전력 시스템의 전압 변환, 송전 및 배전을 위한 핵심 장비인 변압기 제조 공정의 정밀도는 제품의 기술적 성능, 작동 신뢰성 및 전체 수명주기 비용을 직접적으로 결정합니다. 자격을 갖춘 변압기는 철심 제조, 코일 권선, 본체 조립, 절연 건조 처리 및 최종 조립 테스트를 포함한 여러 주요 공정 단계를 거쳐야 합니다. 각 단계에는 엄격한 품질 관리와 정교한 운영 기술이 포함됩니다.
변압기 제조의 첫 번째 핵심 공정은 철심 생산입니다. 철심은 변압기의 자기 회로 채널로 일반적으로 높은 자기 전도도의 실리콘 강판을 쌓아서 구성됩니다. 제조 품질은 무-부하 손실 및 여자 전류와 같은 핵심 기술 지표에 직접적인 영향을 미칩니다. 철심판을 가공하려면 먼저 압연된 규소강판을 종방향 및 횡방향으로 절단하여 설계된 시트 크기로 절단해야 합니다. 절단 과정에서 규소강판 표면의 절연층이 손상되지 않도록 버의 높이와 치수 정확도를 엄격하게 제어해야 합니다. 대형 변압기의 철심의 경우 적층 공정이 특히 중요합니다. 작업자는 규소강판을 적층도에 따라 엇갈리게 쌓아 올리고, 단계별-겹겹이-겹침 등의 형태를 이용하여 접합부의 자기저항을 감소시키고, 특수 고정구를 통해 철심 기둥의 수직성과 요크의 평탄도를 확보해야 합니다. 동시에 철심 작동 중 진동 및 소음 수준을 제어하기 위해 정기적으로 클램핑 력을 점검합니다. 최근에는 비정질 합금과 같은 새로운 자성 재료의 적용과 자동 적층 생산 라인의 도입으로 철심 제조가 더 낮은 손실과 더 높은 자동화 수준을 향한 발전으로 이어졌습니다.
코일의 권선은 변압기의 전기적 성능과 수명을 결정하는 또 다른 핵심 요소입니다. 코일은 전압 레벨 변환 및 전류 전도를 달성하기 위해 전자기 와이어를 특정 구조 형태로 감아 만들어집니다. 일반적인 코일 구조에는 원통형, 연속형, 나선형 및 얽힌형이 포함됩니다. 다양한 유형의 변압기는 용량과 전압 레벨에 따라 해당 권선 방식을 선택합니다. 권선 과정에서 작업자는 수평 또는 수직 권선 기계를 사용하여 설계된 회전 수 및 배열에 따라 권선 다이 주위에 전자기 와이어를 단단히 감아야 합니다. 동시에 진폭 방향의 견고성을 보장하기 위해 인장 장치를 사용하고 각 층 사이에 절연 패드를 내장하여 방열 오일 통로를 형성합니다. 대형 전력 변압기의 경우 다양한 유형, 구조 및 대형 크기로 인해 코일 권선을 수동으로 작동해야 합니다. 권선 공정 중 와이어 전치, 용접점 처리 및 크기 제어는 매우 높은 정밀도 요구 사항을 충족해야 합니다. 용접 품질은 권선의 전반적인 전기 성능과 직접적인 관련이 있습니다. 얇은 평동선의 경우 일반적으로 랩 용접과 은동 용접봉을 사용하고, 두꺼운 선의 경우 맞대기 용접을 사용합니다. 모든 용접점은 낮은 저항과 높은 기계적 강도의 기준을 충족해야 하며, 국부적인 과열을 방지하기 위해 용접 위치를 엇갈리게 배치해야 합니다. 코일을 감아 성형한 후에는 압축 및 건조 성형 공정을 거쳐야 하며, 일정한 압력 건조 및 축 높이 조정을 통해 코일의 기하학적 치수가 설계 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다.
차체 조립은 철심, 코일, 기타 구조 부품을 전체적으로 결합하는 공정입니다. 현대의 제조 공정에서는 철심 위에 철 요크를 쌓지 않고 코일을 철심 기둥에 조립하는 일체형 조립 방식을 채택하는 경우가 많습니다. 코일이 제 위치에 있으면 철 멍에의 쌓기가 완료됩니다. 이 방법은 각 코일의 높이와 주 절연체의 축 높이가 설계 요구 사항을 충족하도록 하여 변압기의 단락 저항을 향상시키는 데 도움이 됩니다.- 조립 과정에서 리드의 연결과 용접도 똑같이 중요합니다. 리드용접은 인동용접, 냉압용접 등 다양한 방법으로 실시할 수 있습니다. 그 중 냉압용접은 고온 가열이 필요 없고 용접 후 금속분말이 발생하지 않기 때문에 장치 본체의 청결도를 효과적으로 확보하고 부분방전 발생을 억제할 수 있다. 용접이 완료된 후에는 토크 관리 모드를 사용하여 모든 전기 연결 볼트를 조여 조임력과 토크를 엄격하게 제어해야 하며-장기적인 신뢰성을 보장합니다.
절연 건조 및 진공 처리는 변압기 절연 시스템의 수명을 결정하는 핵심 프로세스입니다. 변압기 본체의 절연재는 제조 과정에서 필연적으로 일정량의 수분과 가스를 흡수합니다. 완전히 제거되지 않으면 물이 높은 전기장에서 방전을 유발하여 절연 성능이 점차 손상되고 재료 노화가 가속화됩니다. 이러한 문제에 대응하여 현대의 변압기 제조에서는 일반적으로 진공건조 방식을 채택하고 있는데, 이는 진공청소를 통해 환경압력을 감소시키고, 절연재의 미세한 기공에 있는 수분을 수증기로 전환시켜 배출시키는 것을 촉진합니다. 을 위한110kV 이상의 대형 변압기, 등유 기상-건조 공정은 균일한 가열, 철저한 건조, 단열재의 손상이 최소화되는 특성으로 인해 널리 사용됩니다. 이 공정은 등유 증기를 열 운반체로 사용하며 증기가 본체 표면에 응축되면 많은 양의 열에너지를 방출하여 본체가 균일하게 가열되고 약 130도에 도달합니다. 이는 기존 열풍 건조의 효과보다 훨씬 높습니다. 건조 후 변압기에는 진공 조건에서 엄격하게 정제된 절연유를 주입해야 합니다. 진공 오일 주입은 공기와 습기가 오일 탱크로 들어가는 것을 효과적으로 방지하고 오일 저하 및 부분 배출을 방지합니다. 고-전압 변압기의 경우 오일 주입 과정에서 오일 온도, 오일 주입 속도, 진공 유지 시간 등의 매개변수를 제어해야 하며, 오일 주입 후 잔류 가스가 쉽게 빠져나갈 수 있도록 충분한 정전기 방전 시간을 제공해야 합니다.
오일 탱크 및 기타 금속 구조 부품의 제조도 변압기 제조 공정의 중요한 부분을 구성합니다. 연료탱크는 철심과 코일을 기계적으로 보호할 뿐만 아니라 절연유와 방열 기능도 공유합니다. 연료탱크 제조에는 강판 절단, 용접 성형, 누출 테스트, 표면 처리 등 여러 공정이 포함됩니다. 용접 공정에서 강판 맞대기 용접에는 서브머지드 아크 자동 용접이 자주 사용되며, 용접 품질을 보장하기 위해 판 두께에 따라 다양한 홈 유형이 선택됩니다. 용접이 완료된 후 연료 탱크는 압력 또는 오일 압력 누출 테스트를 거쳐 누출이 없는지 확인해야 합니다. 연료탱크 표면은 일반적으로 내식성 및 외관 품질을 향상시키기 위해 쇼트 블라스팅(shot blasting) 및 페인팅이 필요합니다. 최근 몇 년 동안 연료 탱크의 제조 공정은 생산 주기를 단축하고 환경 위험을 줄이기 위해 전체 용접 후 통일된 처리 방식으로 발전하고 있습니다.
산업 표준이 지속적으로 개선되고 사용자의 제품 품질에 대한 요구가 증가함에 따라 변압기 제조 공정의 품질 관리는 백엔드 검사에 대한 전통적인 의존에서 전체 공정 사전 제어로 전환되었습니다. 원자재 투입부터 완제품 배송까지 철심 생산, 코일 권선, 절연체 조립, 본체 조립, 전체 조립 등 핵심 공정이 모두 엄격한 품질 관리 지점에 포함되어 각 링크가 관리되고 있는지 확인합니다. 코일을 권선하는 과정에서 전자선의 용접 품질, 절연 부품의 가공 정확도, 코일의 주요 치수를 지속적으로 모니터링하여 제품 성능의 일관성과 신뢰성을 보장합니다. 동시에, 디지털 및 지능형 기술이 점차 변압기 제조 시스템에 통합되고 있으며, 3차원 권선 코어 전체 프로세스 지능형 제어 제조 시스템 및 온라인 모니터링 시스템과 같은 신기술의 적용은 더 높은 효율성과 더 나은 품질을 향한 변압기 제조의 발전을 촉진하고 있습니다.
요약하면, 변압기 제조공정은 재료과학, 기계가공, 전기공학, 품질경영 등 학제간 지식이 수반되는 체계적인 엔지니어링이다. 실리콘 강판의 정밀 절단 및 적층부터 코일의 수동 권취 및 용접, 변압기 본체의 전체 조립 및 리드 연결, 절연 시스템의 진공 건조 및 오일 주입 처리에 이르기까지 각 공정의 수준은 완성된 변압기의 성능과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 제조 프로세스의 의미와 핵심 사항에 대한 깊은 이해는 제품 설계 및 생산 관리 수준을 향상시키는 데 도움이 될 뿐만 아니라 전력 시스템에서 변압기의 안전하고 효율적이며 장기적인-작동을 위한 견고한 기반을 마련합니다.
