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1、国外几个主要生产变压器的厂家技术发展情况介绍国外几个主要生产变压器的厂家技术发展情况介绍机械电子工业部第一装备司副总工程师高鹏1988年10月和1989年11Jq,机电部第一装备司两次组织了大型变压器技术考察组对国外几个主要生产大型变压器的厂家进行技术考察了解剜一些电气设备制造公司的改组情况和大型变压器技术发展情况,现介绍如下t一,国外几个主要生产变压器厂家概况1.西德TU工厂西德TU工厂于1987年10月1日完垒归属于西门子公司的KWU领导与AEG公司脱离关系.该厂建于1912年,占地53万平方米,建筑面积10万平方米,生产面积6万平方米.生产品种包括2500千伏安及以上的各种油浸式电力变压
2、器,高压直流换流变压器,并联电抗器,牵引变压器等.截至1988年9月底止的1987年财政年度的产量为1200万千伏安,工厂的设计生产能力为年产1700万千伏安.由于生产任务不足,西门子公司已关闭了斯图加特厂和柏林工厂,目前只保留TU工厂和克启海姆厂.2.ABB公司瑞典Ludvika厂ABB公司由原ASEA公司和BBC公司合并而组成的集团?眭公司,它在瑞典有130个工厂,约35000名职工,销售额为57亿美元.其中,路德维卡厂共有3000人,年销售额为3o35IL瑞典克郎.路德维卡变压器厂有职工900人,销售瓶为6亿瑞典克郎,该厂除生产变压器外,述生产高压开关,继电保.6护装置,配电设备和直流输
3、电设备等3.美国西屋公司门西变压器厂谚厂1961年竣工并开始生产,目前占地120万平方米,厂房面积6.9万平方米,职工850人(工厂675人).1970年以前主要生产壳式变压器,由于销售颧逐年下降,1981年开始技术改造,投资900万美元,主要增添了乔格铁心剪切线.1983年1984年又将西屋公司所属夏龙厂的心式变压器生产技术转入门西工厂,后又将GE公司变压器部分垒部买下,据说用费2400万美元,由于引进了GE公司的垒部心式变压器制造技术,目前门西工厂可以同时生产两种型式的各种油浸式变压器,并且在容量为40250MVA的范围内还可用两种心式技术生产,其中用夏龙厂技术生产的心式变压器成本低,损耗
4、大,用GE公司技术生产的心式变压器成本高,损耗小.1989年5月1日起,西屋公司与ABB公司合并组建了一个新的合资公司,称为西屋ABB输变电公司,简称w?A公司.w?A公司下有20多个生产厂和67个销售办事处,职工约8000人,经营产品包括电力变压器.断路器,测量仪表.继电器及保护装置,避雷器,移动变电站,电抗器,套管,互感器等电工产品,经营服务对象主要针对北美市场.4.日本日立公司国分工厂国分工厂是1957年作为一个专门从事生产变压器,断路器,垒封闭组合电器,保安器,避雷器,高压开关柜等输变电设备而建立的.为满足产品开发需要,在1955年建设的15,000KVA短路发电机大容量试验装置基础上
5、,196O年建成5000KV冲击电压发生装置和1650KV工频试验装置,1961年新建了超高压大容量变压器生产厂房,1962年又增设25000KVA短路发电机,1980年为满足特高压试验研究需要,又新建6000KV冲击电压发生装置和2200KV工频试验装置.该厂占地面积39.6万平方米,建筑面积21.5万平方米,从事变压器生产的职工约1000人.变压器类产品包括各种电力变压器,电炉变压器,整演变压器,牵引变压器,千式变压器,布燃介质变压器,电流和电压互盛器以及电抗器等.二,各厂的生产技术特点1.铁心生产技术上述几个变压器制造厂在铁心生产技术方面都有共同的发展趋势.(1)根据不同的空载损耗评价选
6、用不同牌号的硅钢片国外各电力公司订货评价变压器价格时,一般都从变压器本身销售价和变压器的空载和负载损耗来评价,进而综合评估变压器的价格.各制造厂为降低空载损耗,都选用新日铁生产的0.23毫米厚用激光处理的高导磁硅钢片,反之对空载损耗要求不高的变压器刚选用厚度为0.3毫米的高导磁硅钢片.厚度为0.35毫米的硅钢片已不选用.(2)铁心接缝形式普遍采用45.斜接缝,其中TU与西屋公司采用分级式接缝,六层为一循环,这样做可降低空载损耗与噪声水平,还可防止漏磁通密度的饱和,改进接缝处发热.其他厂家认为这种工艺复杂,不采用.(3)铁心剪切与叠装工艺各厂都用西德乔格厂生产的硅钢片纵剪和横剪生产线加工,加工的
7、毛刺小,剪切后的硅钢片由生产线的定位叠片架将心柱或铣轭各级叠成所需的心柱或铁轭,分级式接缝也由计算机控制而叠成.叠片多数为二片一叠,而西屋公司的分级式接叠为一片叠.叠铁心工艺各厂不同,TU有两种工艺,一种是靠叠片上定位孔叠片,一般不叠上轭,另一种是用数控专用装置定位,不叠上轭.ABB的中型变压器不叠上轭,大型产品叠上轭,主要是怕大型变压器不叠上轭在用气垫运输时中心柱歪斜.西屋公司是先叠三个柱,将三个柱定位后再插下铁轭,为便于插片,先用专用千斤顶顶超上部心柱叠片后再插下轭片.日立公司也不叠上轭.(4)心柱与铁轭的绑紧结构TU工厂用一般浸环氧肢的玻璃粘带扎紧,末端加热固化.铁轮用钢带扎紧,在央件一
8、侧,钢带与夹件绝缘.ABB公司用Asecond的半导体粘秸扎紧,用专用工具先将心柱压紧,再绑临时钢带,铁心立起后,逐步用半导体粘带代替临时钢带,然后用红外线干燥装置使半导体粘带固化.西屋公司用粘带及钢质锁紧装置将心柱扎紧.日立公司用无纬玻璃粘带扎紧,带厚0.25ram,宽1950mm.有三种规模的绑扎机,可绑SLz2OOMVA变压器的铁心柱,绑扎最大直径为1400mm,绑带张力控制容易.2.线圈生产技术(1)选用导线形式各厂的共同特点是导线包纸都在本厂进行,大型变压器有复合导线和换位导线,一般扁线等.导线的选用决定于负载损耗的评价值,负载损耗评价较高时,都用换位导线.TU工厂用的换位导线最多报
9、数为76根.35根的换位导线由本厂自制.ABB厂使用的导线以复合导线占多数,换位导线都是外购.西屋公司用的导线为单根扁线,68报复台导线和换位导线,厂内有23根与?7.35根导线的换位缡织机.日立公司使用的导线有单根扁线,复合导线与换位导线三种,其换位导线为加强型,特点是最外层绝缘纸为具有粘性的纸,该牯性绝缘纸在线圈干燥处理后固化,进而提高线圈承受短路应力的能力,这种粘性绝缘纸由日立电线工业提供,其日文名称为,水1/换位导线.(2)线圈绕制设备各厂普遍采用立式绕线机.ABB公司使用立式绕线机较多,特别是大型变压器都是在立式绕线机上绕制,没有层式线圈用的绕线机.TU工厂有立式绕线机,层式线圈绕线
10、机和绕并式线圈用的卧式绕线机.西屋公司有立式,卧式和层式线圈绕线机.日立公司有立式和层式线圈绕线机,超高压变压器的高压线圈采用层式绕组,大电流绕组和调压绕组分别采用螺旋式绕组和层式绕组,有五台大型立式绕线机和三台中型立式绕线机,采用的绕线模是可调的.(3)线圈结构特点和处理工艺rU工厂的大容量变压器的井问油道不大,在线段中设匝间轴向散热油道,对2OMVA变压器的线圈先用弹簧压紧的恒压干燥(气相法),不浸油.对大于2OMVA的变压器先用气相恒压干燥,然后浸油.对容量大于200MVA的变压器,是将几个线圈先装配在一起,然后套在心柱上,器身用气相干燥,线圈的压紧结构件多为层压木.ABB公司的线圈不是
11、带压干燥,也不用气相干燥法击干燥线圈,而是干燥后用压床将线圈压紧.在器身工序,用专用压紧装置将线圈压下,器身干燥后再用专用工具将线圈压紧.西屋公司门西工厂对并式线圈也采用气相加压干燥,中型心式变压器用纠结式线圈,大型变压器用电容式屏蔽,有内屏蔽线和外屏蔽线.用厚电木板作压紧结构件.日立公司的作法是线圈采用加压干燥,这种加压干燥装置可处理1200MVA大型变压器绕组.最大压力为100吨,干燥温度为11010.C,有?8空气干燥装置,可生产超低湿度(5以下)的空气,生产能力为5000Lmin.线圈的压紧结构件为层压木.3.油箱生产技术各厂油箱生产技术都比较接近,TU,ABB和美国的门西工厂在板材进
12、入油箱车间前,要先经过表面喷钢砂处理,然后用仿形气割下料.不锈钢和铝台金用等离子切割下料,焊接均在焊接平台上进行.油箱形状多为长方形,各块侧板先焊上加强铁,然后再将侧板与箱底相焊.所有密封面都加工,表面喷漆时将加工过的密封面用纸盖好.油箱焊完后,送人喷砂室进行处理,喷钢砂,喷漆和烘干三道工序很近.焊机多用CO2气体保护和自动埋弧焊.日本日立公司在油箱焊接前不作喷钢砂处理,其它工艺基本相同.日立公司生产的大型变压器油箱均为方形油箱,由大张钢板拼焊,弯折成形,具有焊缝少的特点.各厂均具有大型喷砂室和台式喷砂室,悬挂式传送喷砂装置.4.降低杂散损耗的结构措施综台各厂情况,降低杂散损耗措施是采用换位导
13、线或复合导线,单螺旋用完全换位法换位,线圈上下部位加磁屏蔽,箱壁上加铜屏蔽,槽形夹件上放铝屏.日立公司在油箱侧面采用硅钢片屏蔽,油箱的上,下部位和有法兰的部位采用铜屏蔽,对三相10O万KVA及以上大型变压器在屏蔽板表面涂漆,箱底作局部屏蔽,主要对漏磁大的地方屏蔽,铜与铁的焊接用特种焊条和惰性气体电焊机.5.计算机应用情况(1)Tu工厂利用计算机作投标方案计算,根据用户订货提出的主要参数要求,用计算机算出产品的电气性能和成本,并绘出参考外形图.该厂有两台西门子公司生产的7458型计算机,CAD工作开展的较好,用计算机绘图有两种情况,一种是将由计算机算出的数据填人标准图内,另一种是根据设计的特殊要
14、求绘制i】标准图纸,这种非标准图的绘制均借助于计算机TU工厂每年可用计算机作7080个新设计,400个投标方案设计.主要程序有t变压器电气和机械设计,各种波形冲击电压的分布计算,二维电场计算,三维电场计算,短路应力计算,油箱屏蔽计算,磁场计算,变压器过载能力计算等.据介绍有变压器电气计算程序4o3-,机械设计程序250个,标准图1000个,计算机辅助设计750个.(2)ABB公司路德维卡工厂主机是IBM一4381,语言为VSFortyOI1,操作系统为VM,cMs,有GDDMGKs绘图系统,IsPF数据库,另有HP9000小型计算机,语言为FortYOn77.用于IBM机上的设计程序有EDS电
15、气设计,包括:电磁计算,冲击电压分布,不对称短路,合闸涌流,噪声,留路过载,并式线圈换位位置展开图等.MPS机械设计程序包括?铁心,线圈,引线,油箱等部件机械尺寸的确定以及标准通用件选用等.(3)西屋公司门西工厂主机为fBM309O一15oE,设在门西厂内,语言为Fortron77,操作系统VM/CMS,DOS/VSE.使用计算机绘图,大型心式变压器有600个标准图供设计使用.大型心式变压器有1500个程序,主要程序有电磁场计算,阻抗与损耗计算,一般电场与磁场分析,瞬间过电压计算,工程草图设计等.绘图程序有层式线圈布置图,井式线圈布置图,油箱布置图,大型铁心布置图.(4)日立公司国分工厂主机为
16、HITAC-M280H,共有两台,设在国分工厂内,主要程序有冲击电压分布计算,阻抗计算,初始冲击电位分布计算,附加损耗与温升计算,短路应力计算,主绝缘电场计算等.此外尚有53个PC机计算程序.国分工厂计算机辅助设计cAD已开展,据介绍甩计算机绘图只占so%,大部绘图工作是手工绘制.该厂只有二雏电场的计算程序,来开展三维场的工作三,备厂技术发展动向为保证产品质量,各厂除进一步完善工艺装备和加强质量管理工作外,在整个生产过程中设有质量控制点,一般设3540个控制点,质量控制点设在容易出现质量问题的工序,当该工序的质量完垒稳定后便可撤消.此外,各厂在新技术和科研开发方面也极为重视,每年为科研开发均有
17、较大投资.1.西门予公司Tu工厂每年在开发新技术方面投资4千万西德马克.现已制造出1100千伏变压器样机.当前重点工作是提高质量,提高劳动生产率,降低成本,以便提高市场竞争能力.该厂计划夸后的绘图工作全部采用计算机.2.ABB公司路德维卡工厂正在研究超导技术,非晶态铁心材料的应用,SFe气体绝缘变压器和新型干式变压器.3.西屋公司门西工厂正在研究一种新的换位导线,实际是一种换位带状电缆I研究壳式变压器按漏磁场计算结果得出精确换位的计算程序,这种新程序也可用于心式变压器的设计,研究用超声波焊接导线的方法发展新的冷却系统l非晶态铁心材料的应用,已完成了配电变压器的制造,正在试用中,1O千伏500K
18、VA:IJ晶态铁心配电变压器已运行一年多.4.日立公司国分工厂早在1981年便开始了1100千伏特高压变压器的研究,现已完成样机制造,并在厂内通过一年带电运行考核,正准备送往日本的特高压输电工程运行.该厂重点力量是开发不燃介质变压器,现已完成275/33千伏1O0MVA变压器的制造,这台变压器也在厂内通过了一年的带电考核,现已交付用户使用.这种不燃介质变压器是将变压器器身置于大的绝缘筒内,在筒内充以Tafrokaber不燃介质,筒到油箱壁闻充以SF,气体作为对地绝缘.此外该厂也生产了(下转17页)?9节),JEC翻转,取值触发器翻转,减计数器开始以0.01秒的时钟脉冲减数.给定摩擦变形时向是用
19、拨码盘输入计数器的,当破计数器将给定时间值减到零时,顶锻触发器翻转,发出顶锻刹车讯号.-一图4鉴幅tt,I线路原理圈4.规范监控仪规范监控仪在焊接开始时.随着摩擦加热功率的增加,自动计量摩擦加热时闾和摩擦变形量,按给定的摩擦变形量和限定的摩擦时伺波动范围(最短和最长摩擦时间),控制摩擦加热过程.当摩擦变形量达到给定值并同时摩擦时间达到给定范围内,印发出刹车延时和顶锻指令.当摩擦变形量已达给定值而摩擦时间尚未达到给定的最短摩擦时间,则发出摩擦变形速度快的报警,并在达到给定的最短摩擦时间时方发出刹车延时和顶锻指令,当摩擦时闻已达到绘定的最长摩擦时间,但摩擦变形量尚未达到给定值,则在发出刹车延时和顶
20、锻指令的同时发出摩擦变形速度慢的报警.在摩擦加热过程中,仪器还可测主轴转速和主轴电动机工作电施当主轴转速低干给定转速下限时,发出转速低的报警.仪器对刹车和顶锻过程的控制,主要是控制刹车延时及监测刹车时间,顶锻变形量,顶锻时间等.当刹车时间超出给定刹车时间上的限时,便发出刹车速度低的报警I当完成顶锻变形量的时间超过给定的顶锻时间时,发出顶锻速度低的报警.规范监测仪由电源,位移检出,焊接规范给定输入,时基产生,启动和自动调零,转速监测,摩擦变形量及摩擦时间监控,刹车延时及顶锻速度监测,刹车速度监测,报警与复位,数字显示等部分组成.三,焊接质量检验根据技术条件要求,对摩擦焊接质量进行垒面检验,包括外
21、观通球折断面,机械性能,金相和水压试验.1,外观检验,接头成形好,毛刺小而美观,边缘偏差不超过技术条件允许范围.对毛刺过大或过小不均匀或边缘偏差超过要求及渡浪太大的接头,均应切去重焊.2,遥球检验,根据技术条件对不同锅炉部件的要求,用管子公称内径的7880或8790%的球径进行通球,检验球应能自由通过焊口.3,折断面检验;按技术条件要求进行折断面检验,焊缝应致密无缺陷.4机械性能试验;对每一个工作班抽取1%的接头进行拉伸,正弯及背弯检验,强度极限不低于母材的下限,弯曲角不低于180.5,金相检验t宏观检查缺陷,微观检查组织.6,水压试验,以两倍工作压力逐件进行水压试验,无渗漏现象.(I-接第9页)SFs气体绝缘变压器,据该厂介绍,过去一直认为变压器油是最理想的介质,近几年来发现变压器油也出现不稳定,从提高变压器的运行可靠性出发,不燃介质将是理想的介质,SFa气体只能用中压配电变压器.?17
