变压器的发展
河南电力工业学校：王虹飞
最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁，为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流，变压器铁芯是由铁线束制成，而不是由整块铁构成。
１９００年左右，经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗，增大导磁率，且使电阻率增大，涡流损耗降低。经多次改进，用０．３５ｍｍ厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁芯。
近年来世界各国都在积极研究生产节能材料，变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料——非晶态磁性材料如２６０５Ｓ２，非晶合金铁芯变压器便应运而生。使用２６０５Ｓ２制作的变压器，其铁损仅为硅钢变压器的１／５，铁损大幅度降低。
我国Ｓ７系列变压器是１９８０年后推出的变压器，其效率较ＳＪ、ＳＪＬ、ＳＬ、ＳＬ１系列的变压器高，其负载损耗也较高。
８０年代中期又设计生产出Ｓ９系列变压器，其价格较Ｓ７系列平均高出２０％，空载损耗较Ｓ７系列平均降低８％，负载损耗平均降低２４％，并且国家已明令在１９９８年底前淘汰Ｓ７、ＳＬ７系列，推广应用Ｓ９系列。
S11是目前推广应用的低损耗变压器。S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构。硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60%～80%，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电品质。连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20%～35%。运行时的噪音水平降低到30～45dB，保护了环境。
非晶合金铁心的SH系列配电变压器系列的空载损耗较Ｓ９系列降低７５％左右，但其价格仅比Ｓ９系列平均高出３０％，其负载损耗与Ｓ９系列变压器相等。
变压器介绍
1、S9系列
新S9系列低损耗节能电力变压器是国家推广使用的更新换代产品，与S7系列电力变压器相比，空载损耗平均降低10.3％，空载电流平均降低22.4％。
A、性能先进、损耗低、节能效果显著；
B、工艺先进、产品结构合理；
C、该产品设计除采用原有成熟条件技术外，还采用了新型绝缘材料点胶纸，与传统的绝缘材料相比提高了抗短路能力；
D、高、低压绕组均采用无氧铜绕制，圆筒式线圈层间及高、低压间采用瓦楞纸板做油道，以保证产品质量；
E、铁芯采用45°全斜接缝，不冲孔、不绑扎、阶梯型工艺，使空载性能达到国际先进水平。
2．S9-M系列
S9-M全密封油浸式变压器与普通油浸式变压器相比，取消了储油柜，由波纹油箱的波翅代替油管作为冷却散热元件，波纹油箱由优质冷轧薄钢板在专用生产线上制造，波翅可以随变压器油体积的涨缩而涨缩，变压器油、器身与大气隔绝，从而简缓油的老化，防止器身绝缘受潮，增强可靠性，正常运行下可免维护。
波纹油箱表面经去油、去锈、磷化处理后用三防（防雨、防潮、防盐雾）漆涂装，适合在各种环境下使用：
a、器身紧固采用防松结构，保证长途运输和运行中不松动。
b、采用优质橡胶，密封材料有效防老化，杜绝渗漏。
c、本厂严格按ISO9001-2000质量管理体系所生产。
图2-3-19 S9-M三相油浸式全密封电力变压器
3．S11-M.RL S13-M.RL系列
具有空载损耗低，空载电流低，噪声低的性能，节电效果显著。提高了电压质量和供电的可靠性，是有利于环保的绿色节能设备，为城乡电网技术改造工程中推广使用的最新产品。 S13-M.RL、S11-M.RL系列全密封立体三相卷铁心变压器不同于传统的平面叠片式铁心变压器。其铁心是由单框片立体三角形布置的三相柱轭组成。每个柱体由优质冷轧硅钢薄带连续卷制，带宽经数控开料机作直线或曲线剪切。带料在铁心卷绕机上卷绕组成近圆形或折边圆弧框片后经真空充氮退火处理以消除加工应力，晶格重新取向、提高导磁率，改善电磁性能；高低压线圈使用专用绕线机，直接在铁心柱纸筒上绕制，整体结构坚实紧凑，器
身采用上下铁轭绝缘和层压木，四周拉螺杆拉紧线圈，使之稳固牢靠，能承受突发短路时的冲击力。
产品特点：
损耗低
按现行国际GB/T6451-1999《三相油浸电力变压器技术参数和要求》容量30-1600kVA，S13-M.RL系列空载损耗平均下降50%，负载损耗平均下降30%；S11-M.RL系列空载损耗平均下降30%负载损耗平均下降25%。
3.2 空载电流低
由于卷铁心材质优良以及绕制加工特点，使空载电流显著降低。按现行国标GB/T6451-1999、S13-M.RL系列空载电流平均下降75%；S11-M.RL系列空载电流平均下降75%。
3.3 运行噪声低
按JB/T10088-1999噪声标准，S13-M.RL及S11-M.RL系列噪声均降低约7-9dB。
3.4 抗短路能力强
变压器器身整体成立体三棱柱形状，四周及中央均设置拉螺杆，与上下铁轭绝缘及层压木块构成一体，能有效抵御突发短路时的轴向，辐向机械应力。
结构特点：
4.1 铁心
采用材质性能不低于30ZH110冷轧硅钢片；三相三柱立体对称结构有最平衡的三相磁路；每组(卷)心片由薄钢带在专用铁心卷绕机上绕制，压力均匀紧实；铁心框片经真空退火处理，消除应力，提高电磁性能；铁心表面涂环氧树脂漆，防潮，固化。
绕组
采用低氧铜材质的纸包铜扁线或QQ-2缩醛漆包圆铜线；低压线圈为双层或四层圆铜式或新螺旋式，或箔式。高压线圈为多层圆筒式；线圈油道为瓦楞结构，层间绝缘为双面点胶纸；低压及高压表面均加绕环氧树脂半粘性玻璃纤维带，增加机械强度。
器身、引线
采用绝缘纸板制作上下铁轭绝缘；采用层压木制作平衡垫块绝缘；采用层压纸板作引线支架；所有紧固件均为有效锁紧的防松螺母。
油箱
采用三角形结构的全密封波纹油箱，三相均设置波纹片以保证散热及补偿随油温变化而致油体积变化的膨缩体积；箱盖面上装有带压力释放阀的油位计便于加油及观察油面高度，及对变压器内部突发故障过压时释放压力安全保护。
4．SH11-M系列
SH11-m 密封式非晶合金电力变压器是全充油密封型，原理同密封型电力变压器。非晶合金的基础元素由铁、镍、钴、硅、硼、碳等组成。是一种向同性的软磁材料，磁化功率小，不存在阻碍磁畴壁移动的结构缺陷，厚度极薄，只有0.027mm，填充系数相应变小，只有0.75～0.8，电阻率很高，是硅钢板的3～6位，硬度是硅钢片的5倍，非晶合金材料对应力特别敏感。
非晶合金的这种结构使其具有高饱和磁感应强度、低损耗(相当于硅钢片的1/4)、低激磁电流、良好的温度稳定性等特点,因此用非晶合金材料制造的变压器铁芯，其空载损耗较常规S9 系列下降 70-80%，空载电流较 S9 系列下降50%，负载损耗也较常规 S9 系列变压器下降，其明显的节能、降耗特点被称为二十一世纪的“绿色材料” 。
非晶合金配电变压器铁芯一般由多个单框卷铁芯组成，铁芯截面一般为长方形截面。如制做成三相变压器时为三相五柱卷铁芯，它是由四个单框卷铁芯组合而成，铁芯均可打开，这样有利于线圈的套装；铁芯固定及线圈夹紧采用薄板弯折成型的框架结构，具有结构简单合理、强度好、重量轻、油道通畅、散热好、杂散损耗小等特点，其总体性能指标已达到世界先进水平。
由于非晶合金变压器具有较高的节能特点，所以使用非晶配电变压器，不但可以提高能源利用率，而且还可以带来长期的经济效益、环境效益，同时还将给社会节约大量能源，属机电行业节能、节材、环保型的新型产品，符合国家的产业政策。
一、新型变压器介绍：
如何进一步提高变压器的节能效果，不断降低运行费用和制造成本，一直是变电设备制造业孜孜以求的目标和用户的要求。三维立体D形卷铁心干式变压器高效节能新产品应用已在节能降耗方面作出十分有益的工作，取得了突破性进展，变压器行业又一次刮起节能旋风。
早在上个世纪的80年代中期，中国政府就强制性地采用S系列低损耗配电变压器替代了高耗能变压器；从1998年开始，又用S9系列配电变压器取代了S7系列变压器。但从长远来看，传统结构的变压器在节能上已难有大的突破。
1、SGB11—RL系列：
SGB11—RL系列三维立体D形卷铁心干式变压器，具有结构独新颖、安全可靠、节能环保、运行成本低、社会经济效益显著的特点。从其电气性能数据来看：该变压器具有优良的电气、机械和绝缘耐热性能，抗短路与过负载能力强，空载损耗、空载电流及噪音大幅降低，有着实实在在的节能效果。
据有关专家推算，目前我国变压器的市场需求量为9800万千伏安，如果全部由SGB11型变压器替代传统变压器，每年可减少有功电量16.9亿千瓦/时，折合人民币8.6亿元。
2、S11-M.RL系列：
S11-M.RL型三相立体卷铁心配电变压器一种新型高技术高节能型产品。与S9型比较立体卷铁心变压器空载电流可降低80%、空载损耗降低30-40%、噪声降低8-13dB。广泛适用于工厂、矿山、石油化工及工农业的配电、动力及照明.特别适用于用电质量要求比较高的供电场所。正常使用条件：海拔不超过1000m、环境温度、最高气温：+40℃、最高日平均气温：+30℃、最高年平均气温：+20℃、最低气温：-30℃、使用环境：户外、多相电源的对称性、三相变压器的电源应近似对称。三角形立体卷铁心是由三只横截面为半圆形的内铁心立体拼装在一起，构成三个铁心柱横截面近似圆形的三角形立体结构。三相磁回路完全对称相等，缩短了铁轭，心柱系数高；三角形立体卷铁心经退火处理后，能彻底消除内应力，磁路各处均无高磁阻存在，故空载损耗与励磁电流均可大幅度下降，试验表明空载损耗比传统变压器下降30～40%，空载电流下降80%以上；由于三角形立体卷铁心是不间断连续绕制而成，只有几个接缝，不会产生如叠片式铁心那样因磁路不连贯而发出的噪声，可使噪声降低到最低限度，一般可降低8～13dB，达到静音状态。d、变压器油箱采用近似三角形结构，故体积比常规长方形油箱要小，结构紧凑，外形美观，占地面积小。
3、S9-M系列：
S9-M三相油浸式全密封电力变压器，不同于普通油浸式变压器，它取消了储油柜，由油箱体的波纹板式散热片来散热冷却，其弹性胀缩补偿油体积的增减。适用在10KV、50HZ
输配电系统中，可供居民区、商业街道、工矿企业和农村动力及照明之用。产品特点a、节能：S9型与原7型相比，空载损耗平均降低10.25%，空载电流降低37.9%，运行费用平均下降18.39%。b、可靠的长期使用寿命：全密封变压器箱盖与箱沿采用螺栓联结或焊死结构，隔绝油与空气的接触，绝缘不会受潮，大大降低绝缘老化速度，提高了使用寿命。c、免吊心：全密封变压器运行前用户无需吊心检查，用户可节约吊心检查费用。d、免维护性：全密封变压器不需维护。e、噪声低：设计结构紧凑，应用新材料和新工艺，降低噪声。f、体积小、外形美观：S9-M系列化变压器油箱采用波纹板式散热片，当油温变化时，油体积的变化由波纹片的弹性胀缩来调节补偿。波纹油箱外形美观体积小，占地面积小。
4、SH11-M系列
SH11-m 密封式非晶合金电力变压器
产品介绍:该产品是全充油密封型。原理同密封型电力变压器。非晶合金的基础元素是铁、镍、钴、硅、硼、碳等组成。是一种向同性的软磁材料，磁化功率小，不存在阻碍磁畴壁移动的结构缺陷，厚度极薄，只有0.027mm，填充系数相应变小，只有0.75～0.8，电阻率很高，是硅钢板的3～6位，硬度是硅钢片的5倍，非晶合金材料对应力特别敏感。SBH11-M-30～1600/6～10系列产品负载损耗在GB/T6451标准值基础上下降15%，空载损耗在GB/T6451标准组I值基础上下降70%。
5、SG(B)10型H级绝缘干式电力变压器：
SGB10系列非包封型干式电力变压器，具有安全可靠、环保节能、防火防爆、防污防
尘防潮、过载能力强、体积小、维护简单等优点。设计先进、结构合理、外形美观、主要性能指标均优于国内标准。最适宜用于防火要求高、负荷波动大、经常超负荷运行的环境中，适用于高层住宅、机场、车站、码头、地铁、医院、发电厂、冶金行业、购物中心、居民密集区及石油化工、核电站、核潜艇等场所。
变压器耐热绝缘等级H以上。难燃、阻燃、自熄、无毒、防火。采用先进的VPI设备和真空浸渍技术，使产品有卓越的耐潮湿性，防污、防尘、防霉、防盐雾等性能极佳，更能承受热冲击，永不龟裂、无局部放电产生。采用杜邦NOMEX纸为主绝缘材料，并将其作为变压器最热点处的混合绝缘系统，产品的耐热等级高，因而变压器的体积小、重量轻。超铭牌运行能力强，由于采用新结构、新材料、新工艺，散热条件好、热寿命长、过负荷能力极强，在120%过负荷下可长期安全可靠运行。采用高品质电工绝缘材料NOMEX纸，电气绝缘和机械性能长期稳定，绝缘材料不易老化，耐收缩及抗压缩，加上弹性特强，抗撕裂和磨蚀性能良好。因此可以确保变压器即使在使用数年之后线圈仍保持结构紧密，并且能够承受短路的能力。在制造、运输、储存、运行时都不会对环境造成污染。线圈可分解回收处理，不会对环境造成危害，保护环境、符合潮流。不会助燃，能阻燃、不会爆炸、750°C以下不会释放出有害气体。可满足城市人口密集对噪音的更高要求。