1、1 / 71 前言R 型變壓器是日本 20 世紀(jì) 80 年代研制成功的一種高技術(shù)、高性能、節(jié)能型 的新穎電子變壓器。它的結(jié)構(gòu)獨特、外觀新穎，具有體積 小、漏磁少、溫升低、 噪聲低的特點。 它的空載損耗、 負(fù)載損耗小等優(yōu)良電性能均勝過同容量的其它電 子變壓器。R 型變壓器的出現(xiàn)，當(dāng)時被稱為變壓器的一次革命。在 20 世紀(jì) 80 年代末到 90 年代初，R 型變壓器傳入我國，很快被我國電子 行業(yè)重視。但進口一臺日本的 R 型鐵芯硅鋼帶開料機價格高達(dá) 50 萬 美元。進口 一臺電子變壓器繞線機也要 3 萬美元。上海地區(qū)有一部分科技人員從 90 年代初 開始，決心開發(fā)國產(chǎn)的 R 型變壓器制造設(shè)備，生產(chǎn)

2、中國自己的 R 型變壓 器。經(jīng) 過 10 年的努力，從多次失敗中總結(jié)經(jīng)驗，繼續(xù)開發(fā)，終于開創(chuàng)出一條開發(fā)R 型變壓器的各種專用設(shè)備國產(chǎn)化的道路，取得了成功。在這個過程 中，先后有不少人付出了精力和代價。最早投入研制的是上海 儀表變壓器廠， 首制了一臺由凸輪控制的硅鋼帶開料機， 申請了專利。 接著是上 海電機廠與東華大學(xué)共 同開發(fā)了一臺由計算機控制的硅鋼帶開料機，同時生產(chǎn) 出單相和三相 R 型鐵芯，也申請了專利。2 年后，上海大德電腦公司許大東、張 明德等在前人的經(jīng)驗基礎(chǔ)上試 制成功一臺由單板機控制的硅鋼帶開料機（單根 開料）和 R 型鐵芯卷繞機及 R 型變壓器繞線機，并建成 R 型變壓器生產(chǎn)線，

3、生產(chǎn) 出我國第一批 R 型變壓器。上海上科 實驗研究所在大德電腦公司之后，相繼研 制成功能夠進行雙根硅鋼帶套裁的電腦控制的硅鋼帶開料機， 提高了材料的利用 率，由 65提高到 85，降低了成本，也擴大了市場。到 1997 年，全國電子變壓器行業(yè)協(xié)會開始制訂中國 R 型電子變壓器和 R 型鐵芯的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已報送 中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部審批，待發(fā)布。經(jīng)過 10 年的努力，R 型電子變壓器的國產(chǎn)化取得了成功，意味著我國 R 型 電子變壓器的生產(chǎn)制造技術(shù)和加工工藝日趨成熟， 已經(jīng)掌握了制造 R 型變壓器的 相關(guān)技術(shù)。2R 型電力變壓器的開發(fā) 1997 年，上海宏德變壓器有限公司突破常規(guī)，在用戶需要

4、的基礎(chǔ)上，自行 投資、設(shè)計制造了一套大型的生產(chǎn)電力變壓器 R 型鐵芯硅鋼帶開料機。同時，也 開發(fā)了相應(yīng)的 R 型鐵芯卷繞機和 R 型電力變壓器繞線機，組建了一條由國產(chǎn)設(shè) 備組成的制造 R 型電力變壓器的生產(chǎn)線，開始生產(chǎn) R 型電力變壓器。從而使 R 型電子變壓器 擴展到 R 型電力變壓器，從設(shè)計方法到生產(chǎn)工藝等都取得了一定 的突破，為今后開發(fā) R 型電力變壓器奠定了基礎(chǔ)。表 1S11-M-630/10 與 S9-630/10 的技術(shù)性能比較產(chǎn)品型號額定容量 /kVA額定電壓聯(lián)結(jié)組空載損耗 /W負(fù)載損耗/W空載電流/%14502 / 7阻抗電壓/%重量/kg軌矩/mm外形尺寸/mm咼壓/kV高壓

5、分接范圍/%低壓/kV器身重絕緣油量總重S11 M 630/10（R 型）63061150.4YyDo84062000.274.539022806603 / 71580X920X1500S9 630/10 （疊片型）63061150.4YyDo120062000.904.5134542521956601955X1325X18801998 年，上海宏德變壓器有限公司制造的 S9- 630/10 和 S11 630/10R 型 電力變壓器，經(jīng)過“國家變壓器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心”測試 結(jié)果顯示，SRB11 理 電力變壓器的空載損耗比同容量 S9 型變壓器下降 30%以上，空載激磁電流下降 70%以上，它

6、的噪聲也比 S9 變壓器低 8dB 以上。表 1 示出兩種變壓器的技術(shù)性4 / 7近 2 年來，結(jié)合國家電力系統(tǒng)“兩網(wǎng)”改造的要求， 電力變壓器行業(yè)提出了 R型電力變壓器的新概念。上海地區(qū)有 3 家單位在過去開發(fā) R 型電子變壓器的基 礎(chǔ)上進行技術(shù)改造，開發(fā)了 R 型電力變壓器鐵芯硅鋼帶開料機，以滿足國內(nèi)制造 R 型電力變壓器的需要。R 型鐵芯卷繞機可以 采用階梯形卷鐵芯的卷繞機，但必 須在卷繞機之前（工序）附加一套“曲線形硅鋼帶中心導(dǎo)向裝置”。R 型電力變壓器的繞線機也可采用階梯形卷鐵芯變壓器的繞線機。目前市場上供應(yīng)的制造 R 型電力變壓器的各種專用設(shè)備，在設(shè)計、加工及工 藝等方面，還存在某

7、些不足之處，有待于通過生產(chǎn)實踐的檢驗進行不斷 地改進， 以提高設(shè)備的精度和生產(chǎn)效率，達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)的要求。可以預(yù)見，在今后的半年 至一年左右，新一代的硅鋼帶開料機以及相關(guān)設(shè)備將會以新的恣態(tài)投放市 場。3R 型電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點為使有戶對 R 型電力變壓器有更好的理解，我們可以先從通常的電力變壓器 鐵芯制造工藝作一簡單的介紹。目前大多數(shù)變壓器的生產(chǎn)仍采用疊積式或用鐵芯制作電力變壓器，鐵芯選用的材料是厚度為 0.3mm 也有 0.35mm）的冷軋取向型 硅鋼卷料，將其縱向剪切成一定 寬度的帶料后，再橫向切（亦稱科剪）成一定 長度的條料，其中用作鐵軛的條料還須沖裁缺口， 然后拼裝出 3 相鐵芯。這種

8、傳 統(tǒng)式結(jié)構(gòu)的鐵芯，橫截面不易夾緊，占 空系數(shù)為 90%，在每相磁路中氣隙個數(shù) 較多，鐵芯加工和組裝后不退火，造成空載損耗大，運行時噪聲也較大。為了提高鐵芯的性能，采用分級卷繞 成不切剖的、橫截面為階梯形的鐵芯， 通稱為階梯型卷鐵芯，并進行退火處理。采用這種階梯形卷鐵芯制成的電力變壓 器，空載損耗、負(fù)載損耗及噪聲等指標(biāo)比疊積式鐵芯變壓器有所提高，但它的橫截面占空系數(shù)也只有 90%左右，不但銅的用量大，負(fù)載損耗也增大。如果提 高其橫截面的占空系數(shù)，就要增加階梯的級數(shù)，也就增加了生產(chǎn)加工的難度，這種鐵芯的級數(shù)一般在 57 之間。R 型電力變壓器鐵芯的制造方法和加工工藝，與上述兩種鐵芯有很大區(qū)別，

9、作為最新型的 R 型鐵芯，其選用的材料是厚度為 0.3mm（或更薄一些）的冷軋有 取向的高導(dǎo)磁硅鋼帶料，R 型鐵芯是由一根經(jīng)過正確計算的在一臺由計算機控制 的曲線形硅鋼 帶開料機上進行加工開料，形成兩頭窄中間寬的特殊的曲線型硅 鋼帶，將這根特殊的硅鋼帶通過專用的 R 型鐵芯卷繞機卷繞而成。 R 型鐵芯的外 觀光滑， 呈橢圓形（單相），如圖 1 所示。鐵芯柱的橫截面為圓形，如圖 2 所 示。R 型鐵芯不必切割，是一個整體，鐵芯柱的橫截面占空系數(shù)達(dá)到99%。鐵芯磁路中的氣隙很少，空 載損耗小，負(fù)載損耗小，噪聲低。相同橫截面的 R 型鐵 芯的周長比階梯形鐵芯的周長減少 4%6% ,繞制變壓器時可節(jié)約銅線 3% 4%。3 相 R 型鐵芯，如圖 3 所示。4R 型電力變壓器的生產(chǎn)設(shè)備與工藝簡況圖 1 單相 R 型鐵芯圖 3 3 相 R 型鐵芯圖 2 鐵芯柱5 / 7制造 R 型電力變壓器的設(shè)備有曲線形硅