浅谈变压器铁心结构的改变对性能产生的区变
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摘要：阐述了我国变压器铁心结构的发展过程,分析比较了三角形立体卷铁心和叠铁心二种结构的优缺点,对铁心结构的变化对产品性能产生的区大变化进行了详细分析。说明了立体卷铁心配电变压器具有非常可观的经济效益和社会效益。
关键词:变压器；铁心结构；性能；区变
Abstract: this paper describes the structure of our country the transformer core development process, analyses and compares the three-dimensional volume of core and triangle core and the advantages and disadvantages of the two kinds of structure, the core of the change of the structure of the performance of products produced change district are analyzed in detail. Explain the stereo volume distribution transformer core is very considerable economic benefit and social benefit.
Keywords: transformer; The core structure; Performance; Area become
中图分类号：TM4文献标识码：A文章编号：
前言
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。
随着工业生产技术的发展，我国在引进消化吸收日本、瑞典等国家卷铁心的工装设备和技术的基础上，20世纪90年代后期自行研发了工装设备及设计、制造技术，成功地研究出符合批量生产条件的S９、 S１１型平面卷铁心变压器。
进入2１世纪，我国又成功自主研发了三角形立体卷铁心变压器。目前，我国的立体卷铁心工装设备及制造技术已完全成熟，全国许多变压器制造商正大批量投入立体卷铁心配电变压器的生产。
新型的三维立体卷铁心创造性的改革了传统平面三相变压器的磁路结构，大幅度降低了变压器的空载损耗、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。
2、 立体卷铁心结构
2.1 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 心柱截面图
卷铁心半成品立体卷铁心变压器
2.2 心柱截面呈纯圆形，填充系数达９８%，紧密卷绕的铁心叠装系数达98%。
2.3传统平面式铁心结构
传统的叠片式变压器的铁心是由纵剪生产线和横剪生产线，将硅钢带加工成一定形状的硅钢片，再将硅钢片按一定方式叠成。这种铁心存在着如下缺点：
在磁路中存在着许多接缝形成的空气隙，这种空气隙加大了磁路的磁阻,从而增加了损耗和空载电流；局部地方磁路的方向与硅钢带的高导磁方向不一致；片与片之间不够紧密，不仅降低了叠片系数，更重要的是加大了噪音。
3 、立体卷铁心的工艺特点
3.1 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。
3.2 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，必然会发生碰撞、拉伸，这对硅钢片的性能有很大影响。所以卷铁心必须经退火处理，经过在高温(８２０℃)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。
3.3 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。
3.4 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。
４、立体卷铁心和传统平面铁心结构的对比
由于铁心结构上的变化，给变压器产品的性能带来了区大的变化，特别是空载损耗、空载电流、噪音等性能指标得到了非常大的改变。铁心用料上立体卷铁心比叠铁心更能节省硅钢带20%左右。表一是二种铁心的性能对比。
表一
５、传统平面叠铁心S９与立体卷铁心S1１-MRL、S1３-MRL部分产品性能对比表
表二
从表二可以看出S1３-MRL立体卷铁心变压器的空载损耗比S９传统平面叠铁心下降近50%，节能效果显著。
６、结束语
由于铁心结构的改变给配电变压器的性能来了区大的变化。卷铁心结构上的特点，使配电变压器具有省材、损耗低、低噪音、三相平衡、减少三次谐波分量等优点。而这些优点同时集中于一种结构的变压器上，是其它结构的变压器所没有的 。因此，在相当长的时期内，立体卷铁心变压器将会是我国主流的配电变压器铁心结构。可以说铁心结构的改变是配电变压器的一次“革命”。
降低变压器的损耗，提高供配电系统效率，是目前世界各国关注的问题。在整个供电系统中，配电变压器所占比重最大，改变其性能，降低损耗指标，对电力系统节能，提高系统可靠性、提高城市建设水平都具有重要的意义。
参考文献 ：
1、张国兵 三相变压器铁心结构分析 变压器2001年第7期 武汉高压研究所
2、梁文进 王志英 S11型配电变压器的技术经济分析及应用赛尔输配电产品应用变压器及仪器仪表卷 2009.8总第81期广东省广电集团有限公司
作者简介：
1、邱永刚（1977--），男，四川自贡人，东莞市康德威变压器有限公司技术科长，一直从事变压器设计和制造技术工作。
2、马少桓（1961--），男，广东东莞人，东莞市康德威变压器有限公司机械工程师，长期从事变压器生产工艺和制造技术工作。