干式变压器绕组方式有哪几种?

变压器绕组有哪些方法?同心绕组有哪些形式?变压器绕组有两种形式:同心绕组和交叠绕组。同心绕组包括圆筒绕组、螺旋绕组和连续绕组。

引文作者:上海盖能电气市场部(专注干式变压器30年)

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一、变压器绕组有哪些方式?

变压器绕组有两种形式:同心式交叠式

我国生产的电力变压器基本上只有一种结构类型,即核心变压器,因此绕组采用同心结构。所谓同心绕组,是指在铁芯柱的任何横截面上,绕组以同一圆柱形线套在铁芯柱外。

一般来说,低压绕组总是靠近铁芯,高压绕组放在外面。高压绕组与低压绕组、低压绕组与铁芯柱之间必须有一定的绝缘间隙和散热通道(油道),并用绝缘纸板筒隔开。

绝缘距离的大小取决于绕组的电压等级和散热通道所需的间隙。当低压绕组靠近铁芯柱时,绕组其与铁芯柱之间的绝缘距离相对较小,可以减小绕组的尺寸,同时减小整个变压器的形状尺寸。

二、同心变压器绕组有哪些形式?

(a)单层圆筒

(b)双层圆筒

圆筒形绕组

它是一个圆柱形螺旋体,其线匝由平线相互绕组而成。圆柱形绕组可以绕成单层,也可以绕成双层。通常尽量避免使用单层圆柱体,而是绕成双层圆柱体。因为当绕成单层时,导线受到弹性变形的影响,线圈容易松开,使端线匝不够紧;绕成双层后,松开的倾向要小得多。当电流较大时,每个线匝也由几根导线沿轴并联绕组,但并联导线的数量通常不超过4~5根。圆柱形绕组与冷却介质的接触面积最大,冷却条件较好,但机械强度较弱,一般适用于小容量变压器低压绕组。

(a)外形

(b)纵剖面导线排列

螺旋形绕组

容量稍大的变压器的低压绕组匝数很少(20~30匝以下),但电流很大,所以线匝的横截面要求很大,所以要用很多导线(6个或更多)并联绕组。在圆柱形绕组中,很多导线不能并联绕组,因为这些导线应该在同一层一个接一个地排列,导致线匝的螺距过大。这样的线圈非常不稳定,高度使用不好。因此,在并联导线中使用圆柱形绕组是不合适的,因此出现了螺旋形绕组,如图所示。它沿着径向一个接一个地折叠。每个螺旋不像圆柱形绕组那样靠近对方,而是中间有一条空沟。

当螺旋绕组并联导线较多时,导线可分为两组,成为双螺旋。当温升和绝缘条件允许时,螺旋绕组可采用正常宽度的油道和小油道交错绕组结构,小油道宽度约为正常油道宽度的一半(约1.5~2mm),因此,它被称为半螺旋,当绕组是单螺旋时,它被称为单螺旋;当绕组是双螺旋时,它被称为双螺旋。这种半螺旋绕组的空间利用率相对较高,广泛应用于大中型变压器中。

(a)外形

(b)纵剖面导线排列

连续式绕组

连续绕组没有焊接接头,只能用平线绕组。如图所示,导线匝间排列是通过特殊的绕组工艺绕组而成。从一个线蛋糕到另一个线蛋糕,接头交替在线圈内外,但都是用绕组线圈的导线自然连接,所以没有焊接接头,这是连续绕组的主要优点。

若导线截面较大,可用几根导线并联,一般不超过4根,边绕边换位。