我國生產(chǎn)的電力變壓器,基本上只有一種結構型式,即芯式變壓器,所以繞組都采用同心式結構。所謂同心繞組,就是在鐵芯柱的任一橫斷面上,繞組都是以同一圓筒形線套在鐵芯柱的外面。 一般情況下總是將低壓繞組放在里面靠近鐵芯處,將高壓繞組放在外面。高壓繞組與低壓繞組之間,以及低壓繞組與鐵芯柱之間都必須留有一定的絕緣間隙和散熱通道(油道),并用絕緣紙板筒隔開。絕緣距離的大小,決定于繞組的電壓等級和散熱通道所需要的間隙。 當?shù)蛪豪@組放在里面靠近鐵芯柱時,因它和鐵芯柱之間所需的絕緣距離比較小,所以繞組的尺寸就可以減小,整個變壓器的外形尺寸也同時減小了。同心式繞組有下列幾種形式: 圓筒形繞組 它是一個圓筒形螺旋體,其線匝是用扁線彼此緊靠著繞成的,如左圖所示。圓筒形繞組可以繞成單層;也可以繞成雙層。通??偸潜M量避免用單層圓筒,而是繞成雙層圓筒。因為繞成單層時,導線受到彈性變形的影響,線圈容易松開,使端部線匝彼此靠得不夠緊;而繞成雙層后,松開的傾向就小得多了。 當電流較大時,也采用每一線匝由數(shù)根導線沿軸向并聯(lián)起來繞成,但并聯(lián)導線數(shù)通常不多于4~5根。圓筒形繞組與冷卻介質(zhì)的接觸面積最大,因此冷卻條件較好,但其機械強度較弱,一般適用于小容量的變壓器低壓繞組。 螺旋形繞組 容量稍大些的變壓器的低壓繞組匝數(shù)很少(20~30匝以下),但電流卻很大,所以要求線匝的橫截面很大,因此要用很多根導線(6根或更多)并聯(lián)起來繞。在圓筒形繞組里是不能用很多根導線并聯(lián)起來繞的,因為這些導線要在同一層里一根靠著一根排列著繞,結果使線匝的螺距太大,這樣的線圈很不穩(wěn)定,且高度沒有很好地利用,所以在并聯(lián)導線很多時仍采用圓筒形繞組是不合適的,于是就出現(xiàn)了螺旋形繞組,如圖所示。它是沿徑向一根壓著一根地疊起來繞。各個螺旋不是像圓筒形繞組那樣彼此緊靠著,而是中間留有一個空溝道。 螺旋形繞組并聯(lián)導線更多時,可把導線分成兩組,這樣就成了雙層螺旋了。在溫升和絕緣條件允許時,螺旋形繞組可以采用正常寬度的油道和小油道交錯地繞線的結構,小油道的寬度約為正常油道寬度的一半左右(約為1.5~2mm),所以稱為半螺旋,繞組為單螺旋時稱單半螺旋;繞組為雙螺旋時稱雙半螺旋。這種半螺旋繞組的空間利用率比較高,在大、中型變壓器中都廣泛地應用著。 換位導線繞成的繞組 為了進一步把采用不完全換位的螺旋式繞組的附加損耗降至最低的程度,使用了換位導線。所謂換位導線,就是將多股分散的并繞導線,在繞線圈之前,先按一定的規(guī)律,360°連續(xù)地進行換位,最后從外表看,被編織成為單根較粗的,包有絕緣紙的導線。如圖所示。 換位導線,大部分被采用在大容量變壓器的中、低壓繞組內(nèi)。應用時,把它當作一根導線來繞,例如被繞成圓筒形繞組,繞制過程中不需要再進行換位。 組成換位導線的扁線的股數(shù)必須為奇數(shù),當換位導線的高度A≥12mm時,兩列扁線的中間必須襯墊一層0.12mm的電纜紙。換位導線在繞制線圈過程中,導線中間不允許有接頭存在,因此,換位導線的長度必須大于整個線圈所需長度3~5m。 換位導線繞成的線圈,其最小的內(nèi)徑受到一定的限制,線圈的最小內(nèi)徑應符合下式 Dmin>=n*節(jié)距/丌 式中:Dmin=線圈的最小內(nèi)徑; n=參加換位的導線根數(shù)。 這個公式的意義是非常明了的,因為丌Dmin是線圈繞一匝的圓周長度,n*節(jié)距為參加換位的全部導線換一次位所需要的長度。即在一個線匝的長度內(nèi),所有參加換位的導線至少要換位一次。這就限制了線圈的內(nèi)徑不能小于某一數(shù)值。 連續(xù)式繞組 連續(xù)式繞組沒有焊接頭,只能用扁線繞制。導線的匝間排列如圖所示,是經(jīng)過特殊的繞制工藝繞成的,從一個線餅到另一個線餅,其接頭是交替地在線圈的內(nèi)側(cè)和外側(cè),但都用繞制線圈的導線自然連接,所以沒有任何焊接頭,這是連續(xù)式繞組的主要優(yōu)點。 如果導線截面較大,可用幾根導線并聯(lián)繞,一般不超過4根,邊繞邊進行換位。 |
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