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高效节能配电变压器研制及应用

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成果主要完成人

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项目概况

牵引变压器是牵引供电系统中能量传输和转换的核心设备,是电气化铁路供电系统中的心脏。目前,我国铁路供电系统普遍采用叠铁心结构的传统牵引变压器,系统负荷为间歇性负荷,造成铁路系统运行空载损耗大、能耗损失大等问题,严重影响了铁路系统经济运行效率。

该项目以《铁路“十二五”节能规划》、《铁路“十二五”环保规划》等国家节能减排发展战略为依托 ,通过“产学研用”联合攻关,围绕“高效低耗、经济可靠”,在行业内率先开展大吨位卷铁心卷绕、退火、突破油道设置难、绕线复杂等关键技术,研发出国内首创的大容量卷铁心卷绕和线圈绕制设备,研制出国内首台套卷铁心牵引自耦变压器,技术水平达到国内领先水平,解决了大容量卷铁心卷绕、开料、裁片和线圈绕制等难题,验证了大容量卷铁心的设计、工艺方案的可行性,为批量化生产大容量卷铁心变压器奠定了坚实基础。

1.国内首创大容量卷铁心铁心开料、卷绕设备。通过研发铁心开料机,在源头保证开料时片料尺寸精度及控制毛刺,再通过铁心卷绕机及配套专用工装实现高质量的铁心卷绕,解决了大容量卷铁心铁心卷绕问题。

2.国内首创大容量卷铁心线圈绕制设备。通过研发专用的大容量绕线机,使得绕线机具备了绕制生产大中型卷铁心变压器线圈的能力,通过特殊设计的齿轮机构、旋转机构、三维运动装置实现线圈的绕制,具备适用范围广、绕制效率高、安装快捷方便,稳定可靠的优点。

3.发明了变压器关键制造工艺。发明了大容量卷铁心裁片和卷制工艺,通过试裁、试卷等实践摸索,解决了裁片毛刺大、梯形片长度超差、续绕时铁心片对齐、铁心塌片、铁心绑扎固定等一系列问题,这种特殊的工艺制造方法已列为我厂的技术秘密;发明了大容量卷铁心线圈的绕制及绝缘装配工艺,解决了线圈绕制时绝缘筒粘接、器身压圈、托板、铆接、线圈压装、搓条装配等一系列线圈绕制、卷圆装配等工艺问题。

4.提出了大容量卷铁心截面及结构设计方法。通过设计特殊的弧形木件,将铁心从三维方向可靠固定,保证了铁心的自身刚性;通过参数化软件,设计出梯形片料,满足卷绕后形成规则的预期圆截面。

该成果填补了行业技术空白,具有非常明显的节能、节材优势,对于提升我国变压器产品水平、提高铁路供电系统建设的经济性与安全性、促进具有自主知识产权的电气化设备出口具有重要推动作用。