淺談變壓器線圈
發布時間:2018.08.08      點擊次數:0
1、引言 
線圈是變壓器輸入和輸出電能的電氣元件,是最重要、最基本的部件,也是變壓器檢修的主要部件,有變壓器“心臟”之稱。因為它基本決定了變壓器的容量、電壓、電流和使用條件。 
線圈形式主要是根據線圈的電壓等級和容量的大小來進行選擇,同時還要重點考慮電氣強度、耐熱強度、機械強度、散熱面積和制造工藝的可能性等,以保證制造或修理后的變壓器可靠的運行。一般對電壓低而電流大的線圈,常用多根并聯繞制成螺旋式線圈,而對于電壓等級較高、電流較小,且在縱絕緣上還有其特殊要求的常可繞制成連續式、糾結式。 
2、變壓器線圈結構型式 
因變壓器容量和電壓的不同,線圈所具有的結構特點亦各不相同。變壓器的線圈大致分為層式和餅式兩種。線圈的線匝沿其軸向按層依次排列的稱為層式線圈;線圈的線匝在輻向形成線餅(線段)后,再沿軸向排列的稱為餅式線圈。變壓器線圈形式細分如下: 
2.1連續式線圈 
連續式線圈是變壓器線圈最常用的一種型式。連續式線圈,分為連續式和雙連續式線圈。連續式線圈常用于大中型變壓器,電壓為10~110kⅤ的高壓、中壓、低壓線圈。雙連續式線圈常用于大中型變壓器,電壓為10~66kⅤ中壓、低壓線圈。根據設計的需要,線圈端部必要時增加保護小角環,并使用成型保護角環,避免了傳統紙帶型式的角環機械強度不足從而引起堵塞油路的現象。為了改善線圈內部的散熱,可以在線圈內部設置擋油板,強迫冷卻油按設定的好的路徑流動,保證了線圈的散熱。對于電壓較高的線圈為了改善線圈的沖擊電壓分布,根據需要采用內屏蔽式線圈或糾結式線圈。 
2.2 內屏蔽式線圈 
內屏蔽式線圈,是在單根或多根并聯的連續式線段內插入一些屏蔽匝。每段插入屏線的匝數根據線圈波過程計算來確定的。內屏蔽式線圈,分為跨兩段內屏蔽式線圈和跨四段內屏蔽式。內屏蔽式線圈如與連續式線圈相連接,稱為內屏連續式線圈。內屏蔽式線圈對于扁導線和換位導線均可使用,同時避免了導線的焊接,減少焊頭。 
2.3 糾結式線圈 
糾結式線圈的結構與連續式的不同之處,只在于線匝的排列順序。它的線匝不以自然數序排列,而是在相鄰數序線匝之間插入不相鄰數序的線匝。這樣原連續式線圈段間線匝需借助于糾結換位(糾位),進行交錯糾連形成糾結線段,從而組成糾結式線圈。 
糾結式線圈,分為普通糾結式和插花糾結式;每種又分為跨兩段糾結式和跨四段糾結式。糾結式線圈如與連續式線圈相連,稱為糾結連續式線圈。普通跨兩段糾結式線圈常用于110kⅤ及以上三相容量<90MⅤA變壓器的高壓線圈首端加強段或110kⅤ及以上變壓器高壓、中壓線圈的分接段。普通跨四段糾結式線圈常用于110kⅤ及以上自耦變壓器調壓線圈。插花糾結式線圈只用于特殊重點產品的高壓線圈端部加強段中。糾結式線圈可以更有效的改善線圈內部的沖擊電壓分布,減小沖擊電壓梯度,并且糾結式線圈抗短路能路更好。 
2.4螺旋式線圈 
螺旋式式線圈主要用于低電壓大電流變壓器的電壓線圈。單(半)螺旋式、雙(半)螺旋式線圈常用于聯絡變壓器電壓在35kV以下的低壓線圈或500kⅤ及以上發電機變壓器高-低-高結構中的高壓線圈Ⅱ(靠近鐵心側高壓線圈);雙螺旋式、四螺旋式、八螺旋式線圈常用于調壓線圈;八螺旋式、十螺旋式、十六螺旋式線圈常用于500kⅤ及以上自耦變壓器旁柱激磁的調壓線圈;雙層螺旋式線圈常用于110kⅤ及以上發電機變壓器的低壓線圈,也稱U型線圈和220kⅤ及以上的軸向雙分裂變壓器的低壓線圈,也稱雙U型線圈。由于螺旋式線圈并聯導線根數較多,一般采用特殊的換位來降低導線間的換流,對于導線換位留下的空隙用成型墊塊墊實以提高線圈的抗短路能力。為防止線圈軸向方向的松動,線圈的端部采用合適的綁扎來固定線圈的出線。線圈的端部采用層壓端圈來增強線圈的抗短路能力和穩定性。 
3、結構設計時應注意的問題 
(1)糾結式結構應盡量減少或改為內屏連續式,因為糾結式與內屏連續式相比焊接頭比較多,操作復雜,對焊接處打磨完畢后易產生金屬粉塵,這對變壓器的局放有一定的影響。改用內屏連續式以后,可以減少工藝困難,減少很多導線焊接頭,大約能節省三分之一的線圈繞制時間,同時減少了很多隱患;糾結式中糾位組合導線都在糾位打開進行導線的自身換位,與以往在連位打開換位相比可減少焊接位置,盡而減少繞制時間,提高工作效率。 
(2)成型角環外盡量不要存在一個外墊,給工藝增加很多困難浪費不必要的時間,為滿足幅向,盡量將外墊改為層間墊,加快線圈繞制速度。 
(3)設計插花糾的結構時一定重要考慮焊點,避免出現工藝線的焊點,影響線圈的局放,增加線圈工藝難度,浪費時間。 
4、結論 
以上淺析了變壓器線圈的基本型式和特點及適用范圍等,并對在設計中遇到的問題進行了分析,希望給變壓器線圈設計人員提供借鑒。

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