CN112259360B

CN112259360B - 干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法和匝数验证方法

Info

Publication number: CN112259360B
Application number: CN202011524797.7A
Authority: CN
Inventors: 杨子林; 干才鑫; 田贵平; 林兵
Original assignee: SANBIAN SCI-TECH CO LTD
Current assignee: SANBIAN SCI-TECH CO LTD
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2021-03-02
Anticipated expiration: 2040-12-22
Also published as: CN112259360A

Abstract

本申请涉及干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法和线圈匝数验证方法。生产方法中，包括线匝绕制、验证、合模、环氧树脂浇注，以及拆模五道工序；其中，验证工序包括步骤：iii.对于三相电阻不平衡率合格的线圈，进一步比较各分接段电阻比值R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇和设计图纸要求的匝数比N₆₄：N₄₂：N₃₅：N₅₇是否一致；在比例公式R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇中存在偏差超出阈值的项时，先查找是否存在接头虚焊，排除接头虚焊后，判定为错匝，返工后，安排重新进入验证工序；在比例公式R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇中不存在偏差超出阈值的项时，判定为匝数合格，安排进入合模工序；本步骤中，所述阈值小于线圈错匝数为一匝时的理论偏差。

Description

干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法和匝数验证方法

技术领域

本申请涉及变压器制造技术领域，具体涉及干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法，以及干式变压器环氧树脂浇注线圈的匝数验证方法。

背景技术

变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的，不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。

干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑、机场、码头CNC机械设备等场所，简单的说，干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。干式变压器环氧树脂浇注线圈的常规生产流程包括线圈绕制、合模、浇注、拆模等工序。

按照现有技术，干式线圈生产过程中，在线圈合模前要求测量每个线圈之1、3、5分接的电阻，确保三相线圈电阻不平衡率在标准（≤4%）规定范围以内。以10kV干式变压器SCB13-1000/10为例（其线圈匝数简图如图5所示），每个线圈合模前分别测量R_A6、R_A4、R_A2、R_X3、R_X5、R_X7共6个电阻值，计算第1档电阻R_A2+ R_X3，第3档（额定档）电阻R_A4+ R_X5，第5档电阻R_A6+ R_X7，再计算变压器三相线圈电阻不平衡率，≤4%为合格。但是，实际生产表明，这还不能有效排除线圈错匝问题（只有错匝数较多时才会被检测出来）。

根据JB/T 501-2006《电力变压器试验导则》中第8章要求，为验证线圈的匝数是否符合要求需在绝缘装配后（即线圈、铁心、绝缘件等组装后）进行电压比试验。对于此时已浇注成形的干式线圈（即干式变压器环氧树脂浇注线圈），如果发现匝数错误（即错匝），唯一的方法就是报废线圈，重新投产，一个线圈损失少则几千元，多则上万元，同时还会造成产品交付期延迟、生产效率降低、废树脂污染环境等不良后果。

电压比试验是通过电磁感应原理完成，干式线圈在线圈合模前因线圈自带铁模（不允许拆除铁模）且无封闭的铁心通磁路，技术上根本无法实现测量线圈匝数的目的。因此只能待线圈浇注后，线圈、铁心、绝缘件等装配完成后才能通过电磁感应原理准确测量电压比并验证匝数，此时如发现错匝则为时已晚，线圈只能报废。

为减少干式线圈的错匝问题，避免线圈报废，现有的方法是在线圈绕制过程中通过绕线机计数器和操作者每层目测记录进行双重计数，但一只线圈几百匝到几千匝不等，受计数器的灵敏度、人员的操作技能、责任心等因素影响，还是会出现线圈错匝现象，特别是线圈分接段位置，更是容易出错。经统计2004年至今，16年期间我公司记录在册共有86个干式线圈因错匝而报废，平均每年出现5～6个（占总生产量千分之一左右）。进一步统计发现，这些线圈中，由于一个或两个分接段存在错匝问题而导致报废的占了大多数。因此，如果能在线圈进入合模工序前将存在一个或两个分接段错匝的问题线圈排除，因错匝导致的线圈报废率将大幅下降。

发明内容

为克服现有技术中所存在的上述不足，本申请提供了一种干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法，该生产方法在线圈进入合模工序前，通过特定的验证工序，排除变压器三相线圈电阻不平衡率不合格，以及线圈存在一个或两个分接段错匝的问题，在不增加工作量的前提下，能够大幅减少出现浇注后发现线圈存在错匝问题导致线圈整体报废的情况。对应的，本发明也提供了一种干式变压器环氧树脂浇注线圈的线圈匝数验证方法，该匝数验证方法在生产干式变压器环氧树脂浇注线圈的过程中，对准备进入合模工序的线圈进行匝数验证，排除线圈存在一个或两个分接段错匝的问题，从而大幅减少出现浇注后发现线圈存在错匝问题导致线圈整体报废的情况。

对于干式线圈的生产方法，本申请提供如下技术方案：

干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法，该生产方法中，所述干式变压器环氧树脂浇注线圈的线匝包括A-X6基本段和X7-X基本段，以及依序排列于A-X6基本段和X7-X基本段之间的X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段；该生产方法中，包括线匝绕制、验证、合模、环氧树脂浇注，以及拆模五道工序；

其中，验证工序包括如下步骤：

．分别测量A-X4线段、X-X5线段、X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段的电阻值R_A4、R_X5、R₆₄、R₄₂、R₃₅、R₅₇；

．计算额定档的电阻值R_A4+ R_X5，并进一步计算变压器三相线圈电阻不平衡率，≤4%为合格，反之为不合格；

．对于三相电阻不平衡率合格的线圈，进一步比较各分接段电阻比值R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇和设计图纸要求的匝数比N₆₄：N₄₂：N₃₅：N₅₇是否一致；在比例公式R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇中存在偏差超出阈值的项时，先查找是否存在接头虚焊，排除接头虚焊后，判定为错匝，返工后，安排重新进入验证工序；在比例公式R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇中不存在偏差超出阈值的项时，判定为匝数合格，安排进入合模工序；本步骤中，所述阈值小于或等于各分接段在错匝数为一匝时的理论偏差中的最小者。

与现有技术相比，本申请的干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法取得了如下有益的技术效果：

（1）通过在线圈进入合模工序前，设置特定的验证工序，对三相线圈电阻不平衡率和线圈匝数进行验证，排除三相电阻不平衡率不合格及一个或两个分接段存在错匝问题的线圈，避免其进入合模工序，从而，大幅减少出现线圈浇注后发现错匝问题导致线圈整体报废的情况，经济效益明显，同时可以避免大部分因线圈报废造成产品交期延迟、生产效率降低、废树脂污染环境等不良后果；

（2）现有技术在浇注前须测量6次绕组直流电阻用于判定三相电阻不平衡率，本申请的生产方法只是在现有技术的基础上改变直流电阻测量的部位，电阻测量次数不变，测量时间不变，而且只需计算第3档（额定档）的三相线圈电阻不平衡率（如果匝数验证合格，不可能出现第1档和第5档三相线圈电阻不平衡率不合格，故本申请中省去了第1档和第5档的三相线圈电阻不平衡率的计算），总体工作量并未增加；

（3）本申请的生产方法中，通过将各分接段电阻比值和设计图纸要求的匝数比进行比较，发现分接段的错匝问题，由于分接段设计匝数相对较少，错一匝电阻变化较大，比较容易发现问题，本申请生产方法中的验证工序的灵敏度较高。

作为优化，步骤ii中，若计算出的变压器三相线圈电阻不平衡率不合格，返工后，安排重新进入验证工序。

作为优化，步骤iii中，若发现存在接头虚焊，返工后，安排重新进入验证工序。

作为优化，步骤iii中，所述阈值不大于各分接段在错匝数为一匝时的理论偏差中的最小者的80%。阈值设置的小一些，可以提高验证过程的灵敏度。

作为优化，所述X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段的匝数均在8匝～40匝之间。此时，线圈分接段匝数较少，如存在错匝问题，电阻变化比例会较大，非常容易识别。进一步，此时，所述阈值可以为2%。

对于线圈的匝数验证方法，本申请提供如下技术方案：

干式变压器环氧树脂浇注线圈的匝数验证方法，该匝数验证方法在生产干式变压器环氧树脂浇注线圈的过程中，对准备进入合模工序的线圈进行匝数验证；该匝数验证方法中，所述干式变压器环氧树脂浇注线圈的线匝包括A-X6基本段和X7-X基本段，以及依序排列于A-X6基本段和X7-X基本段之间的X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段；

具体包括如下步骤：

．分别测量X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段的电阻值R₆₄、R₄₂、R₃₅、R₅₇；

．比较各分接段电阻比值R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇和设计图纸要求的匝数比N₆₄：N₄₂：N₃₅：N₅₇是否一致；在比例公式R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇中存在偏差超出阈值的项时，排除接头虚焊后，判定为错匝，返工后，安排重新进行匝数验证；在比例公式R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇中不存在偏差超出阈值的项时，判定为匝数合格，安排进入合模工序；本步骤中，所述阈值小于或等于各分接段在错匝数为一匝时的理论偏差中的最小者。

与现有技术相比，本申请的干式变压器环氧树脂浇注线圈的匝数验证方法通过在生产干式变压器环氧树脂浇注线圈的过程中，对准备进入合模工序的线圈分接段进行匝数验证，排除一个或两个分接段存在错匝问题的线圈，从而大幅减少了出现浇注后发现线圈存在错匝问题导致线圈整体报废的情况，经济效益明显；同时也避免了大部分因线圈报废造成产品交期延迟、生产效率降低、废树脂污染环境等不良后果；此外，本申请的验证方法通过将各分接段电阻比值和设计图纸要求的匝数比进行比较，发现错匝问题，由于分接段设计匝数相对较少，错一匝电阻变化较大，比较容易发现问题，本申请生产方法中的验证工序的灵敏度较高。

作为优化，步骤

中，所述阈值不大于各分接段在错匝数为一匝时的理论偏差中的最小者的80%。阈值设置的小一些，可以提高验证过程的灵敏度。

作为优化，所述X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段的匝数均在8匝～40匝之间。此时，线圈分接段匝数较少，如存在错匝问题，电阻变化比例会较大，非常容易识别。进一步，所述阈值可以为2%。

附图说明

图1是本申请的生产方法的工艺流程图；

图2是实施例1中的线圈匝数简图；

图3是实施例2中的线圈匝数简图；

图4是本申请的匝数验证方法的流程图；

图5是实施例3中的线圈匝数简图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式（实施例）对本申请作进一步的说明，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本申请的技术方案，但并不作为对本申请要求保护的技术方案限制的依据。本说明书（包括附图）中未详细说明的部分均采用本领域常规技术。

如图1所示，本申请的生产方法中，包括线匝绕制、验证、合模、环氧树脂浇注，以及拆模五道工序。

在本申请的生产方法/匝数验证方法中，在线圈分接段匝数进行验证时，如果不存在接头虚焊和匝数错误问题，线圈各分接段（X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段）电阻比值R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇与设计图纸要求的匝数比N₆₄：N₄₂：N₃₅：N₅₇应当一致，即R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇≈N₆₄：N₄₂：N₃₅：N₅₇。而当存在接头虚焊或匝数错误问题时，线圈各分接段电阻比值R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇与设计图纸要求的匝数比N₆₄：N₄₂：N₃₅：N₅₇通常会存在较大偏差。

实施本申请的技术方案时：

各分接段在错匝数为一匝时的理论偏差分别为1/N₆₄、1/N₄₂、1/N₃₅和1/N₅₇。

先按照a₁=R₆₄/N₆₄、a₂=R₄₂/N₄₂、a₃=R₃₅/N₃₅、a₄=R₅₇/N₅₇，计算出a₁、a₂、a₃、a₄四个数，取其中比例最接近1：1的两个数中任一数为基值a。（一个分接段错匝时，会有3个数比例接近，即这三个数比例约为1:1:1；两个分接段错匝时，会有两个数比例接近1:1）

确定基值a后，再按照X₁=（a₁-a）/a×100%、X₂=（a₂-a）/a×100%、X₃=（a₃-a）/a×100%、X₄=（a₄-a）/a×100%，计算出X₁、X₂、X₃、X₄，并取绝对值，得到比例公式R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇中，对应项R₆₄、R₄₂、R₃₅、R₅₇的偏差。

实施例1

本实施例是本申请的生产方法的一个具体案例，生产的干式线圈为SC13-100/10干式变压器上用的线圈，生产流程如图1所示。线圈匝数简图如图2所示，其中，A-X6基本段和X7-X基本段的匝数分别为741匝和740匝，各分接段（X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段）的匝数均为39匝，各分接段在错匝数为一匝时的理论偏差均为1/39，约为2.6%；阈值设为2%。

生产时，在验证工序中，三相线圈电阻不平衡率验证为合格，测得其中一相的R₆₄、R₄₂、R₃₅、R₅₇分别为0.6005Ω、0.5448Ω、0.5726Ω、0.5728Ω，按图中设计要求，N₆₄：N₄₂：N₃₅：N₅₇=39：39：39：39。通过计算，得a₁=0.1540、a₂=0.1397、a₃=0.1468、a₄=0.1468，通过观察:a₃=a₄（1:1），取a=0.1468，进一步计算，得X₁=4.9%、X₂=-4.8%、X₃=0%、X₄=0%，得到R₆₄、R₄₂、R₃₅、R₅₇的偏差为4.9%、4.8%、0%和0%，其中，R₆₄和R₄₂的偏差超过阈值（2%），排除接头虚焊后，判定为X6-X4分接段和X4-X2分接段存在错匝，返工后问题等到解决，重新进行匝数验证，顺利通过，进入合模工序。

本实施例中，R₆₄的偏差4.9%和R₄₂的偏差4.8%与线圈错匝数为一匝时的理论偏差2.6%的两倍接近，且测得X6-X4分接段电阻值偏大，测得X4-X2分接段电阻值偏小，初步预判X6-X4分接段多2匝，X4-X2分接段少2匝，与返工结果一致。

实施例2

本实施例是本申请的生产方法的一个具体案例，生产的干式线圈为SCB11-3150/35干式变压器上用的线圈，生产流程如图1所示。线圈匝数简图如图3所示，其中，A-X6基本段和X7-X基本段的匝数分别为456匝和457匝，各分接段（X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段）的匝数均为24匝，各分接段在错匝数为一匝时的理论偏差均为1/24，约为4.2%；阈值设为2%。

生产时，在验证工序中，三相线圈电阻不平衡率验证为合格，测得其中一相的R₆₄、R₄₂、R₃₅、R₅₇分别为101.4mΩ、101.5mΩ、93.2mΩ、101.1mΩ；按图中设计要求，N₆₄：N₄₂：N₃₅：N₅₇=24：24：24：24。通过计算，得a₁=4.225、a₂=4.229、a₃=3.883、a₄=4.213，通过观察:a₁≈a₂≈a₄，其中a₁：a₄最接近1:1，取a=4.225，通过计算，得X₁=0%、X₂=0.1%_、X₃=-7.8%_、X₄=-0.3%，得到R₆₄、R₄₂、R₃₅、R₅₇的偏差为0%、0.1%、7.8%和0.3%，其中，R₃₅的偏差超过阈值（2%），排除接头虚焊后，判定为X3-X5分接段存在错匝，返工后问题等到解决，重新进行匝数验证，顺利通过，进入合模工序。

本实施例中，R₃₅的偏差7.8%与线圈错匝数为一匝时的理论偏差4.2%的两倍接近，且测得X3-X5分接段电阻值偏小，初步预判X3-X5分接段少2匝，与返工结果一致。

实施例3

本实施例是本申请的匝数验证方法的一个具体案例。本实施例中，生产的干式线圈为SCB13-1000/10干式变压器上用的线圈，线圈匝数简图如图5所示，其中，A-X6基本段和X7-X基本段的匝数均为247匝，各分接段（X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段）的匝数均为13匝，各分接段在错匝数为一匝时的理论偏差均为1/13，约为7.7%；阈值设为2%。

在本实施例中，生产时，先按照现有技术的方法分别测量出变压器三个相的线圈的R_A6、R_A4、R_A2、R_X3、R_X5、R_X7，然后，计算出三个相线圈的第1档电阻R_A2+ R_X3，第3档电阻R_A4+R_X5，第5档电阻R_A6+ R_X7，再计算出变压器三相线圈电阻不平衡率，结果为合格。接下来进行匝数验证（流程如图4所示），测得其中一相线圈的R₆₄、R₄₂、R₃₅、R₅₇分别为24.24mΩ、22.51mΩ、22.55mΩ、22.56mΩ；按图中设计要求，N₆₄：N₄₂：N₃₅：N₅₇=13：13：13：13。通过计算，得a₁=1.865、a₂=1.732、a₃=1.735、a₄=1.735，通过观察:a₃与a₄的比例为1:1，取a=1.735，通过计算，得X₁=7.5%、X₂=-0.2%_、X₃=0%_、X₄=0%，得到R₆₄、R₄₂、R₃₅、R₅₇的偏差为7.5%、0.2%、0%和0%，其中，R₆₄的偏差超过阈值（2%），排除接头虚焊后，判定为X6-X4分接段存在错匝，返工后问题等到解决，重新进行匝数验证，顺利通过，进入合模工序。

本实施例中，R₆₄的偏差7.5%与线圈错匝数为一匝时的理论偏差7.7%的一倍接近，且测得X6-X4分接段电阻值偏大，初步预判X6-X4分接段多1匝，与返工结果一致。

上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式包括实施例中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。

Claims

1.干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法，其特征在于：

该生产方法中，所述干式变压器环氧树脂浇注线圈的线匝包括A-X6基本段和X7-X基本段，以及依序排列于A-X6基本段和X7-X基本段之间的X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段；

该生产方法中，包括线匝绕制、验证、合模、环氧树脂浇注，以及拆模五道工序；

其中，验证工序包括如下步骤：

．对于三相电阻不平衡率合格的线圈，进一步比较各分接段电阻比值R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇和设计图纸要求的匝数比N₆₄：N₄₂：N₃₅：N₅₇是否一致；在比例公式R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇中存在偏差超出阈值的项时，先查找是否存在接头虚焊，排除接头虚焊后，判定为错匝，返工后，安排重新进入验证工序；在比例公式R₆₄：R₄₂：R₃₅：R₅₇中不存在偏差超出阈值的项时，判定为匝数合格，安排进入合模工序；本步骤中，所述阈值小于或等于各分接段错匝数为一匝时的理论偏差中的最小者。

2.根据权利要求1所述的干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法，其特征在于：步骤ii中，若计算出的变压器三相线圈电阻不平衡率不合格，返工后，安排重新进入验证工序。

3.根据权利要求1所述的干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法，其特征在于：步骤iii中，若发现存在接头虚焊，返工后，安排重新进入验证工序。

4.根据权利要求1、2或3所述的干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法，其特征在于：步骤iii中，所述阈值不大于各分接段在错匝数为一匝时的理论偏差中的最小者的80%。

5.根据权利要求1、2或3所述的干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法，其特征在于：所述X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段的匝数均在8匝～40匝之间。

6.根据权利要求5所述的干式变压器环氧树脂浇注线圈的生产方法，其特征在于：步骤iii中，所述阈值为2%。

7.干式变压器环氧树脂浇注线圈的匝数验证方法，其特征在于：

该匝数验证方法在生产干式变压器环氧树脂浇注线圈的过程中，对准备进入合模工序的线圈进行匝数验证；

该匝数验证方法中，所述干式变压器环氧树脂浇注线圈的线匝包括A-X6基本段和X7-X基本段，以及依序排列于A-X6基本段和X7-X基本段之间的X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段；

具体包括如下步骤：

．分别测量X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段的电阻值R64、R42、R35、R57；

．比较各分接段电阻比值R64：R42：R35：R57和设计图纸要求的匝数比N64：N42：N35：N57是否一致；在比例公式R64：R42：R35：R57中存在偏差超出阈值的项时，排除接头虚焊后，判定为错匝，返工后，安排重新进行匝数验证；在比例公式R64：R42：R35：R57中不存在偏差超出阈值的项时，判定为匝数合格，安排进入合模工序；所述阈值小于或等于各分接段在错匝数为一匝时的理论偏差中的最小者。

8.根据权利要求7所述的干式变压器环氧树脂浇注线圈的匝数验证方法，其特征在于：步骤

中，所述阈值不大于各分接段在错匝数为一匝时的理论偏差中的最小者的80%。

9.根据权利要求7所述的干式变压器环氧树脂浇注线圈的匝数验证方法，其特征在于：所述X6-X4分接段、X4-X2分接段、X3-X5分接段和X5-X7分接段的匝数均在8匝～40匝之间。

10.根据权利要求9所述的干式变压器环氧树脂浇注线圈的匝数验证方法，其特征在于：所述阈值为2%。