立体卷铁心变压器低压直流电阻不平衡问题的解决办法

　　摘要：立体卷铁心变压器由于自身结构的原因，引线长短不一，低压三相直流电阻很难平衡，本文介绍了采用低压引线铜排走向、铜排规格的选用、焊接的位置选择等方法，可以实现低压直流电阻三相平衡，并可以节省材料降低生产成本。
　　关键词：立体卷铁心变压器、低压直流电阻、三相平衡、引线
　　
　　 由于立体卷铁心配电变压器在铁心结构上突破传统工艺，具有节约硅钢片、变压器损耗小的特点，深受生产厂家及用户的欢迎。但在生产过程中会经常出现低压直流电阻三相不平衡的情况，原因是变压器的线圈已由传统的一字排开变成了等边三角形排列，各相引线的长短不一，会造成线电阻ac会较小，线电阻ab会较大，线电阻bc会最大，线电阻不平衡率往往大于2%，并且随着变压器容量越大不平率越大。而用户都会要求产品按国家要求在2%以内，否则不会轻易接收产品。所以非常有必要采取相关的措施和方法来使立体卷铁心变压器低压直流电阻不平衡率在2%以内满足用户的要求。
　　一、 立体卷铁心变压器低压直流电阻不平衡的原因
　　立体卷铁心变压器的三相线圈（a相线圈、b相线圈、c相线圈）在绕制时所采用的线材一样，每相线圈的长度相当，所以各相线圈的直流电阻基本上是相等的。若按照传统的方法焊接上引线后，a、c之间的引线长度最短，a、b之间的引线长度要比a、c之间的引线长许多，而b、c之间的引线最长。引线长的电阻会很大，引线短的电阻会很小，这就是三相直流线电阻不平衡的原因所在。以S11-M.RL-630/10为例，若只采用传统的办法焊接引线，并在温度为30℃时检测线电阻值，得ac=0.001970Ω，ab=0.001998Ω，bc=0.002030Ω。不平衡率是3%，不能达到国家标准及用户要求。
　　二、 立体卷铁心变压器低压直流电阻不平衡的解决办法
　　1、 在同一台变压器引线内采用不同规格的铜排做引线，引线路径长的选用规格大的铜排，路径短的选用规格小的铜排。铜排规格的选取要要遵循一个原则：以变压器容量额定电流来计算，确定引线最小规格的铜片，此铜排用于路径最短的引线。随后再根据路径的长短选择大规格的铜排，大铜排选择规格时以三相电阻不衡率小于2%就可行了，选择更大规格的则会造成铜排浪费。
　　2、 引线的走向：用于连接线圈尾部的引线可改变连接方向，增加或缩小某一段引线长度；或可连接成一个圆圈；或可断开某处增大电阻值。
　　3、 焊接点的选择：特别是对于大容量的变压器，如出2000kVA、2500kVA等大变压器有些地方不能直接焊上，要通过其他铜排来过渡。
　　4、 下面是根据以上三个原则来确定出从小80kVA~2500kVA低压引线铜排规格及焊接位置：
　　
　　变压器容量 铜排的规格及焊接方法
　　
　　80kVA
　　 a相、c相线圈头出线用3×30铜排；a相、c相线圈尾连线采用3×30铜排；b相线圈头出线采用3×30铜排；b相线圈尾采连用3×30铜排。
　　100kVA
　　
　　 a相、c相线圈头出线用3×30铜排；a相、c相线圈尾连线采用3×30铜排；b相线圈头出线采用3×30铜排；b相线圈尾连线采用3×30铜排。
　　160kVA
　　 a相、c相线圈头出线用3×30铜排；a相、c相线圈尾连线采用3×30铜排；b相线圈头出线采用4×30铜排；b相线圈尾连线采用4×30铜排。
　　200kVA a相、c相线圈头出线用3×30铜排；a相、c相线圈尾连线采用3×30铜排；b相线圈头出线采用4×40铜排；b相线圈尾连线采用4×40铜排。
　　250kVA a相、c相线圈头出线用3×30铜排；a相、c相线圈尾连线采用3×30铜排；b相线圈头出线采用4×40铜排；b相线圈尾连线采用5×40铜排。
　　315kVA a相、c相线圈头出线用4×30铜排；a相、c相线圈尾连线采用4×30铜排；b相线圈头出线采用5×40铜排；b相线圈尾连线采用5×40铜排。
　　400kVA a相、c相线圈头出线用4×40铜排；a相、c相线圈尾连线采用3×30铜排；b相线圈头出线采用5×50铜排；b相线圈尾连线采用6×50铜排。
　　500kVA a相、c相线圈头出线用4×40铜排；a相、c相线圈尾连线采用3×30铜排；b相线圈头出线采用6×60铜排；b相线圈尾连线采用8×60铜排。
　　630kVA a相头出线采用5×40铜排，c相头出线采用5×40排，b相头出线采用8×80铜排；c、a、b尾连线采用6×60铜连接，连接顺序为c-a-b。
　　800kVA a相头出线采用5×50铜排；b相头出线采用8×80铜排；c相头出线采用5×50铜排；c、b尾连线采用8×60铜排连接；a尾连线采用5×50铜排引出焊在c、b的连线上靠b侧。
　　1000kVA a相头出线采用6×60铜排；b相头出线采用8×80铜排；c相头出线采用6×60铜排；c、b尾连线用8×80铜排连接；a尾连线用6×60铜排引出焊在c、b的连线上靠b侧。
　　1250kVA a相头出线采用8×60铜排；b相头出线采用10×100铜排；c相头出线采用8×60铜排；c、b尾连线采用10×80铜排连接；a尾连线采用8×80铜排引出焊在c、b的连线上靠b侧。
　　1600kVA a相头出线采用8×80铜排；b相头出线采用10×100铜排；c相头出线采用8×80铜排；c、b尾连线采用10×80铜排连接；a尾连线采用10×80铜排引出焊在c、b的连线上靠b侧。
　　2000kVA a相头出线采用8×80铜排；b相头出线采用10×120铜排；c相头出线采用8×80铜排；c、b尾连线用10×120铜排连接；a尾连线用10×80铜排引出焊在c、b的连线上靠b侧。
　　2500kVA a相头出线采用10×80铜排；b相头出线采用12×120铜排；c相头出线采用10×80铜排；c、b尾连线用12×120铜排连接；a尾连线采用10×100铜排引出焊在c、b的连线上靠b侧。
　　
　　5、 以S11-M.RL-630/10为例，通过上述方法来焊接引线，并在温度为30℃时检测线电阻值，得ac=0.001970Ω，ab=0.001990Ω，bc=0.002005Ω。不平衡率是1.76%，完全能满足国家标准及用户的要求。其它容量的产品，按照上述方法来做在日常生产也得到验证是完全可行的、符合要求的。
　　三、 结论
　　采用以上方法，可以在立体卷铁心变压器的套装生产过程中解决低压直流电阻三相不平衡问题，减少因低压直流电阻三相不平衡返工而带来的浪费与不便，同时也可使铜排的使用达最节约。
　　四、主要参考文献：
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　　[2]姚志松，姚磊，新型配电变压器结构、原理和应用[M].北京:机械工业出版社,2006.12
　　[3]三相油浸式变压器技术参数和要求[M].北京：中国标准出版社，1999.10.
　　[4]变压器标准汇编[M].北京:中国标准出版社,2005.
　　[5]郭爱华，卷铁芯的磁路分析及结构特点[M].北京：变压器，1987.6

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