抽油机专用调容节能变压器的研制
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2009年QC成果材料
抽油机专用调容节能变压器的研制
RSY13-MR系列油田专用变压器
2009年06月
目录
☺ 一、概况 ☺ 二、小组简介 ☺ 三、选题理由 ☺ 四、设定课题目标 ☺ 五、提出方案并确定最佳方案 ☺ 六、制定对策 ☺ 七、对策实施 ☺ 八、效果检查 ☺ 九、巩固措施 ☺ 十、总结与下步打算
RSY13-MR系列油田专用变压器是根据油田抽油机负载变化特点而设 计的一系列符合抽油机实际工况的新型变压器。与传统的变压器相比 ，提出了合理地配置供电、用电系统，体现综合节电效果的理念，从 根本上解决“大马拉小车”的现象，使系统具有运行电流小、运行效 率高的特点，负载损耗比过去低，同时可以提高油田电网的系统效率 。
,则轭中磁通密度B1=1.154B，同
时，合理确定铁轭与心柱的分界面十分重要，因为这关系到计算空载
损耗的大小。
在计算重量时，假设由平面卷铁芯转为立体卷铁芯时，铁芯中心距不
变，窗高不变、心柱截面积不变，同时假设单框铁轭重量为G，则平
面卷铁芯铁轭重量大于8G，而立体卷铁芯的重量为6G。如上示意图
所示。那么，当卷铁芯参数不变的情况下，立体卷铁芯铁轭比平面卷
一、概况
近年来, 油田开始逐渐对老式变压器进行更换，取得较明显的经济效 益。但从目前节能用电变压器行业技术水平的发展来看，所选用的专 用变压器的节能效果还不够理想。以更为先进、节能效果更佳的新型 节能专用变压器来取代老式变压器，装备油田电网、进行油田电网的 改造，提高油田电网的经济运行水平是极具意义的。
主要分工
男
汉
大学
140
研发经理
组长，全面组织
女
汉
大学
140
质量管理
课题管理，策划
男
回
中技
140
项目经理
现场应用
男
汉
大学
120
项目助理
资料收集
男
汉
中技
120
现场经理
现场协调
男
汉
大学
140
总经理
技术指导
女
蒙
大学
140
质量检验
数据统计
女
哈
大学
120
班组成员
现场实施
2008年7月-2009年5月
活动频次
1-2次/月
2、新型调容变压器卷铁芯形式选择试验分析
2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
迭片式铁芯
0.7 立体卷铁芯
空载电流
1、降低网络损耗； 2、提高网络功率因数 ； 3、提高供电网设备的 有效利用率； 4、减少无功补偿设备 的投入，可节省设备 投资、运行费用。
3、确定最佳方案
二、小组简介
小组名称 课题
课题类型
小组成员
车贤君 王秀
徐迎宝 赵刚
何为民 时敬龙
赛琴 古力娜尔森
循环时间
新疆华易石油工程技术有限公司变压器研制QC小组
抽油机专用调容节能变压器的研制
组长：车贤君
创新型
注册登记时间：2008年6月
注册号：2008-03
性别 民族
文化程度
接受TQC教育 （小时）
职称 （职务）
三角形立体卷铁芯是用由窄到宽，再由宽到窄的连续钢带，先绕制三只 横截面为半圆形的内铁芯，再把三只内铁芯立体拼装在一起，构成三个铁 芯柱横截面近似圆形的三角形立体卷铁芯。三相磁回路完全对称相等，它 的结构是公认的理想电力变压器结构，这是平面卷铁芯无法比拟的，试验 表明三角形立体卷铁芯电力变压器各项测试数据更优于平面卷铁芯电力变 压器，三角形立体卷铁芯是电力变压器铁芯结构上的一次重大突破和飞跃 ！它的诞生被誉为"电力变压器铁芯的一次革命"，因此三角形立体卷铁芯 电力变压器是节能、环保，超静音的理想电力变压器，是卷铁芯中的精品 ，精英中的精英。
1、QC小组活动计划和实际进度表
三、选题理由
1、使用现状
油田变压器使用现状
油田抽油机自身负载变化特点， 变压器节能效果不理想
油田抽油机多用老式变压器，其 体积耗材大
2、油田专用变压器缺陷情况的调查分析
变压器 种类
原理简介
体积 价格 操作
空载损 耗
负载损 耗
调容
无载调容电力变压器
有两个固定容量，用两个无励磁分 解开关切换
有完全对称的磁回路。这是因为三角立体卷铁心是由三个完全相同的 、单个的卷铁心框，按照三棱柱的形状组合而成的。三角立体铁心的 结构决定了各框中的三次谐波可以自由流通，且不影响心柱中合成磁 通的品质。
三角形结构的卷铁芯变压器通过磁路分析，突破了三相平面排列卷铁
芯变压器的框框，采用3个相同矩形的半圆截面卷铁芯，组合成为立 体三角形结构的三相变压器铁芯，使三相铁芯的磁路完全对称，磁阻 大大减少，激磁电流、空载损耗显著降低，成为运行噪声更小、结构 更为紧凑的高效节能卷铁芯变压器。
节
能
外型美观、用材降幅≥15%
五、提出方案并确定最佳方案
1、新型变压器铁芯结构
经广泛调查，对几种变压器铁芯结构进行分析、对比，主要 包括平面迭片式、平面卷铁芯的结构。由头脑风暴的分析方式经 过多种形状，多种构造，经过平面的分析方式上升至立体结构。 初步选定研制新型油田专用变压器为三角形立体卷铁芯式。
铁芯铁轭重量减轻25%左右。这样立体卷铁芯铁轭部分空载损耗比
平面卷铁芯铁轭部分损耗也降低25%左右。同时，考虑到三框式截
面要比单框式增加，造成铁芯损耗增大，因此整个铁芯的空载损耗比
平面卷铁芯下降10%左右。
2、新型调容变压器卷铁芯形式选择试验分析
三角立体卷铁芯的结构与平面卷铁心结构相比，突出的特点是铁芯具
而自动调容变压器，其容量可随电流的变化自动调节既可以实现启 动瞬间的大电流大容量，而正常运行是仍然是一个小容量，具有结 构简单，体积小，成本低，易操作，自动调容，能耗低的优点。
3、确定选题题目
抽油机专用调容节能变压器的研制
四、设定课题目标
1、目标值的确定
空载电流降幅≥50% 变
压
器
空载、负载损耗降幅≥40%
大
高 不便
大
大
不能自动任意 调容
双容量变压器
变换调容开关改变各绕组连接，铁 芯的磁通密度
大
高 不便
大
大
两种固定容量
自动调节容量变压器
结构复杂
较大 高 不便
大
大
较复杂的辅助 结构
自动调解装置变压器 局限于两台以上并联运行
大
高 不便
大
大
局限两台
2、油田专用变压器缺陷情况的调查分析
调容变压器虽然解决了“大马拉小车”现象，但均存在体积大，结构 复杂，价格高，操作维修不方便，空载负载损耗大，而造成的大量 的闲置容量和能源浪费等缺点，尤其不适合在油田这样频繁变换容 量的现场使用。
以下对平面和立体式的调容变压器进行分析：
1、新型变压器铁芯结构分析
铁轭 铁心柱
铁轭
单框铁芯示意图
三相平面卷铁芯
三相立体卷铁芯
1、新型变压器铁芯结构分析
计算空载损耗wenku.baidu.com时，因为三个铁芯框是互无关系的，且每框磁通是每
相磁通的 1倍，同时三角形立体卷铁芯的轭截面积是每相柱截面积的
3
1/2，假设每相柱中的磁通密度B= S
抽油机专用调容节能变压器的研制
RSY13-MR系列油田专用变压器
2009年06月
目录
☺ 一、概况 ☺ 二、小组简介 ☺ 三、选题理由 ☺ 四、设定课题目标 ☺ 五、提出方案并确定最佳方案 ☺ 六、制定对策 ☺ 七、对策实施 ☺ 八、效果检查 ☺ 九、巩固措施 ☺ 十、总结与下步打算
RSY13-MR系列油田专用变压器是根据油田抽油机负载变化特点而设 计的一系列符合抽油机实际工况的新型变压器。与传统的变压器相比 ，提出了合理地配置供电、用电系统，体现综合节电效果的理念，从 根本上解决“大马拉小车”的现象，使系统具有运行电流小、运行效 率高的特点，负载损耗比过去低，同时可以提高油田电网的系统效率 。
,则轭中磁通密度B1=1.154B，同
时，合理确定铁轭与心柱的分界面十分重要，因为这关系到计算空载
损耗的大小。
在计算重量时，假设由平面卷铁芯转为立体卷铁芯时，铁芯中心距不
变，窗高不变、心柱截面积不变，同时假设单框铁轭重量为G，则平
面卷铁芯铁轭重量大于8G，而立体卷铁芯的重量为6G。如上示意图
所示。那么，当卷铁芯参数不变的情况下，立体卷铁芯铁轭比平面卷
一、概况
近年来, 油田开始逐渐对老式变压器进行更换，取得较明显的经济效 益。但从目前节能用电变压器行业技术水平的发展来看，所选用的专 用变压器的节能效果还不够理想。以更为先进、节能效果更佳的新型 节能专用变压器来取代老式变压器，装备油田电网、进行油田电网的 改造，提高油田电网的经济运行水平是极具意义的。
主要分工
男
汉
大学
140
研发经理
组长，全面组织
女
汉
大学
140
质量管理
课题管理，策划
男
回
中技
140
项目经理
现场应用
男
汉
大学
120
项目助理
资料收集
男
汉
中技
120
现场经理
现场协调
男
汉
大学
140
总经理
技术指导
女
蒙
大学
140
质量检验
数据统计
女
哈
大学
120
班组成员
现场实施
2008年7月-2009年5月
活动频次
1-2次/月
2、新型调容变压器卷铁芯形式选择试验分析
2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
迭片式铁芯
0.7 立体卷铁芯
空载电流
1、降低网络损耗； 2、提高网络功率因数 ； 3、提高供电网设备的 有效利用率； 4、减少无功补偿设备 的投入，可节省设备 投资、运行费用。
3、确定最佳方案
二、小组简介
小组名称 课题
课题类型
小组成员
车贤君 王秀
徐迎宝 赵刚
何为民 时敬龙
赛琴 古力娜尔森
循环时间
新疆华易石油工程技术有限公司变压器研制QC小组
抽油机专用调容节能变压器的研制
组长：车贤君
创新型
注册登记时间：2008年6月
注册号：2008-03
性别 民族
文化程度
接受TQC教育 （小时）
职称 （职务）
三角形立体卷铁芯是用由窄到宽，再由宽到窄的连续钢带，先绕制三只 横截面为半圆形的内铁芯，再把三只内铁芯立体拼装在一起，构成三个铁 芯柱横截面近似圆形的三角形立体卷铁芯。三相磁回路完全对称相等，它 的结构是公认的理想电力变压器结构，这是平面卷铁芯无法比拟的，试验 表明三角形立体卷铁芯电力变压器各项测试数据更优于平面卷铁芯电力变 压器，三角形立体卷铁芯是电力变压器铁芯结构上的一次重大突破和飞跃 ！它的诞生被誉为"电力变压器铁芯的一次革命"，因此三角形立体卷铁芯 电力变压器是节能、环保，超静音的理想电力变压器，是卷铁芯中的精品 ，精英中的精英。
1、QC小组活动计划和实际进度表
三、选题理由
1、使用现状
油田变压器使用现状
油田抽油机自身负载变化特点， 变压器节能效果不理想
油田抽油机多用老式变压器，其 体积耗材大
2、油田专用变压器缺陷情况的调查分析
变压器 种类
原理简介
体积 价格 操作
空载损 耗
负载损 耗
调容
无载调容电力变压器
有两个固定容量，用两个无励磁分 解开关切换
有完全对称的磁回路。这是因为三角立体卷铁心是由三个完全相同的 、单个的卷铁心框，按照三棱柱的形状组合而成的。三角立体铁心的 结构决定了各框中的三次谐波可以自由流通，且不影响心柱中合成磁 通的品质。
三角形结构的卷铁芯变压器通过磁路分析，突破了三相平面排列卷铁
芯变压器的框框，采用3个相同矩形的半圆截面卷铁芯，组合成为立 体三角形结构的三相变压器铁芯，使三相铁芯的磁路完全对称，磁阻 大大减少，激磁电流、空载损耗显著降低，成为运行噪声更小、结构 更为紧凑的高效节能卷铁芯变压器。
节
能
外型美观、用材降幅≥15%
五、提出方案并确定最佳方案
1、新型变压器铁芯结构
经广泛调查，对几种变压器铁芯结构进行分析、对比，主要 包括平面迭片式、平面卷铁芯的结构。由头脑风暴的分析方式经 过多种形状，多种构造，经过平面的分析方式上升至立体结构。 初步选定研制新型油田专用变压器为三角形立体卷铁芯式。
铁芯铁轭重量减轻25%左右。这样立体卷铁芯铁轭部分空载损耗比
平面卷铁芯铁轭部分损耗也降低25%左右。同时，考虑到三框式截
面要比单框式增加，造成铁芯损耗增大，因此整个铁芯的空载损耗比
平面卷铁芯下降10%左右。
2、新型调容变压器卷铁芯形式选择试验分析
三角立体卷铁芯的结构与平面卷铁心结构相比，突出的特点是铁芯具
而自动调容变压器，其容量可随电流的变化自动调节既可以实现启 动瞬间的大电流大容量，而正常运行是仍然是一个小容量，具有结 构简单，体积小，成本低，易操作，自动调容，能耗低的优点。
3、确定选题题目
抽油机专用调容节能变压器的研制
四、设定课题目标
1、目标值的确定
空载电流降幅≥50% 变
压
器
空载、负载损耗降幅≥40%
大
高 不便
大
大
不能自动任意 调容
双容量变压器
变换调容开关改变各绕组连接，铁 芯的磁通密度
大
高 不便
大
大
两种固定容量
自动调节容量变压器
结构复杂
较大 高 不便
大
大
较复杂的辅助 结构
自动调解装置变压器 局限于两台以上并联运行
大
高 不便
大
大
局限两台
2、油田专用变压器缺陷情况的调查分析
调容变压器虽然解决了“大马拉小车”现象，但均存在体积大，结构 复杂，价格高，操作维修不方便，空载负载损耗大，而造成的大量 的闲置容量和能源浪费等缺点，尤其不适合在油田这样频繁变换容 量的现场使用。
以下对平面和立体式的调容变压器进行分析：
1、新型变压器铁芯结构分析
铁轭 铁心柱
铁轭
单框铁芯示意图
三相平面卷铁芯
三相立体卷铁芯
1、新型变压器铁芯结构分析
计算空载损耗wenku.baidu.com时，因为三个铁芯框是互无关系的，且每框磁通是每
相磁通的 1倍，同时三角形立体卷铁芯的轭截面积是每相柱截面积的
3
1/2，假设每相柱中的磁通密度B= S