變壓器繞組的類型你了解嗎?圓筒式,螺旋式,交叉式和盤式繞組...



 三相鐵心型變壓器的鐵心和繞組

不同的應用和安置場景有不同類型的繞組。繞組是以各種形式纏繞的導體,例如螺旋形,圓盤形,圓柱形,交叉形。磁動勢則由鐵心到具有不同級別的電壓的其他繞組產生磁動勢。主要有兩種類型的變壓器:


? 芯式變壓器

? 殼式變壓器


在芯式類型中,我們將初級繞組和次級繞組纏繞在外側分支上,而在殼式中,我們將初級繞組和次級繞組纏繞在內側分支上。

在芯式變壓器中使用同心型繞組,將低壓繞組靠近鐵心。但為了減少泄漏電抗,繞組可以交錯。芯式的繞組取決于許多因素,例如額定電流、短路承受能力、溫升限制、阻抗、浪涌電壓以及運輸設施等等。

 芯式變壓器使用的繞組類型

圓筒式繞組

這些繞組是分層繞組,并使用圖(a)和(b)所示的矩形或圓形導體。導體纏繞在圖(c)所示的扁平側,纏繞在圖(d)的肋側。

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圓筒式繞組

圓筒式繞組的用途

圓柱形繞組是低壓繞組,對于600-750kVA容量,使用的最高電壓6.6 kV,額定電流在10至600 A之間。

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多層繞組

圓筒式繞組經常使用多層繞組形式。使用兩層扁平導體,因為它易于固定引出端。油管將繞組的各層分開,這種布置有助于通過繞組中的油循環進行冷卻。

變壓器繞組的類型你了解嗎?圓筒式,螺旋式,交叉式和盤式繞組...的圖3
使用圓形導體的圓筒式繞組

在多層圓柱形繞線,我使用圓形導體纏繞在垂直條來改善冷卻條件。這種布置產生的油管道方便更好的散熱。使用這種類型的繞組來提供高達33 kV,800 kVA的高壓額定值以及高達80A的額定電流,所用的裸導體的最大直徑為4mm。

螺旋繞組

使用螺旋繞組的低電壓、高容量的變壓器,其中電流較高,同時繞組匝數較小。變壓器的輸出在0.23~15 kV范圍內,從160~1000 kVA不等。為了確保足夠的機械強度,帶材的橫截面面積不得小于75-100毫米見方。平行構成導體的最大條帶數為16。

共有三種類型:

? 單螺旋繞組
? 雙螺旋繞組
? 盤式螺旋繞組

單螺旋繞組包括沿具有傾斜度的螺旋線在軸向上纏繞。每個繞組中只有一層匝。雙螺旋繞組的優點是可以減少導體中的渦流損耗。這是由于沿徑向布置的平行導體的數量減少了。
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(a) 單螺旋繞組  (b) 雙螺旋繞組

在盤形螺旋繞組中,平行連接的條帶在徑向上并排放置以占據繞組的總徑向深度。

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(c) 盤式螺旋繞組

多層螺旋繞組

多層螺旋繞組通常用于110 kV及以上的高壓等級。這些類型的繞組由同心纏繞并串聯連接的多個圓柱層組成。

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多層螺旋繞組

通常讓外層短于內層,達到均勻地分布電容的目的, 這些繞組主要改善了變壓器的電涌性能。

交叉式繞組

交叉式繞組用于小型變壓器的高壓繞組。導體是紙包的圓線或帶狀,繞組被分成多個線圈來減小相鄰層之間的電壓。這些線圈軸向分開0.5至1毫米的距離,相鄰線圈之間的電壓不應超過800到1000V。

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交叉式繞組

線圈的內端連接到相鄰線圈的輸出側端,如上圖所示。每個線圈的實際軸向長度約為50毫米,而兩個線圈之間的間距約為6毫米來容納絕緣材料塊。

線圈的寬度為25至50毫米。在正常情況下,交叉式繞組的強度要比圓筒式繞組高。但交叉式繞組比圓筒式繞組具有更強的脈沖強度。當然了,這種類型也具有較高的人工成本。

盤式繞組和連續盤式繞組

這種繞組主要用于大容量變壓器。繞組由多個串聯或并聯的扁平線圈或圓盤組成。線圈由矩形條形成,矩形條從中心沿徑向方向向外螺旋纏繞,如下圖所示。

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連續盤式繞組

導體可以是單條,也可以是平行地纏繞在扁平面上的多條,這使得這種繞組的結構更加堅固。圓盤彼此分離,壓板扇區附在垂直條紋上。

垂直和水平隔圈提供了徑向和軸向通道,用于油的自由循環,每轉接觸一次。導體的面積從4到50平方毫米不等,電流限制為12 ~ 600A。

對于35 kV電壓來說,油管的最小寬度為6 mm。盤式繞組和連續盤式繞組的優點是它們具有更大的機械軸向強度和更小的成本。

 殼式變壓器繞組

夾心式繞組

兩個線圈位于同一磁軸上的距離越近,互感器的比例越大,漏磁通越小,可以輕松控制電抗。

通過細分低壓和高壓部分,可以減少泄漏。端部低壓部分包含正常低壓部分的一半匝數,即半線圈。

為了平衡相鄰部分的磁通勢,每個正常部分(無論高電壓還是低電壓)都承載相同數量的匝數。細分程度越高,電抗越小。

變壓器殼式繞組的優點

殼式繞組的優點包括:
高短路承受能力
機械強度高
高介電強度
出色的泄漏磁通控制
高效的冷卻能力
靈活的設計
緊湊的尺寸
高度可靠的設計
變壓器繞組的類型你了解嗎?圓筒式,螺旋式,交叉式和盤式繞組...的圖9
夾心式繞組
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