干式变压器铁芯制造工艺要求

发表时间:2019-06-15 09:24:20

作 者:干式变压器铁芯

来源:福州英诺科技


变压器为电力系统重要组成部分,其运行状态直接决定着系统供电质量,因此必须要采取各项措施来提高其运行可靠性。除了后期的运行维护以外,前期的制造环节同样需要得到重视。铁芯作为变压器的重要组成部分,是变压器磁路以及相关零部件的安装骨架,决定着电磁转换与能量转换效果。对变压器铁芯制造工艺进行分析,争取通过各个环节的控制,保证构件制造的规范性,为变压器的可靠运行提供保障。

制造工艺铁芯是变压器的关键构件,假如其在制造环节出现问题,遗留下质量隐患,必定会影响到变压器的性能,对后期的运行状态有着决定性影响,因此必须要加强对其制造过程的控制。从专业角度出发,明确变压器铁芯制作工艺流程,总结以往经验确定工艺要点,有重点的来采取措施进行控制,改善以往工艺操作中存在的不足,通过针对性改善来达到最佳制造效果。


一、变压器铁芯制造分析


铁芯是变压器的重要构件,不仅需要承载变压器线圈以及引线等各部分的安装与运行,同时其也是变压器的磁路环节。如果铁芯制造工艺不规范,在后期变压器很容易就会出现振动、噪声等问题,且工频空载损耗以及长时空载性能等也会受到影响。同时并联电抗器也因为心柱结构的特殊性会产生高幅振动,对变压器铁芯要求十分严格,因此一直以来铁芯制造工艺都是控制的重点。现代变压器铁芯制造工艺越来越完善,主要包括纵剪、横剪、叠装、刷胶、压紧、翻转等,需要严格按照规范要求做好每个环节的控制,保证最终制造效果达到专业标准。任何一道工艺出现问题,均会影响到铁芯质量,进而威胁到变压器的正常运行。例如压紧工艺落实效果决定了变压器铁芯整体刚性强度与噪声高低,对内对外均有着重要影响。为进一步提高变压器铁芯制造效果,还需要基于制造工艺特点,明确工艺要求与要点,在原有基础上来进行调整与优化,同时做到提质、增效、降耗的目的,推动变压器制造行业的持续发展。


二、铁芯制造工艺流程


在制造变压器铁芯时,所选择的原材料不同,对应的加工工艺也有一定差异。例如选择硅钢片进行加工制造,可直接选择普通剪床来对其进行条料切割加工,工艺操作难度较低,无需大量机械设备支持,且不需要进行退火作业。选择卷料加工制造时,则需要通过数控加工中心来对原材料进行剪切加工,才能够满足铁芯制造要求。另外,如果生产制造平面叠铁芯,必须要根据铁芯片的宽度参数确定下一步作业,保证整卷钢硅片可以有效裁切成带料,并对得到的带料继续进行纵向剪切。最后以铁芯片长度参数为依据,对初次裁切得到的片料进行切断与横切处理。而卷铁芯加工制造工艺又有所区别,不用对材料进行二次横向剪切,在纵向剪切作业结束后,只需要结合铁芯长度参数制作铁芯单件便可。


一般铁芯在剪切后边缘会存在大量的毛刺,还需要采取专业手段将其去除,为节省时间可以将其与剪切工艺一同操作。另外,存在部分情况制造卷铁芯的过程中受到机械应力影响导致其磁性被削弱,必须要进行退火作业。待机械加工作业结束后,还应对硅钢片涂漆,制造一层绝缘层,为变压器后期的可靠运行提供保障。


最后完成紧固零件的安装即可。整个铁芯制造工艺均需要严格遵循专业标准来操作,任何一道工序的落实均要保证规范性与科学性,杜绝任何隐患的存在,保证铁芯制造质量可以达到专业标准。


三、铁芯制造工艺要求

(一)纵向剪切铁芯纵向剪切处理关键是要控制好横截面的填充系统,其直接决定了纵向剪切的精确度。实际操作中要求带料纵向边线为直线,并将其看作为缠绕带料以及横向剪切作业的开展的基准,维持纵向边线直线型能够有效避免铁芯横截面局部突出。纵向剪切作业结束以后,要对边缘存在的毛刺大小进行检查确定,如果毛刺过大超出绝缘层,则需要立即处理,将其全部去除避免造成短路。

为保证毛刺处理效果良好,一般可以专业设备作为支持,确保毛刺全部去除。并且,还要检查确定地带卷是否卷紧,如果作业不达标很容易在重力作用下变形。带料拉紧过程中要合理控制力度,避免过大或过小而对最终处理效果产生不良影响。一般偏差可确定为正值,需要严格按照相关规范做好带料边直线度的控制,确认可以达到专业标准。

(二)横向剪切在对铁芯进行横向剪切作业时,务必要根据规范做好长度的控制,确定其剪切后精确性达标,将误差控制在最小范围内。剪切斜角片时,确定铁芯片中心长度为作业依据,保证剪切尺寸达标。

  如果铁芯片宽度较大,则其斜角片就长,并且长度允许存在负公差,以及宽度允许出现正公差。如果铁芯横标和纵边角度比较小,则铁芯片必定会有一个较长的边,相反横边与总编角度较大时,较大的情况下,铁芯片必定会有一个较短的边。但是要注意横向剪切作业产生的偏差必须要在允许范围内,如果偏差过大,必定会造成铁芯结构损坏,使得结构接缝增大,无法达到加工制造标准。

(三)退火处理通过对铁芯片进行退火处理,可以保证其不会因为机械作用力被削弱磁性,并且还可以对铁芯表面做优化处理。在实际加工制造过程中,遵循专业规范严格控制好退火温度,并合理调节加热和冷却速度,杜绝弯曲以及不规则变形问题的产生[4]。并且,退火作业结束后,还要全面清洁铁芯表面,对存在的氧化问题进行处理,避免对构件性能产生影响。

(四)涂绝缘层铁芯制造过程中待按成纵向剪切、横向剪切以及退火处理后,还需要对钢硅片做绝缘处理。向铁芯片涂抹绝缘层,并控制好绝缘层厚度,不得因为贵都追求安全新而盲目增加结缘层厚度,以免后期运行中出现元件间短路问题。要求绝缘层整个涂施过程要保持规范,结束后检查确定绝缘层平整光滑且颜色均匀的情况下才可以进行下一道工序。

(五)装配工艺最后在进行铁芯装配时,务必要严格按照装配尺寸操作,避免因为操作不当出现变形问题。其中,要重点做好铁芯轴线的控制,将装配偏差控制在合理范围内,对接缝尺度以及叠片波浪等进行检查,确认是否超出规范要求,对超出标准的部分要及时处理,避免存在搭接的情况。另外,填充系数可保持到最大数值,一般操作时压力可保持在 1~3 kg/cm3,如果压力超过该数值则填充系数的增大会减缓。


四、铁芯制造工艺管理

(一)铁芯压紧工艺管理

1.压紧受力分析。常规铁芯压紧工艺多采用环氧玻璃丝粘带或冷轧钢带等绑扎材料对铁芯围圆绑扎方式处理,传统绑扎压紧是以人工方式施加压力,这样人员技能水平以及操作习惯就成为了影响铁芯压紧效果的关键影响因素。假如铁芯压紧不到位存留一定空隙,硅钢片自身就会做切割磁力线运动,在交变电场下会产生与交变电场同频率振动,设备运行噪声超标,硅钢片自身还会产生感生电流形成涡流发热,间隙变大的同时使得有效导磁截面变小,磁通密度增大,而造成磁饱和发热。而如果铁芯压紧过度,也会造成铁芯接缝部位磁滞伸缩加剧,铁芯振动与损耗也会增加。总结实践经验可知,一般情况下变压器铁芯压紧工艺施加的压力以 0.08~0.1 MPa 为宜,电抗器铁芯框架压紧力则以0.3~0.5 MPa 为宜。

2.压紧工艺优化。

选择聚酯纤维绑扎带进行变压器铁芯压紧处理,可通过其自身优良绝缘、耐热性特点,提高与变压器的相容性,加工制造处理效果良好。此种压紧工艺是将压缩空气作为动力源,稳定气源压强在 5.7bar~6.2bar 范围,可以为被绑扎铁芯提供 3600N 的恒定绑扎力,相比传统压紧工艺,此种方法能够彻底拒绝人为操作存在的分散性与不可测性,提高了铁芯压紧工艺控制的精确性。


(二)工艺水平提升策略


为进一步提高变压器铁芯制造工艺水平,一方面要做好全过程监督管理,将获取的加工制造过程中的数据信息反馈给相关部门,加强对整个生产线产品的筛选,及时调整无效工序,使得生产效率进一步提高。另一方面,还要基于以往生产经验,不断对工艺进行调整优化,作为高质量制造的保障。并以高精度的设备仪器作为支持,对铁芯质量进行准确检验。更为重要的是要重视先进技术的引进,例如强力磁盘技术,对原有的生产制造工艺进行优化。


变压器铁芯制造工艺技术性与专业性比较强,想要保证铁芯产品质量达到要求,必须要做好整个加工工程中每道工序的控制,通过对各个细节的有效调整,消除各种不确定隐患,提高整体制造效果。


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