1.概述

　　1.1 任務(wù)來源

　　根據(jù)當(dāng)前市場對于低損耗節(jié)能型10kV三相油浸式配電變壓器的需求，行業(yè)內(nèi)企業(yè)在可靠性與技術(shù)性能不變的條件下，渴望降低中小型變壓器材料消耗等情況，在原機械工業(yè)部重裝司和原電力工業(yè)部安生司的指示下，沈陽變壓器研究所于1994年初對S9-30～1600/10新型系列油浸式配電變壓器進(jìn)行了開發(fā)設(shè)計，經(jīng)過三批試制后，目前已有三百余家企業(yè)通過了兩部（局、公司）鑒定。

　　1.2 實現(xiàn)目標(biāo)

　　S9-30～1600/10型系列油浸式配電變壓器的開發(fā)，經(jīng)歷了市場調(diào)研、技術(shù)設(shè)計、產(chǎn)品施工圖設(shè)計、專家評審、工藝措施的完善、較大范圍的試制直至全面推廣應(yīng)用。已有120家企業(yè)分別于1996年4月在無錫和1998年8月在北京通過了“兩部（局、公司）”鑒定。到目前為止又有200余家企業(yè)參與了第三批試制工作。

　　原S9型產(chǎn)品原材料消耗多，制約了市場的進(jìn)一步擴大；原材料價格上漲過快，企業(yè)難以承受。因此，行業(yè)廠迫切需要開發(fā)出既可靠又節(jié)能、節(jié)材的新產(chǎn)品。所以，新S9型產(chǎn)品設(shè)計目標(biāo)是在滿足原S9系列的性能指標(biāo)和進(jìn)一步提高可靠性的基礎(chǔ)上，使變壓器的成本有所降低。這樣，使由于原材料價格上漲、性能水平提高而帶來的材料成本增大等，致使變壓器成本上升的不利因素在企業(yè)內(nèi)部得到消化，使產(chǎn)品的售價能維持在用戶容易接受的水平。

　　1.3 結(jié)構(gòu)特點

　　 S9-30～1600/10型系列油浸式配電變壓器含高壓10kV、6.3kV、6.0kV低壓0.4kV，高壓分接范圍±5%，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號Yyn0。硅鋼片采用DQ147-30和35Z155兩種牌號分別進(jìn)行系列設(shè)計，目前又采用30Q130硅鋼片進(jìn)行了完善化設(shè)計工作。每個系列共17個品種51個規(guī)格，其性能指標(biāo)與原S9型產(chǎn)品基本相同。對于中小型變壓器不滿意之處歸納起來有三個方面：產(chǎn)品通過短路承受能力較差；器身定位與箱蓋之間連接不牢靠，運輸中引線扯斷，器身不“落底”；變壓器的油保護(hù)不夠有效等。

　　S9-30～1600/10型系列油浸式配電變壓器的設(shè)計，是在總結(jié)以往10kV油浸式配電變壓器設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，并針對如何解決用戶擔(dān)心和不滿意的幾個問題而進(jìn)行設(shè)計的。設(shè)計的主導(dǎo)思想是提高可靠性、提高產(chǎn)品水平。為了進(jìn)一步解決現(xiàn)行產(chǎn)品的不足之處，設(shè)計中在原有成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用我所的科研成果，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行了局部改進(jìn)。如：擴大了高壓圓筒式繞組應(yīng)用范圍，層間絕緣采用網(wǎng)點上膠紙，首末層加強，低壓繞組端部線匝不拉平，采用硬端圈無間隙完全支撐，繞組外表面采用緊縮帶和微縮半干粘帶半疊一層包扎，既保護(hù)繞組又增加機械強度。夾件上取消了角板，沿繞組圓周均勻用絕緣塊（層壓紙板或?qū)訅耗荆┲?，且鐵軛絕緣墊塊的端面與鐵軛主級的端面構(gòu)成一個平面。鐵心采用三接縫，在不增加鐵心重量的前提下，使空載性能有所提高。低壓繞組與鐵心之間為實體硬固定；采用了吊板緩沖定位結(jié)構(gòu)，以及高低壓引線的夾持方式等。同時采用了一些新的組件和緊固件等。使之性能和結(jié)構(gòu)方面都達(dá)到一個較高的水平。

2.試制的基本情況

　　2.1 企業(yè)工藝水平適用性的驗證及通過特殊試驗?zāi)芰Φ目己?/p>

　　現(xiàn)有大多數(shù)企業(yè)工藝裝備水平可以滿足S9型產(chǎn)品的生產(chǎn)。所采用的材料，市場上均有。由于結(jié)構(gòu)的更改，工藝方法有所不同。如：帶有縱向油道的螺旋式繞組的繞制，從結(jié)構(gòu)尺寸上看，既考慮到性能水平的要求，又考慮到短路承受能力的要求，因而結(jié)構(gòu)尺寸嚴(yán)密，制造尺寸要求嚴(yán)格。

　　目前形勢十分喜人而又迫切，城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，不單純局限于對性能水平的要求，而對通過特殊試驗?zāi)芰Φ目己巳遮吰惹校坏己似涠搪烦惺苣芰?，而且要考核其噪聲等指?biāo)。鑒于上述的原因和專家意見，對樣機的選擇上作了調(diào)整，明確提出采用代表企業(yè)水平和市場需求較大、質(zhì)量上檔次、制造技術(shù)基本反映企業(yè)全貌的產(chǎn)品做樣機。它不僅是驗證企業(yè)工藝水平適用性，也使企業(yè)更加充分的認(rèn)識到：樣機試制合格、通過鑒定不是最終目的，今后，產(chǎn)品穩(wěn)定生產(chǎn)，達(dá)到安全運行，產(chǎn)品質(zhì)量上臺階才是唯一目的。

　　2.2 提高對產(chǎn)品短路承受能力的認(rèn)識是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的保證

　　對參加試制的絕大多數(shù)企業(yè)來說，有相當(dāng)一部分企業(yè)是第一次做產(chǎn)品短路承受能力試驗，對于產(chǎn)品考核短路承受能力試驗方面認(rèn)識不深，認(rèn)為短路試驗做與不做，只是在JB/T56011-92“油浸電力變壓器質(zhì)量分等”中有考核規(guī)定，這樣一定程度上忽視了對產(chǎn)品短路承受能力的考核。

　　在過去，相當(dāng)長的時間內(nèi)，有的企業(yè)對分等標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的影響產(chǎn)品短路承受能力的項目，如：夾件平整度、墊塊松動及其位置偏差、引線松動、金屬緊固件松動、繞組軸、輻向尺寸偏差等執(zhí)行上均有一定差距，就此問題人們忽視了通過必要的工藝措施，系統(tǒng)的從根本上去保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的實現(xiàn)。在一定程度上，對產(chǎn)品考核短路承受能力認(rèn)識不足，反映在管理力度上不夠，雖然企業(yè)也制定了相應(yīng)的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，在某種情況下留于形式，也未得到落實。當(dāng)然也有結(jié)構(gòu)的原因……早在JB/DQ2247-87，即該標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之前，對上述項目的考核，就已經(jīng)被列入作為短路承受能力方面的主考項考核，但從收到效果來看，未得到實質(zhì)性的提高。

　　通過這次試制充分認(rèn)識到，在產(chǎn)品制造過程中某一結(jié)構(gòu)尺寸變化因素或幾個結(jié)構(gòu)尺寸變化因素未得到協(xié)調(diào)，在裝配尺寸公差鏈上也未給予合理解決，結(jié)構(gòu)設(shè)計要求難以得到保證，導(dǎo)致產(chǎn)品短路承受能力降低或造成不堪設(shè)想的后果。因而，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的前提是首先提高對產(chǎn)品短路承受能力的認(rèn)識。長期以來，注重于性能參數(shù)水平，忽視產(chǎn)品短路承受能力的思想必須徹底轉(zhuǎn)變。隨著檢測手段的提高，市場競爭的需要，用電部門把短路承受能力問題也提到議程上來。國標(biāo)上雖然規(guī)定為特殊試驗，做為企業(yè)無論從哪方面來說，產(chǎn)品做短路試驗是必要的，非做不可的，對人員素質(zhì)的提高和工藝水平的考核都提出了目標(biāo)值，特別是對產(chǎn)品質(zhì)量水平上等級提出了更加嚴(yán)格的要求。

　　2.3 樣機試制過程中著重解決了下面幾個認(rèn)識問題：

　　2.3.1產(chǎn)品性能參數(shù)水平與可靠性的關(guān)系，缺一不可。

　　2.3.2產(chǎn)品質(zhì)量分等標(biāo)準(zhǔn)不能代替企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.3.3變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計尺寸關(guān)系的嚴(yán)密性要得到足夠的重視。除設(shè)計和工藝人員要熟悉掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計尺寸的要求外，操作人員也應(yīng)在一定范圍內(nèi)了解和掌握。在確定部（零）件公差時，要確定公差尺寸消化在某一裝配范圍內(nèi)的可能性。公差尺寸確定以后，不能在某一裝配環(huán)節(jié)得以消化，又無相應(yīng)措施去彌補，這個公差尺寸是不可行的。

　　2.3.4嚴(yán)格“三按”生產(chǎn)；提高執(zhí)行變壓器制造工藝的自覺性。

　　2.3.5操作工的技術(shù)水平要得到認(rèn)可。

　　上述問題的解決，為樣機試制成功打下良好的思想基礎(chǔ)。

　　2.4 幾個認(rèn)可的工作方法：

　　2.4.1專人進(jìn)行技術(shù)交底，了解設(shè)計思想。

　　2.4.2有關(guān)工藝紀(jì)律的教育，從工藝上保證設(shè)計思想的實現(xiàn)。

　　2.4.3強化雙方有專人負(fù)責(zé)，經(jīng)常保持各種方式的聯(lián)系，溝通信息，把問題處理在萌芽之中。

3關(guān)鍵問題及解決辦法

　　3.1 組織與領(lǐng)導(dǎo)

　　在試制過程中，大多數(shù)企業(yè)針對有關(guān)技術(shù)文件和工廠的實際情況制定了切實可行的工藝方案。就可能遇到的問題從圖樣的消化、工藝工裝的準(zhǔn)備、材料的選購、零部件的加工、各部件的裝配與其總裝配以及試驗等整個的生產(chǎn)全過程，都有專人負(fù)責(zé)和協(xié)調(diào)。特別是針對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝的特殊性進(jìn)行了必要的人員培訓(xùn)。對可能發(fā)生的各種問題，舉一反三地系統(tǒng)地進(jìn)行研究，盡可能的把問題處理在萌芽之中。始終不渝地堅持有領(lǐng)導(dǎo)、有組織的“三按”生產(chǎn)、順利地完成了試制任務(wù)。有的企業(yè)以此作為突破口，開展產(chǎn)品上等級、創(chuàng)“名牌”活動，收到良好效果。

　　3.2 S9與S7結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選用的對比

　　通過S9與S7結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選用的對比分析得出制造S9型產(chǎn)品所必要的工藝條件和結(jié)構(gòu)設(shè)計對工藝要求的嚴(yán)格性。

　　3.3 主要工藝措施：

　　大多數(shù)企業(yè)針對變壓器短路承受能力，就器身軸向壓緊和輻向撐緊，達(dá)到貫穿性有效支撐問題。如：鐵心和低壓繞組之間、低壓繞組和高壓繞組之間形成實體硬固定；高、低壓繞組要保持等高；以及對帶有縱向油道的螺旋式繞組的繞制，從對導(dǎo)線的選擇到繞制完成，包括對繞組出頭崴彎成形與絕緣包扎、及其與端絕緣的固定，導(dǎo)線換位包扎處理方法，簾狀油隙墊塊的放置，繞組壓縮前、后軸向尺寸變化量的控制與其相關(guān)絕緣件的加工等方方面面都有明確的控制原則和工藝措施。

　　與此同時，對鐵心的迭積與裝配如：夾件、墊腳與軛片裝配位置的控制，心柱級塊與絕緣（平衡）墊塊配合，心柱的夾緊與涂聚胺脂漆等也做了較具體的要求。

　　為保證和控制層壓絕緣壓板及絕緣墊的質(zhì)量，對紙板層數(shù)、涂膠方法、熱壓強度等在工藝加工過程中都做到嚴(yán)格的控制，收到良好效果。

　　可以說，大多數(shù)企業(yè)就影響產(chǎn)品性能和可靠性的各種制造因素均依據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點和尺寸相對關(guān)系，定量或定性的加以控制。具有針對性的在一定范圍內(nèi)對其某一個項目進(jìn)行量的考核；既使定性的加以控制，也確定了在一定范圍內(nèi)定量的考核，使其相關(guān)尺寸積累公差消化在合理結(jié)構(gòu)尺寸范圍內(nèi)。這樣，依據(jù)相應(yīng)的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定了切實可行的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。它是結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)的依托，它具有一定操作性。

　　大多數(shù)企業(yè)從提高配電變壓器整體制造質(zhì)量水平出發(fā)，注重性能水平和可靠性的提高，又在內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量提高上下了很大工夫，成效是顯著的。

　　有的企業(yè)試制過程中也遇到一些問題，如：溫升問題。

　　有的個別企業(yè)，低壓繞組繞制時，縱向油道底紙有皺褶或多余紙頭，浸漆時漆的粘度大，滴漆的時間又短，絕緣裝配時還沒有注意清理繞組下端面殘留的漆瘤、漆疤，使其油道堵塞，導(dǎo)致溫升偏高，經(jīng)一番周折，采取必要的措施，得到解決。

片式散熱器合片厚度過小等影響，導(dǎo)致散熱效果降低，變壓器溫升偏高，經(jīng)調(diào)換片式散熱器得到解決。在總損耗一定的情況下，散熱效果的好壞，取決于散熱面的大小。事實上，在片式散熱面一定情況下，片與片間的距離大小，合片的厚度，上（下）油的出（進(jìn)）口所在的位置均影響散熱效果。據(jù)有的企業(yè)反映，目前有的廠家生產(chǎn)的散熱器的合片厚度僅在7~8mm，甚至低于7mm。

　　其它的組件如：1kV復(fù)合式套管的質(zhì)量應(yīng)予以注意。

　　密封膠墊龜裂是常見的。

　　器身緊固防松螺母的代用問題。

　　組件需要進(jìn)行統(tǒng)一定點是必要的。

　　3.4 繞組最熱點溫度的測量

　　變壓器在滿負(fù)載下連續(xù)地運行是不常見的，負(fù)載是經(jīng)常波動的。依據(jù)GB/T15164-94“油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則”中，“為了使變壓器在預(yù)期負(fù)載條件下運行，且把運行危險控制在適當(dāng)?shù)奈ｋU程度中”，就“配電變壓器只須考慮熱點溫度和熱劣化”的要求，并針對“繞組最熱區(qū)所達(dá)到的溫度，是變壓器最關(guān)鍵的限制因素，故應(yīng)盡一切努力來準(zhǔn)確地確定這一溫度值”是必要的。

　　因而，我所委托有關(guān)單位對一臺S9-630/10樣機進(jìn)行了熱點溫度直接測量，測量采用光導(dǎo)纖維測量儀（自動打印測量結(jié)果），結(jié)果符合GB/T15164-94標(biāo)準(zhǔn)要求。采用這種直接測量方法要比估算方法更準(zhǔn)確。

　　3.5 對圖樣的完善化工作

　　根據(jù)前兩批試制的情況對產(chǎn)品圖樣進(jìn)行一次調(diào)整設(shè)計或改版，使之更加趨于完善合理。改版后的負(fù)載損耗情況有了較好的改善。

　　4.試制結(jié)果

　　4.1 對樣機的評價

　　從試制整體水平看，產(chǎn)品試制成功棗試制的樣機代表S9-30～1600/10一個系列產(chǎn)品水平。

　　4.2 對企業(yè)生產(chǎn)必備條件的評價

　　企業(yè)的生產(chǎn)條件是可以滿足S9-30～1600/10的生產(chǎn)必備條件。

　　4.3 企業(yè)整體水平得到提高棗突出再現(xiàn)在以下幾個方面：

　　4.3.1結(jié)合樣機試制在一定程度上完善了內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，使標(biāo)準(zhǔn)具有一定的先進(jìn)性及嚴(yán)密性。

　　4.3.2結(jié)合樣機試制在一定程度上完善了制造工藝，使工藝具有一定的適用性及合理性。

　　4.3.3使人們更加充分認(rèn)識驗證產(chǎn)品短路承受能力的必要性，從中總結(jié)出中、小型變壓器短路承受能力應(yīng)具備的條件，滿足于短路試驗合格就會固步自封，無論是在從變壓器生產(chǎn)的角度，還是從變壓器運行來講，在短路的情況下，能夠安全可靠運行，其意義更為重大。

　　4.3.4參加試制的企業(yè)中，有一部分企業(yè)是首次組織新產(chǎn)品試制鑒定工作，這對他們來說，一定程度上完善了新產(chǎn)品試制工作管理制度以及新產(chǎn)品試制工作的各種要求等。

　　4.3.5對企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量水平提出了目標(biāo)值。

　　4.3.6提高了執(zhí)行強制性標(biāo)準(zhǔn)自覺性。

　　4.3.7對高耗產(chǎn)品的淘汰提供了技術(shù)儲備；進(jìn)一步增強和完善了市場競爭的機制。

　　5.結(jié)論

　　300余家企業(yè)通過了全部試驗，尤其是通過了短路承受能力試驗，證明了S9-30～1600/10型系列油浸式配電變壓器具有較高的可靠性，可以滿足用戶的需求。特別是在產(chǎn)品性能不降低、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)適中的前提下，其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，針對短路承受能力上的措施是可行的，符合企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝條件。因而，有廣泛推廣應(yīng)用價值，可以滿足城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造對10kV配電變壓器的需要。