1.概述

　　1.1 任務來源

　　根據當前市場對于低損耗節能型10kV三相油浸式配電變壓器的需求，行業內企業在可靠性與技術性能不變的條件下，渴望降低中小型變壓器材料消耗等情況，在原機械工業部重裝司和原電力工業部安生司的指示下，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行了開發設計，經過三批試制后，目前已有三百余家企業通過了兩部（局、公司）鑒定。

　　1.2 實現目標

　　S9-30～1600/10型系列油浸式配電變壓器的開發，經歷了市場調研、技術設計、產品施工圖設計、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用。已有120家企業分別于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余家企業參與了第三批試制工作。

　　原S9型產品原材料消耗多，制約了市場的進一步擴大；原材料價格上漲過快，企業難以承受。因此，行業廠迫切需要開發出既可靠又節能、節材的新產品。所以，新S9型產品設計目標是在滿足原S9系列的性能指標和進一步提高可靠性的基礎上，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內部得到消化，使產品的售價能維持在用戶容易接受的水平。

　　1.3 結構特點

　　 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%，聯結組標號Yyn0。硅鋼片采用DQ147-30和35Z155兩種牌號分別進行系列設計，目前又采用30Q130硅鋼片進行了完善化設計工作。每個系列共17個品種51個規格，其性能指標與原S9型產品基本相同。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”；變壓器的油保護不夠有效等。

　　S9-30～1600/10型系列油浸式配電變壓器的設計，是在總結以往10kV油浸式配電變壓器設計經驗的基礎上，并針對如何解決用戶擔心和不滿意的幾個問題而進行設計的。設計的主導思想是提高可靠性、提高產品水平。為了進一步解決現行產品的不足之處，設計中在原有成熟技術的基礎上，采用我所的科研成果，對產品結構進行了局部改進。如：擴大了高壓圓筒式繞組應用范圍，層間絕緣采用網點上膠紙，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（層壓紙板或層壓木）支撐，且鐵軛絕緣墊塊的端面與鐵軛主級的端面構成一個平面。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構，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。使之性能和結構方面都達到一個較高的水平。

2.試制的基本情況

　　2.1 企業工藝水平適用性的驗證及通過特殊試驗能力的考核

　　現有大多數企業工藝裝備水平可以滿足S9型產品的生產。所采用的材料，市場上均有。由于結構的更改，工藝方法有所不同。如：帶有縱向油道的螺旋式繞組的繞制，從結構尺寸上看，既考慮到性能水平的要求，又考慮到短路承受能力的要求，因而結構尺寸嚴密，制造尺寸要求嚴格。

　　目前形勢十分喜人而又迫切，城鄉電網改造對產品質量的要求，不單純局限于對性能水平的要求，而對通過特殊試驗能力的考核日趨迫切，不但要考核其短路承受能力，而且要考核其噪聲等指標。鑒于上述的原因和專家意見，對樣機的選擇上作了調整，明確提出采用代表企業水平和市場需求較大、質量上檔次、制造技術基本反映企業全貌的產品做樣機。它不僅是驗證企業工藝水平適用性，也使企業更加充分的認識到：樣機試制合格、通過鑒定不是最終目的，今后，產品穩定生產，達到安全運行，產品質量上臺階才是唯一目的。

　　2.2 提高對產品短路承受能力的認識是實現結構設計要求的保證

　　對參加試制的絕大多數企業來說，有相當一部分企業是第一次做產品短路承受能力試驗，對于產品考核短路承受能力試驗方面認識不深，認為短路試驗做與不做，只是在JB/T56011-92“油浸電力變壓器質量分等”中有考核規定，這樣一定程度上忽視了對產品短路承受能力的考核。

　　在過去，相當長的時間內，有的企業對分等標準中規定的影響產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，系統的從根本上去保證產品結構設計要求的實現。在一定程度上，對產品考核短路承受能力認識不足，反映在管理力度上不夠，雖然企業也制定了相應的內控標準，在某種情況下留于形式，也未得到落實。當然也有結構的原因……早在JB/DQ2247-87，即該標準發布之前，對上述項目的考核，就已經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，未得到實質性的提高。

　　通過這次試制充分認識到，在產品制造過程中某一結構尺寸變化因素或幾個結構尺寸變化因素未得到協調，在裝配尺寸公差鏈上也未給予合理解決，結構設計要求難以得到保證，導致產品短路承受能力降低或造成不堪設想的后果。因而，實現結構設計要求的前提是首先提高對產品短路承受能力的認識。長期以來，注重于性能參數水平，忽視產品短路承受能力的思想必須徹底轉變。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。國標上雖然規定為特殊試驗，做為企業無論從哪方面來說，產品做短路試驗是必要的，非做不可的，對人員素質的提高和工藝水平的考核都提出了目標值，特別是對產品質量水平上等級提出了更加嚴格的要求。

　　2.3 樣機試制過程中著重解決了下面幾個認識問題：

　　2.3.1產品性能參數水平與可靠性的關系，缺一不可。

　　2.3.2產品質量分等標準不能代替企業內控標準。

　　2.3.3變壓器結構設計尺寸關系的嚴密性要得到足夠的重視。除設計和工藝人員要熟悉掌握結構設計尺寸的要求外，操作人員也應在一定范圍內了解和掌握。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的可能性。公差尺寸確定以后，不能在某一裝配環節得以消化，又無相應措施去彌補，這個公差尺寸是不可行的。

　　2.3.4嚴格“三按”生產；提高執行變壓器制造工藝的自覺性。

　　2.3.5操作工的技術水平要得到認可。

　　上述問題的解決，為樣機試制成功打下良好的思想基礎。

　　2.4 幾個認可的工作方法：

　　2.4.1專人進行技術交底，了解設計思想。

　　2.4.2有關工藝紀律的教育，從工藝上保證設計思想的實現。

　　2.4.3強化雙方有專人負責，經常保持各種方式的聯系，溝通信息，把問題處理在萌芽之中。

3關鍵問題及解決辦法

　　3.1 組織與領導

　　在試制過程中，大多數企業針對有關技術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全過程，都有專人負責和協調。特別是針對產品結構和工藝的特殊性進行了必要的人員培訓。對可能發生的各種問題，舉一反三地系統地進行研究，盡可能的把問題處理在萌芽之中。始終不渝地堅持有領導、有組織的“三按”生產、順利地完成了試制任務。有的企業以此作為突破口，開展產品上等級、創“名牌”活動，收到良好效果。

　　3.2 S9與S7結構設計和材料選用的對比

　　通過S9與S7結構設計和材料選用的對比分析得出制造S9型產品所必要的工藝條件和結構設計對工藝要求的嚴格性。

　　3.3 主要工藝措施：

　　大多數企業針對變壓器短路承受能力，就器身軸向壓緊和輻向撐緊，達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量，對紙板層數、涂膠方法、熱壓強度等在工藝加工過程中都做到嚴格的控制，收到良好效果。

　　可以說，大多數企業就影響產品性能和可靠性的各種制造因素均依據產品結構特點和尺寸相對關系，定量或定性的加以控制。具有針對性的在一定范圍內對其某一個項目進行量的考核；既使定性的加以控制，也確定了在一定范圍內定量的考核，使其相關尺寸積累公差消化在合理結構尺寸范圍內。這樣，依據相應的專業標準制定了切實可行的內控標準。它是結構設計實現的依托，它具有一定操作性。

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

　　有的企業試制過程中也遇到一些問題，如：溫升問題。

　　有的個別企業，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，導致溫升偏高，經一番周折，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，導致散熱效果降低，變壓器溫升偏高，經調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）口所在的位置均影響散熱效果。據有的企業反映，目前有的廠家生產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復合式套管的質量應予以注意。

　　密封膠墊龜裂是常見的。

　　器身緊固防松螺母的代用問題。

　　組件需要進行統一定點是必要的。

　　3.4 繞組最熱點溫度的測量

　　變壓器在滿負載下連續地運行是不常見的，負載是經常波動的。依據GB/T15164-94“油浸式電力變壓器負載導則”中，“為了使變壓器在預期負載條件下運行，且把運行危險控制在適當的危險程度中”，就“配電變壓器只須考慮熱點溫度和熱劣化”的要求，并針對“繞組最熱區所達到的溫度，是變壓器最關鍵的限制因素，故應盡一切努力來準確地確定這一溫度值”是必要的。

　　因而，我所委托有關單位對一臺S9-630/10樣機進行了熱點溫度直接測量，測量采用光導纖維測量儀（自動打印測量結果），結果符合GB/T15164-94標準要求。采用這種直接測量方法要比估算方法更準確。

　　3.5 對圖樣的完善化工作

　　根據前兩批試制的情況對產品圖樣進行一次調整設計或改版，使之更加趨于完善合理。改版后的負載損耗情況有了較好的改善。

　　4.試制結果

　　4.1 對樣機的評價

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

　　4.2 對企業生產必備條件的評價

　　企業的生產條件是可以滿足S9-30～1600/10的生產必備條件。

　　4.3 企業整體水平得到提高棗突出再現在以下幾個方面：

　　4.3.1結合樣機試制在一定程度上完善了內控標準，使標準具有一定的先進性及嚴密性。

　　4.3.2結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使人們更加充分認識驗證產品短路承受能力的必要性，從中總結出中、小型變壓器短路承受能力應具備的條件，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中，有一部分企業是首次組織新產品試制鑒定工作，這對他們來說，一定程度上完善了新產品試制工作管理制度以及新產品試制工作的各種要求等。

　　4.3.5對企業提高產品質量水平提出了目標值。

　　4.3.6提高了執行強制性標準自覺性。

　　4.3.7對高耗產品的淘汰提供了技術儲備；進一步增強和完善了市場競爭的機制。

　　5.結論

　　300余家企業通過了全部試驗，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。特別是在產品性能不降低、經濟指標適中的前提下，其結構設計合理，針對短路承受能力上的措施是可行的，符合企業現有生產工藝條件。因而，有廣泛推廣應用價值，可以滿足城鄉電網改造對10kV配電變壓器的需要。