉紧绕制反饼临时段时也要使用拉紧装置以便使线匝平整同饼导线用两手指沿辐向拉时不得有缝隙即不得超过宽10mm厚02mm

严格控制辐向尺寸要符合图纸上的技术要求不可因为辐向尺寸达不到图纸要求就降低绕制过程中的拉紧力和拉紧的导线根数决不可以把线饼间起连接作用的换位找松当采用的电磁线裸导体厚度2mm匝绝缘占导线总厚度的50以上而线饼匝数在20匝以上时采用全部绕制正饼的方法即反饼也绕制成正饼线饼间的连接采用纠结连接的方法

为了保证线段圆整绝缘撑条要沿圆周均匀分布撑条间距偏差不超过3mm对于绕组采用普通纸包扁线的当撑条间距大于150mm时在主撑条间加放临时假撑条对于绕组采用纸包组合线和换位导线的当撑条间距大于200mm时在主撑条间加放临时假撑条

线圈出头及端部线饼全部用具有热缩性的收缩带打竹节扣绑扎并且要绑扎紧实牢固特别是低压和调压螺旋式线圈更要加强绑扎出头前后各3个撑条间隔内均要绑扎当撑条间距大于150mm时每间隔绑扎2道每道至少6层对于连续式内屏蔽连续式纠结式和单螺旋式线圈至少绑扎3个线饼对于双螺旋三螺旋或多螺旋式线圈至少绑扎3匝沿圆周每3个间隔绑扎1处并且线圈出炉后还要再次进行紧固打结绑扎保证绑扎带不松动

13绕组干燥处理

线圈采用抽真空恒压干燥以保证绕组的轴向尺寸稳定恒压压力为3MPa干燥时间不少于20h尤其是要特别注意线圈预热时间不可少于6h因为经过大量的实测数据表明变压器线圈在整个恒压干燥过程中轴向尺寸收缩的80以上是在预热阶段实现的

严格控制线圈的轴向尺寸每个线圈的轴向尺寸公差要严格控制在2mm同一相但不同绕组线圈的轴向尺寸互差小于3mm以便线圈均匀压紧如果达不到图纸要求尺寸则在设计指定的区域调节油隙垫块用于调节的垫块也要随线圈入炉进行恒压干燥处理

线圈恒压干燥后要在4h内完成线圈的再次整理工作否则要重新入炉干燥处理完工后要及时用塑料袋把线圈包裹严以防止线圈匝绝缘吸潮并及时套装不可存放时间太长

2器身装配与整体套装

铁轭垫块要平整斜度要小于2如果超过要求应对垫块进行修整

绕组套装要紧实绕组在下落过程中要能听到绕组绝缘撑条与纸筒间的摩擦声尤其是内侧绕组要撑紧各撑条均不得悬空否则要增加调节纸板或增加油隙撑条的厚度增加撑条厚度比增加调节纸板厚度用料少成本低经济效益好

各绕组撑条和油隙撑条沿辐向要相互对齐偏差小于5mm绕组垫块与上下端圈垫块要相互对齐偏差小于5mm保证轴向压紧力的传递

在对绕组进行压紧时压力不可低于3MPa各压钉要均匀拧紧不可拧紧一个完全到位再拧紧第2个以免造成绕组局部变形

3结束语

以上介绍了天威保变电气股份有限公司在生产制造大型变压器绕组时提高绕组抗短路能力的具体措施有些方法措施同行业已经采用但是其中的绕组制造中有关电磁线和绝缘件的预处理是该公司在多年的制造中总结出来的行之有效的方法措施