變壓器鐵心的案例
【分析】被忽視的隱患：電力變壓器用可再生硅鋼片鐵心
同時，他們看到更大的商機，不再單純的供應材料而是轉型加工產品，原本每噸不足萬元的“油料”經加工成變壓器鐵心后可以賣到每噸兩萬多元甚至3萬，加工后的邊角余料每噸還可以賣4、5仟元。
由于該產業的暴利使原來只是變壓器廠的廢料和報廢變壓器拆出的油片價格逐年上漲，可再生硅鋼片材料成為搶手貨，電力變壓器鐵心使用新料成本大，加上近年銅材價格居高不下，很多變壓器廠選用可再生硅鋼片鐵心來降低產品成本。
加工的高利潤致使一些鐵心生產企業不惜高價爭奪再生資源，致使價格不斷攀升，爭奪進入白熱化。
大量的可再生硅鋼片材料被加工成電力變壓器鐵心，使加工環型鐵心和EI片產品的企業無法經營下去，嚴重影響了市場經營秩序，擾亂了市場正常運轉，造成許多企業面臨停產或即將關閉。
可再生硅鋼片鐵心流向
可再生硅鋼片加工成電力變壓器鐵心的主要使用者是一些小型電力變壓器生產企業。這類可再生硅鋼片鐵心多被用于電壓等級35千伏及以下、容量6300千伏安以下的中小型油浸式電力變壓器以及中小型干式電力變壓器等。
展開 變壓器鐵心電磁振動仿真及影響因素研究
電力變壓器不僅在輸配電方面起到重要作用，也是電力系統中消耗能源的主要設備之一。目前城市建設的供電需求很大，電力部門一般采用具有更高負載能力的變壓器，變壓器的負載等級越高，鐵心的振動噪聲越大，會在不同程度上干擾附近居民的生活和學習。因此，變壓器運行過程中的振動噪聲問題一直是變壓器生產制造企業面臨的嚴峻挑戰。
自 20 世紀 70 年代以來，中外針對電力變壓器鐵心的振動特性開展了大量實驗與仿真研究，且研究規模不斷擴大［1］。趙莉華等［2］通過實驗研究分析了變壓器鐵心的振動，得到了不同工況下鐵心的振動頻譜特性。韓芳旭等［3］基于磁致伸縮力-熱應力比擬的數值計算方法建立電磁場數值模型，求解鐵心每個節點不同時刻的磁密值，加載試驗測得的硅鋼片磁致伸縮特性曲線，仿真得到鐵心每個時間步各個節點的磁致伸縮力，導入到結構場計算模型中求得鐵心本體的振動位移。在鐵心振動模型的研究方面，朱葉葉等［4］、張黎等［5］建立了鐵心材料磁致伸縮的本質模型，利用彈性力學原理描述硅鋼片材料的本構關系，將不同磁感應強度下的磁致伸縮應變轉化為應力，采用弱耦合的形式對鐵心應力場進行仿真分析。祝麗花［6］采用方圈法測試硅鋼片磁化特性以及材料的磁致伸縮數據，建立電磁-結構耦合模型，仿真獲得了鐵心磁場與振動位移。王佳音［7］詳細測量了多種取樣方向硅鋼片的磁化曲線與磁致伸縮曲線，獲得了比較詳細的材料各向異性數據，便于模擬各種情形下的仿真條件。張哲［8］建立了考慮材料磁致伸縮特性的磁-機械耦合模型，相比于硅鋼片電機，非晶合金電機鐵心振動量更大，且磁致伸縮受應力影響程度更加明顯。張鵬寧等［9］從直流偏磁機理和振動噪聲基本原理著手，將電磁場、結構力場和聲場進行耦合計算完成直流偏磁下鐵心振動和噪聲問題的研究，分析了偏磁狀態下鐵心本體的振動情況，得到了一般性結論。
展開 【故障】變壓器鐵心多點接地故障的原因及處理
大家知道，運行中的變壓器鐵心必須有一點接地，如兩點或多點接地就屬于故障。當運行中的變壓器發生兩點或多點接地故障時，就會形成鐵心工作磁通周圍有短路匝存在。短路匝產生很大的渦流和環流使鐵心發熱，油溫升高，絕緣件炭化，產生可燃氣體，引起輕瓦斯不斷動作。如果接地不好，環流可能斷續發生，使絕緣油游離炭化。這時應對油進行色譜分析，以判斷故障性質。
變壓器鐵心多點接地故障是比較常見的一種故障，如廠家設計制造不良，內部絕緣距離不夠，油內有金屬焊碴等都可能引起多點接地故障。
1、穿心螺栓的螺孔如開得不正，穿螺栓時鐵心硅鋼片受外力作用，外邊的硅鋼片會向外膨脹，并進入套座內與套管相接，造成鐵心多點接地。
2、夾件槽鋼套座孔開得過大或者套座不合格，組裝套座后歪斜，進入夾件槽鋼孔內，與鐵心凸起的邊片相接，引起鐵心多點接地。
3、上夾件槽鋼與變壓器油箱頂蓋加強鐵相碰，也會引起鐵心多點接地故障。
4、變壓器油箱與鐵心有定位釘時，在變壓器投入運行前必須把上部定位釘的蓋板翻過來，使定位釘與定位螺孔離開，不然變壓器投運就會發生鐵心多點接地。
展開 直觀看圖，幫助理解變壓器鐵心的空載損耗工藝系數(1)——三相三柱式鐵心
前言
變壓器鐵心結構形式多樣，平面的有單相雙柱式、單相單柱旁軛式、單相雙柱旁軛式、三相三柱式、三相五柱式、三相卷鐵心式，還有三相立體卷鐵心結構。變壓器的空載損耗工藝系數對空載損耗影響極大，一方面，鐵心的材質、剪切加工、疊積過程都會對其性能產生劣化影響，另一方面，鐵心自身的結構也對空載損耗工藝系數影響甚大。
鐵心材質、剪切加工、疊積過程對工藝系數的影響可通過鐵心退火來消除，一般容易理解。鐵心結構對空載損耗工藝系數影響涉及到諧波磁通、硅鋼取向特性、磁通分布等較深層次內容，單純文字理解與頭腦相像有一定難度。嘗試以直觀的仿真動圖及曲線圖來展示不同鐵心結構下，通過鐵心柱和鐵軛中磁通密度分布及相應繞組的感應電壓波形，來分析空載損耗工藝系數。
三相三柱式鐵心結構
鐵心和鐵軛中磁通密度和磁力線隨時間變化。
關注點：局部高磁密
感應電壓的波形
關注點：完美正弦波。
注：鐵心的硅鋼片沒有設置各向異性的特性，會對仿真有一定影響，請自行判斷。
展開 
變壓器鐵心結構振動輻射噪聲分析
變壓器鐵心結構振動輻射噪聲分析
非晶合金鐵心變壓器幾種制作方法
它同鐵心與繞組的組合方式以及操作工人的經驗和技能等諸多因素有關，一般取值范圍應在1.08~1.15之間。
3、鐵心受力
鐵心中產生的應力分靜態和動態兩種。靜態應力一部分來自于鐵心自重，另一部分是在裝配時產生的。動態應力則來自于變壓器的短路電動力。
非晶合金鐵心的損耗與合金帶表面壓力相關度很大，損耗會隨著壓力的增大而迅速上升。因此，應選擇合理的裝配結構，使鐵心表面壓力維持在低于某一允許值。
4、噪聲
變壓器的噪聲源于變壓器鐵心在交變磁通下磁致伸縮而引起的振動。
展開 【探討】淺談非包封空氣絕緣立體卷鐵心干式變壓器
由表1可知，新型非包封空氣絕緣干式變壓器與傳統型對比，銅重平均下降15.8%，硅鋼重平均下降25.3%。
（2）工裝、模具成本
立體卷鐵心由硅鋼片連續繞制而成，鐵心無開口，所以繞組需要相應的工裝、模具直接繞制在鐵心柱上。對于樹脂絕緣干式變壓器，受澆注尺寸的限制，模具不易通用化，且裝模、脫模工藝復雜。對于非包封空氣絕緣干式變壓器，模具簡單，且通用性較強，如果為標準系列產品，模具的成本可忽略不計。
（3）人工成本
從變壓器誕生至今，人們一直在尋找降低變壓器損耗和噪聲的方法。我們知道，只要變壓器勵磁，空載損耗便存在，雖然空載損耗相對變壓器傳遞的容量并不算大，但它代表著電力系統一個恒定的能量流矢。為了降低空載損耗和噪聲，人們早已把科研力量集中在開發變壓器鐵心結構和新型電工鋼片上。目前，立體卷鐵心結構已被世界公認為最合理的鐵心結構。電工鋼片的生產程序也在不斷改進，為了降低電工鋼片的單位損耗，電工鋼片的厚度越來越薄。
展開 一文介紹變壓器器身結構（鐵心、繞組、引線篇）
鐵芯就是變壓器的主磁路,主要作用是導磁。
它把一次電路的電能轉變為磁能，又由磁能轉變為二次電路的電能。
同時鐵芯又是變壓器的的機械骨架，鐵芯的夾緊裝置不僅使磁導體成為一個機械上完整的結構，而且在其上套有帶絕緣的線圈，支持著引線，并幾乎安裝了變壓器內部的所有部件。鐵芯的重量在變壓器各部件中重量最大，在干式變壓器中占總重量的60%左右，在油浸式變壓器中，占40%左右。
02 鐵芯的形式
鐵芯由鐵心柱和鐵軛兩部分構成。鐵芯柱上套繞組，鐵軛將鐵芯柱連接起來形成封閉磁路。
變壓器的鐵芯平面圖如圖1所示，圖1a為單相變壓器，圖1b為三相變壓器，鐵芯結構可分為兩部分，C為套線圈的部分，稱為鐵心柱。Y為用以閉合磁路部分，稱為鐵軛。
展開 一文介紹變壓器器身結構（鐵心、繞組、引線篇）
02 鐵芯的形式
鐵芯由鐵心柱和鐵軛兩部分構成。鐵芯柱上套繞組，鐵軛將鐵芯柱連接起來形成封閉磁路。
變壓器的鐵芯平面圖如圖1所示，圖1a為單相變壓器，圖1b為三相變壓器，鐵芯結構可分為兩部分，C為套線圈的部分，稱為鐵心柱。Y為用以閉合磁路部分，稱為鐵軛。
一文介紹變壓器器身結構（鐵心、繞組、引線篇）
鐵芯柱上套繞組，鐵軛將鐵芯柱連接起來形成封閉磁路。
變壓器的鐵芯平面圖如圖1所示，圖1a為單相變壓器，圖1b為三相變壓器，鐵芯結構可分為兩部分，C為套線圈的部分，稱為鐵心柱。Y為用以閉合磁路部分，稱為鐵軛。單相變壓器有兩個鐵心柱，三相變壓器有三個鐵心柱。
由于變壓器鐵芯中的磁通為一交變磁通,為了減小渦流損耗,變壓器鐵芯一般都用電阻率較大的硅鋼片制成一定尺寸的鐵芯片,組成鐵芯的硅鋼片先裁成所需的形狀和尺寸即沖片，然后按交疊方式把沖片組合起來。圖2a為單相變壓器的鐵芯，每層由4片沖片組成。圖2b表示三相變壓器的鐵芯，每層由6片組成，每兩層的沖片組合應用了不同的排列方式使各層磁路的接縫處相互錯開，這種裝配方式稱為交疊裝配,這種裝配可以避免渦流在鋼片與鋼片之間流通。并且因為各層沖片交錯鑲嵌，在把鐵芯壓緊時，可以用較少的緊固件而使結構簡單。
展開 配電變壓器損壞率高的原因，含解決對策！
防雷保護設置不當，不少農用配電變壓器僅在高壓側設置了一組高壓斷路器，而農村供電幾乎都是采用Yyn0配電變壓器，它在遭受雷擊時會產生正、反變換過電壓，若低壓側未裝避雷器，在正、反變換過電壓的襲擊下，配電變壓器可能損壞大為增加。
農村10kV供電系統產生鐵磁諧振的概率較高，在系統發生諧振過電壓時，配電變壓器一次側的電流值會急劇增大，造成繞組被燒壞或引發配電變壓器套管閃絡，甚至爆裂。
（3）運行工況惡劣。
夏季高溫時期或配電變壓器長期處于過負荷工況下運行，將會造成油溫過高。嚴重影響配電變壓器散熱，還會加速繞組的絕緣老化、變質、失效，長期在此工況下運行將會縮短配電變壓器的使用壽命。
（4）分接開關操作不當或其本身質量差。
農村用電負荷分散、季度性強、峰谷差大、低壓線路長、電壓損耗大，造成電壓高、低變化大，存在農村電工自己對配電變壓器分接開關進行調節操作現象。其調節操作多數未按規程要求進行，操作之后也未對各相直流電阻值進行檢測比較便投入運行，結果造成不少配電變壓器因分接開關調節不到位、觸頭接觸不良，使接觸電阻劇增而將分接開關燒毀。
分接開關質量差，其靜、動觸頭接觸不良，或外部標示的擋位數字與內部實際擋位位置不同步對應等，配電變壓器投運后引起放電、短路事故發生，造成分接開關甚至整個繞組燒毀。
（5）配電變壓器鐵心接地。
由于配電變壓器本身質量有問題，硅鋼片之間的絕緣漆因長期運行而老化，或其他原因使絕緣漆過早老化造成變壓器鐵心多點接地而損壞。
（6）長期過負荷運行。
隨著農村經濟的發展，農村用電負荷急劇增加。但未及時增設配電變壓器或更換大容量配電變壓器，使現有配電變壓器長期過負荷運行。
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配電變壓器損壞率高的原因，含解決對策！
防雷保護設置不當，不少農用配電變壓器僅在高壓側設置了一組高壓斷路器，而農村供電幾乎都是采用Yyn0配電變壓器，它在遭受雷擊時會產生正、反變換過電壓，若低壓側未裝避雷器，在正、反變換過電壓的襲擊下，配電變壓器可能損壞大為增加。
農村10kV供電系統產生鐵磁諧振的概率較高，在系統發生諧振過電壓時，配電變壓器一次側的電流值會急劇增大，造成繞組被燒壞或引發配電變壓器套管閃絡，甚至爆裂。
（3）運行工況惡劣。
夏季高溫時期或配電變壓器長期處于過負荷工況下運行，將會造成油溫過高。嚴重影響配電變壓器散熱，還會加速繞組的絕緣老化、變質、失效，長期在此工況下運行將會縮短配電變壓器的使用壽命。
（4）分接開關操作不當或其本身質量差。
農村用電負荷分散、季度性強、峰谷差大、低壓線路長、電壓損耗大，造成電壓高、低變化大，存在農村電工自己對配電變壓器分接開關進行調節操作現象。其調節操作多數未按規程要求進行，操作之后也未對各相直流電阻值進行檢測比較便投入運行，結果造成不少配電變壓器因分接開關調節不到位、觸頭接觸不良，使接觸電阻劇增而將分接開關燒毀。
分接開關質量差，其靜、動觸頭接觸不良，或外部標示的擋位數字與內部實際擋位位置不同步對應等，配電變壓器投運后引起放電、短路事故發生，造成分接開關甚至整個繞組燒毀。
（5）配電變壓器鐵心接地。
由于配電變壓器本身質量有問題，硅鋼片之間的絕緣漆因長期運行而老化，或其他原因使絕緣漆過早老化造成變壓器鐵心多點接地而損壞。
（6）長期過負荷運行。
隨著農村經濟的發展，農村用電負荷急劇增加。但未及時增設配電變壓器或更換大容量配電變壓器，使現有配電變壓器長期過負荷運行。
展開 鐵了心的百度，從L4到L5的野望
記者丨查攸吟
責編丨曹佳東
編輯丨朱錦斌
爭奪L4級自動駕駛寶座的競賽，現已經正式進入后半場。而最后沖刺的時刻，似乎正逐漸臨近。
昨天（9月12日）下午受到百度Apollo的邀請，C次元記者前往位于上海嘉定的國家智能網聯汽車（上海）試點示范區，參加“百度Apollo自動駕駛試乘體驗”活動，親身體驗Robotaxi帶來的自動化出行服務。
越來越穩的AI司機
百度Apollo旗下的Robotaxi名為Apollo Go。為本次試乘體驗活動提供的Apollo Go，基于紅旗E-HS3開發，搭載了最新的Apollo 6.0系統。
本次試乘路線，全長約5.8公里，預計正常通行時間約15分鐘。試乘路段包括左轉和右轉、過橋、紅綠燈等待，以及人行橫道線穿越等待場景?；灸M了非高峰時段城區道路的普遍狀況。
高度貼近現實城市道路狀況的試乘路線，顯示出百度Apollo對于自身技術的自信，而通過這場試乘，筆者卻也感受到了不少的亮點。
首先便是著名的“左轉難題”的問題。在Apollo 6.0的支持下，Apollo Go的左轉動作，干凈利落且極其精準。對于意外出現在車頭方向的橫穿物，Apollo Go也表現得非常好。
在兩圈的試乘中，記者搭乘的Apollo Go，曾經多次遭遇左轉遇到行人闖紅燈穿越車頭前方的情況，但每一次系統均能及時感知到異常，并提前減速剎停車輛
展開 電力變壓器直流偏磁振動噪聲特征研究
從20世紀30年代以來，美國、芬蘭、加拿大、日本等國家相繼展開對變壓器直流偏磁引起的噪聲加劇以及對電網運行影響的研究。2001年以來，國內一些高校以及電力生產、設計等研究單位結合江蘇武南和嶺澳核電站等偏磁飽和情況也做了大量研究工作。其中，武南變電站受直流偏磁的影響主變噪聲曾嚴重增大，噪聲頻譜中也出現了較為明顯的奇次諧波。
借鑒以往的研究，本文通過對某新投運變電站變壓器的噪聲異?，F象的分析論證，詳細闡述了直流偏磁下變壓器的振動噪聲特征，并提出整改建議，為后續的研究工作提供參考。
1 變壓器直流偏磁原理
1.1 變壓器的振動
變壓器的振動噪聲主要取決于鐵心和繞組的振動。振動信號以不同的途徑傳向變壓器身。鐵心的振動是由硅鋼片的磁致伸縮效應引起的。所謂磁致伸縮就是鐵心在勵磁時，沿磁力線方向硅鋼片的尺寸要增加，而垂直于磁力線方向硅鋼片的尺寸要減小。
它通過兩條途徑傳遞給油箱，一條是固體途徑傳遞——鐵心的振動通過墊腳傳至油箱；另一條是液體途徑——鐵心的振動通過絕緣油傳至油箱。繞組的振動是由電磁力引起的，主要通過絕緣油傳至油箱。風扇等冷卻裝置的振動通過固體的途徑也會傳至變壓器油箱。變壓器箱體的振動與噪聲傳遞原理示意圖如圖1所示。
展開 定子鐵心混合疊壓再制造電機的齒槽轉矩分析
做價值的傳播者，一路同行，一起成長
正文部分
電機鐵心是電機內的關鍵部件，其性能的改善對電機整體性能的提升具有重要意義。永磁電機本身性能較為優異，同時與一般的電機設計相比，再制造電機還受到原有鐵心結構的限制，因此其性能難以提升。傳統電機鐵心材料一般選用冷軋硅鋼片，而非晶合金材料與硅鋼片相比，其加工過程更加環保，且具有更低的鐵心損耗，應用于電機鐵心可以使電機鐵耗顯著降低，從而提高效率。
1 電機參數及混合疊壓方法
1.1 定子材料
原電機所用的硅鋼材料牌號為B35AV1900，所用非晶合金材料牌號為Metglas2605SA1。圖1為由湖南聯眾MATS-2010S軟磁測量裝置測得的硅鋼材料和非晶合金試樣的磁化曲線。對比兩者磁化曲線可知，硅鋼材料的飽和磁通密度（簡稱“磁密”）約為1.80 T，非晶合金的飽和磁通密度約為1.44 T，在相同磁場強度情況下，非晶合金對應的磁通密度小于硅鋼材料的磁通密度。
圖1 硅鋼和非晶合金的磁化曲線
Fig.1 Magnetization curves of silicon steel and amorphous alloy
1.2 電機參數
以一臺8極48槽內置式永磁同步電機為例進行定子混合疊壓再制造。電機的參數見表1。
表1 電機主要參數
Tab.1 Main parameters of motor
1.3 混合疊壓方法
受到原鐵心材料和結構的限制，再制造的電機鐵心性能較差。利用性能優異的非晶材料替換原鐵心，可以顯著降低鐵心的損耗，但非晶材料飽和磁密較小，且成本較高。通過合理選擇材料比例，將非晶材料與硅鋼材料組合使用，既能降低電機損耗、提升電機綜合性能，又能充分利用零部件，降低再制造成本。
展開 