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关于我

67年茂陵机校毕业,68年进铜川变压器厂,干电工11年,变压器试验5年,管总装引线技术5年,在生产质检服务部门各干一年,在工艺科从事图纸会签现场工艺6年,我的E-mail: transformerhe@163.com,欢迎交流。

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第九章 变压器设计  

2008-08-07 15:35:14|  分类: 变压器类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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         74  移圈调压器一绕组饶向设计错误
         移圈调压器主绕组和辅助绕组匝数是相等的,组成一次绕组,而且彼此反向串联,使两者所产生的磁通方向相 反,如图50所示,因此要求主绕组为右绕向,辅助绕组为左饶向。
         我厂1985年4月在生产TDY-250/10单相移圈调压器时,设计图纸把主绕组和辅助绕组全部设计成右绕向,在 套包时被发现。为此采取的变更措施是把辅助绕组上端部引出头h通过包间油道引到下端部当A出头,而把下端部的引出头A也通过包间油道引到上端部当h出头,一台并联的三个单元都做了相同的处理,使设计的错误在制造中造成的影响压缩到最小。

 

         75  相间隔板在产品设计时如何正确应用
       (1)该有相间隔板的却没有
        在变压器设计书中,对圆筒式高压绕组在外且为角接连线,由于相间电压为线电压,其相间距离要比星接的要大,另外还加2mm厚的相间隔板。
       在图纸设计中,有的人能记住这点,但有些人却不了解此要求,按他们图纸干出的产品,其圆筒式角接的高压绕组相间紧靠,而在图纸中却找不到需要的相间隔板。
 无相间隔板的情况发生多次,但由于相间还隔着几张电缆纸和布带,还能承受住相间感应电压。这种情况在成品试验时还不曾发生相间击穿,所以在后来设计这类产品图纸时相间隔板之物几乎被人遗忘,此事的后果只能降低这类变压器在用户那儿使用的安全系数。
     (2)不该有相间隔板的却有
       按正常的变压器设计,对圆筒式高压绕组在外且星接的产品,其相间电压很低不必用相间隔板,但在1997年6月生产的S7 -100/35和S7 -50/35均设计有相间隔板。其结果在S7 -50/35工频耐压试验时,电压升到80KV时产品被击穿且成高压匝间,经吊心检查发现,击穿通道是从高压绕组下端部经过与高压绕组紧挨的相间隔板,穿过下铁轭绝缘板对下铁轭击穿,相间隔板下部烧了个浅黑道,下铁轭绝缘板被烧了个小洞。
        如果该种变压器没有设计相间隔板,则高压绕组对地绝缘中有相当于相间隔板被击穿距离的2/3油隙和1/3的纸板表面距离。由于油隙耐电强度是纸板表面的3倍,高压绕组原有的对地绝缘耐电强度是相间隔板表面的2倍多,故这种结构的变压器安上相间隔板,就象用耐电强度低的材料把耐电强度高的材料给短接,由此带来不必要地损失。
       76  图省料导致接线端子返工
       1986年8月我厂购买兄弟单位一套ZHSSPZ-6300/10图纸,本厂设计人员在审图时,觉得原图把变压器箱盖出线端子排设计的太大,改成100*10的端子排,端子排之间的三角连线也改成100*10的铜排,并声称改后成本比原图节省几千元。
        该变压器在成都一家碳素厂投产不久,因端子排发热严重、胶垫老化、严重漏油,让本厂去人处理。实践证明原图纸端子排设计尺寸正确,只好按原图纸重新加工端子排、修改箱盖,花费3万余元,修后的地方用户使用至今再没发生端子排严重发热的情况。
       当时此台变压器审后生产图下发到车间,车间在读图时就发现铜排100*10作为引线铜排浸在油中冷却通过3550A的电流还可以,但100*10铜排作为端子排在空气中冷却,经查“变压器高压电器和套管的 接线端子标准JB1046-67”,单面连接通过的额定电流只为1500A。此事当时虽做反映,但未引起重视,也许当年有些设计人员把油冷却和空气冷却没有区别对待,而引起这个设计失误。
        77  SFSZ7 -31500/110设计中的一处错误
      (1)情况介绍
        1992年4月,某设计人员设计的SFSZ7 -31500/110电力变压器,图纸通过审核、工艺会签等关,在绕线车间绕第一包时设计错误被人发现,经有关部门研究,在原有设计基础上做些修改,现把设计错误及修改情况作一介绍。
      (2)线饼内径垫条设计错误及后果
 此高压绕组匝数排列如图51,线饼内径垫条设计错误见52,由此带来的后果如下:

        1)FB-Y7之间及FB'-Y1之间中断点绝缘隔板每边的两饼线,按正常设计都有内径垫条,其好处是,一方面增加了中断点之间的距离,另一方面底部“S”弯跨饼都在相等高度上进行,无须爬坡。按图52绕包,一饼跨到另一饼上跨高达23mm,在操作上是不准许的也是不可能的。
        2)操作人员在保证图纸上每边只垫一饼垫条,而又使饼间“S”弯跨饼等高,只好使导线与垫条一起爬升,把起电气绝缘作用的23mm厚垫条单纯当作填饼垫条。使中断点承受工作电压为3万伏的FB-Y7之间与承受工作电压为4万伏的FB'-Y1之间绝缘距离大为降低。
      (3)修改措施
         1)原图起绝缘作用的23mm厚垫条只好被当作不起绝缘作用的一般垫条,中断点两边饼的底部“S”弯原图在一档内,现错开两档,其好处能挽回23mm厚垫条绝缘的一小部分,但造成绕组外径局部高,局部低。
         2)减少其它饼间垫块用来加大中断点垫块厚度。
      (4)本台中断点之间电压及修改后中断点绝缘距离同另一台同结构的SFSZL7 -16000/110相比较见表13。
 由表13可以看出,SFSZ7 -31500/110虽经努力修改,终因结构已定,它的两个中断点电压虽比SFSZL7-16000/110要高,但中断点之间绝缘距离还是比SFSZL7-16000/110要短些。此台变压器虽通过试验合格,也在用户那儿运行至今,但是它的耐受过电压冲击先天不足,还是令人担忧的。

 

          78  高压绕组饶向设计反,低压角接连线不宜用粗铜棒
       (1)问题的提出
        1986年12月在做SFL7-16000/35绝缘装配后的匝数试验时,发现绕组匝数正确但联结组极性错误,正确应为—,实测为+,经查设计图,图纸设计有错误见图53。
       (2)原因分析
         过去35KV电压等级的16000KVA容量变压器没有干过,这次因电压等级不高而容量较大,把高压绕组设计成中部出头,也是第一回,设计者把上半部饶向标成左饶向,下半部标成右饶向。对于中部出头的高压绕组来说,正确地画法应是下半部的饶向代表整个绕组的饶向,实际上此高压绕组被设计者画成右绕向,而低压绕组却是常规的左饶向,这样一右一左极性就变成+的极性。
      (3)补救措施
       高低压绕组已绕好套上,不可能为饶向问题拔下重绕,只有在引线上做文章,把左饶向的三个低压绕组头当作尾,而把尾当作头,联成左行角接见图54。这样高低压绕组同为右绕向,对铁心磁路或联结组没有任何影响,就是不同于人们的习惯做法,通常没有特殊情况绕组都为左饶向,修改引线后的器身外表,细心人会看出高压绕组的饶向和低压侧的连接与众不同。                      

         (4)引线制作材料的选择
          小容量的低压侧角接连线用直径小的铜棒即方便也不难看,因直径小根据实际走线需要,它可以轻易地左右前后打弯,铜棒之间或对地绝缘距离能得到保证。但随着容量增大,低压铜棒的直径也变大,通常直径在Φ10以下,人工现场打弯还可以,直径在Φ12以上在锻工车间弯制尺寸难保证,而且左右方向大的尺寸弯制还可以,前后方向小尺寸的弯制就难以实现。如果断开再焊接就不及使用铜排,所以无论在图纸上画的如何漂亮,如何正规,实际干起来既困难又丑,有些地方的绝缘距离也得不到保证,故以后小直径铜棒还在使用,大直径铜棒被铜排代替。
 该高压绕组饶向设计反的SFL7-16000/35电力变压器同时生产两台,低压角接线使用的是大直径铜棒,不但器身造形不美,其中一台在河南省巩义市一火电厂发生铜棒与铜棒焊接部位脱开的恶性事故,运行中发生事故使油箱变形,只有返厂修理。在现场吊心检查时,用户当时指出高压绕组饶向错误。
        79  端部内外径出头与加强饼的饼数
      (1)加强饼的作用
        尽管人们在变压器设计中采取了一些静电保护措施(静电屏,静电环),又改进了绕组的结构(纠结,内屏蔽电容等),但绕组的头几匝,头几饼的电压梯度仍然较高。为了使头几匝和头几饼不被冲击过电压(操作过电压,雷电过电压)击穿,又使整个绕组比较经济,所以要采用加强饼。如何使加强饼真正起作用,且不带来任何麻烦,并不是每个设计者都能做到的。
      (2)如何正确地选择加强饼的饼数
        加强饼根据设计原则及某台产品的具体需要,可分为内径加强饼和外径加强饼,或两者都加强,内径加强饼采用的机会最多。有两饼加强也有多饼加强,有端部在外径出头的内径加强饼,也有端部出头在内径的内径加强饼。对于电炉及整流变压器,因其低压绕组在外,35kv高压绕组两端对铁心柱有加强饼,对分接引线有外径加强饼。加强饼视具体情况不同,加强饼数也就不同,如对绕线实践操作不太了解,设计出的图纸在这方面常出问题。
 对于内径端部出头的加强饼,其加强饼数应设计成三饼,如属端部外径出头其加强饼数要么是两饼要么是四饼,三个加强饼就是错误的画法,现举几例加以说明。
         1)1992年7月8日设计的SFSL7 -16000/110中压绕组为端部内径引出首头,如图55(a)所示,因第二饼与第三饼“S”弯跨高相差大,操作者不能这样干,只好干成图55(b),不得不取掉一个加强饼,正确地 设计应画成图55(c)。

           2)1994年6月设计的出口菲律宾产品SF7 -20000/66,高压绕组原理及匝数情况见图56和表14。
           由图56和表14可知B饼在绕组两端各有3饼要求内径垫垫条6mm,这是两尾头Y属内径出头加强饼的需要,而本台产品尾头Y是外径出头,相应的内径加强饼不是两饼就是4饼,此3个加强饼将会有一个B饼与下一个E饼形成6mm高的爬坡,将会造成严重地导线切割而导致匝间短路。同样在无内径垫条的H2与E饼之间插入一饼有内径垫条的B饼也会形成4处导线爬坡,尽管在饼间有余量的情况下,工人可以做些调整避免导线爬坡,但在一个绕组内共设计6处导线爬坡是绝对不准许的。

 

       3)1994年6月设计的SS7 -3150/35,首尾头为内径引出,加强饼只需三饼即可,但设计上却为两端各四饼为加强饼,如果操作者按图施工,将会造成两处5mm的爬坡见图57所示。
       4)1995年元月设计的HSPK-4200/10电炉变压器,高压绕组在里,高压首尾头及分接引线都从高压绕组外径引出,图纸设计为高压绕组两端各两饼外径加垫条5mm,按图施工第二饼到第三饼导线就得爬坡见图58所示。

 

 80  高压1档低压电压最低变成电压最高
      (1)习惯作风
        在特种变压器变磁通调压中,我厂习惯采用图59a的连线方式,它的高压1档低压电压最低,但有的厂家与我们相反,有个设计人员想把我厂这个习惯改过来,在一台特种变压器设计时把名牌改成高压1档低压电压最高,相应的接线原理图如图59b,在图纸会签时被发现图59b并没有达到设计者的意图,原因是画法变化原理未变,见此种情况设计者只有把图59b改回成图59a,又恢复到传统习惯上去。
        (2)如何正确地使1档低压电压最低变成最高
          要达到1档低压电压最高,接线原理应为图59c所示,其原理是极性开关先接+,主绕组和调压绕组为反向串联,在1档时调压绕组的近乎全部匝与主绕组抵消,余下的主绕组匝数最少匝压最高,低压电压也就最高。在1档调到13档时,抵消的匝数越来越少,低压电压由大趋于中间电压值,在极性开关接-后的14到27档,由于调压绕组与主绕组正向串联的匝数不断增加,高压电压不变,匝压不断减小,低压电压逐渐由中间电压值降到最低值。

 

 

         81  油导向隔圈的两种错误设计和一项不足
         为了提高绕组内部冷却效果,中型以上变压器尽可能采用油导向强迫循环,在采用此项技术的头几年中发现有以下几个问题。
        (1)油导向隔圈放置位置设计错误
          1993年5月,SF10 -10000/110及SFSZ7 -20000/110高压及低压绕组设计有油导向隔圈,按图纸要求的饼数之间放内外隔圈时,与内外“S”弯线打绞。设计内外隔圈时应注意绕组的正反饼,即放置外隔圈时应在反饼与正饼之间,放置内隔圈时应在正饼与反饼之间,以免给绕包操作者带来麻烦。
       (2)油导向隔圈设计错误导致有冷却死角
         1993年8月设计的SF10 -10000/110高低压绕组都有油导向隔圈,低压绕组内隔圈4个,外隔圈3个,符合常规设计见图60a,但是110KV高压绕组油导向隔圈设计有误见图60b,绕组两端存在两个无导向循环死角,影响了散热效果,图60c油导向隔圈结构形式只出现在35KV两端加角环的高压绕组上。
          1996年5月设计的SFSZ 8-40000/110中压绕组油导向隔圈,设计有误见图60c,导致中压绕组下端部无油导向循环。
           1993年5月,又一台SF10 -10000/110高低压绕组都设计有油导向隔圈,相应高压绕组外应设计一圈油屏围板,能使绕组完成油导向冷却,但此项要求被设计者遗忘,车间在生产中也未注意到这一缺陷,油屏围板未加直到产品出厂见图60d。
       (3)螺旋式绕组油导向隔圈的改进

 

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