變壓器結(jié)構(gòu)筆記

1、1變壓器設(shè)計工藝主要內(nèi)容概述：1 變壓器原理2 變壓器電磁理論設(shè)計3 變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計4 變壓器制造工藝5 變壓器試驗(yàn)6 變壓器絕緣材料和附件7 變壓器高電壓技術(shù)變壓器結(jié)構(gòu) -姜恒大第一章 概述第一節(jié) 變壓器基本知識一、 變壓器：借助于電磁感應(yīng)原理來改變交流電流、交流電壓，傳遞電能的一種靜止電器。1、 電磁感應(yīng)原理：動電生磁，動磁生電2、 通過改變繞組的匝數(shù)使電壓由低升高或由高降低3、 傳遞能量：磁勢平衡，一次側(cè)的電流隨著二次側(cè)的電流的變化而改變二、 變壓器的應(yīng)用1、 電壓等級必須是變壓器與電機(jī)相匹配。2、 容量一般為： 電機(jī) 變壓器 30萬KVA 36萬KVA 20萬KVA 24萬KVA 3、

2、 一般為1KV可輸送1KM三、 變壓器分類電力變壓器和特種變壓器（一） 電力變壓器1、 按結(jié)構(gòu)分（1） 按鐵心結(jié)構(gòu)分：殼式和心式（2） 按繞組數(shù)量分：雙繞組、三繞組和多繞組2、 按相數(shù)分：單相和三相3、 按容量分：小于630KVA 小型800KVA6300KVA 中型8000KVA63000KVA 大型大于90000KVA 特型4、 按調(diào)壓方式分：無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓5、 按繞組導(dǎo)線材質(zhì)分：銅線和鋁線6、 按變換電壓方式分：降壓變和升壓變國家標(biāo)準(zhǔn)的終端電壓為： 0.38 , 3 , 6 , 10 , 15(20) , 35 , 63 , 110 , 220 , 330 , 500而規(guī)定始端電壓

3、在35KV前(不包括35KV)應(yīng)比終端電壓高5%,35KV后(包括35KV)應(yīng)高10%,因此始端電壓為: 0.4 , 3.15 , 6.3 , 10.5 , 15.75 , 38.5 , 69.3 , 121 , 242 , 363 , 550由此定義降壓變和升壓變： 變壓器的額定電壓與輸變電線路上的終端電壓相同的為降壓變變壓器的額定電壓與輸變電線路上的始端電壓相同的為升壓變7、 按冷卻方式、冷卻介質(zhì)分（1） 冷卻介質(zhì)：油、空氣、澆注（2） 冷卻方式：ONAN：油浸自然冷卻 ONAF：油浸風(fēng)冷卻 ONAS：油浸水冷卻 ODAF：油浸導(dǎo)向冷卻8、 按中性點(diǎn)的絕緣水平分： 全絕緣 額定電壓小于等于

4、60KV 半絕緣 額定電壓大于等于220KV 110KV有的是全絕緣，有的是半絕緣。第二節(jié) 技術(shù)數(shù)據(jù)一、 頻率：設(shè)計頻率為50HZ1、 空載電流（無功分量）與頻率成反比，將50HZ的變壓器用在60HZ的線路上，空載電流就減少。2、 空載損耗：與頻率的-0.7次方成正比。3、 負(fù)載損耗：其中的30%（即附加損耗）與頻率的平方成正比。 基本銅損（基本損耗）占70%，與頻率無關(guān)。附加損耗占30%，由渦流、環(huán)流、引線和雜散損耗四部分組成。將50HZ的變壓器用在60HZ的線路上，負(fù)載損耗將增加13.2%。4、 溫升：頻率增加溫升也增加。5、 輸出容量：隨頻率的增加而減低?？傊瑢?0HZ的變壓器用在60

5、HZ的線路上，會影響變壓器的壽命。二、 額定電壓（高壓繞組電壓）：與輸變電線路電壓相等，是指線電壓和有效值。如各果是D接，線相相等；Y接，線是相的3倍。在確定線圈匝數(shù)時是以相電壓為基準(zhǔn)的。三、 額定電流：指繞組額定電流，也是指線電流、有效值。Y接，線相相等；D接，線是相的3倍。四、 額定容量（KVA，MVA）：1、 雙繞組：變壓器容量為繞組容量。2、 三繞組：變壓器容量為最大繞組的容量。3、 變壓器容量隨著冷卻方式的改變而變化。4、 容量影響變壓器的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)。（1） 變壓器單位容量所消耗的有效材料隨著容量的增加而減少。（2） 如果電磁負(fù)載不變，損耗與重量成正比。單位容量所產(chǎn)生的損耗隨容量

6、的增加而減少。5、 容量必須與電壓相匹配。高電壓小容量，絕緣比例過大；電壓低、容量大，電流過大，損耗也就大。五、 連接圖與聯(lián)結(jié)組：1、 接圖是指同側(cè)不同相的連接，聯(lián)結(jié)組是指同相不同側(cè)的連接方式。2、 相位關(guān)系：是兩個繞組電壓矢量間的夾角的大小，此夾角又稱為相位移。一類是同側(cè)繞組各相間的電壓相位關(guān)系，另一類是一相中不同側(cè)繞組的電壓相位關(guān)系。3、 單相變壓器，4、 三相變壓器5、 高低壓側(cè)繞組接法相同可得到6個偶數(shù)聯(lián)結(jié)組別。Yy-0 2 4 6 8 10高低壓側(cè)繞組接法不同，可得到6個奇數(shù)聯(lián)結(jié)組別。六、 分接范圍（調(diào)壓范圍）1、 主分接：額定電流、電壓、額定容量的分接為主分接。2、 分接因數(shù)：某一

7、分接時的匝數(shù)與主分接的匝數(shù)之比，分接因數(shù)>1時為正分接，<1為負(fù)分接，等于1為主分接。3、 分接頭均設(shè)在高壓繞組引出。升壓變，鐵心內(nèi)磁通不發(fā)生變化，恒磁通調(diào)壓。降壓變，鐵心中磁通發(fā)生變化，變磁通調(diào)壓。七、 空載電流、空載損耗1、 空載電流：二次側(cè)開路，一次側(cè)繞組施加額定頻率的額定電壓時，一次繞組中流過的電流，I0-由兩部分組成。Io-有功分量，Ioa補(bǔ)償鐵心中的損耗 Io -無功分量，Ior勵磁，平衡鐵心的磁壓降。Io=（Ioa）2+（Ir）2 Io用In的百分?jǐn)?shù)表示 io=(Io/In)*100%小變24，大變很小。2、 空載損耗-空載電流中有功分量Ioa所汲取的有功功率為空損。

8、想降低鐵損最好的辦法是使用好的硅鋼片。鐵損主要包括：磁滯損耗、渦流損耗、附加損耗。八、 阻抗電壓、負(fù)載損耗1、 阻抗電壓-二次繞阻短路，一次繞組中流過額定電流時，所施加的電壓，用Uk表示，由兩部分組成，Ux電抗電壓百分?jǐn)?shù)，電阻電壓百分?jǐn)?shù)。Uk=(Ux)2+(Ur)2, Ur=(Uk)/(Un)*% Ux/Ur=15為中小型 Ux/Ur>10為大型產(chǎn)品，Ur可忽略不計。2、 負(fù)載損耗-二次繞組短接，一次繞組中流通的額定電流所汲取的有功功率。用Pf或Pk表示。 Pf=基本損耗（銅損）+附加損耗，其中基本損耗占70%，附加損耗占30%，基本損耗由導(dǎo)線決定，無法減少，因此降負(fù)載損耗時主要考慮附加

9、損耗（包括渦流損耗、環(huán)流損耗、引線損耗和雜散損耗）。渦流損耗采用薄導(dǎo)線并繞來降低，二環(huán)流損耗采用換位來降低。但是采用多根并繞降低了渦流損耗時同時也相應(yīng)地增加了環(huán)流損耗。九、 效率：變壓器輸入的有功功率與輸出的有功功率之比。十、 溫升：1、 空氣冷卻：被冷卻部件與冷卻空氣的溫度之差。2、 水冷卻：被冷卻部件與水冷卻器人口處的水溫之差。3、 環(huán)境溫度：海拔1000米以下變壓器各部件溫升（K）頂層油55繞組65油箱80鐵心使與之相鄰的絕緣材料不致?lián)p傷 注意：（1）繞組溫升65是這樣來的，絕緣紙耐溫98，最高溫升與平均之差為13度，而平均室溫是20度，因此得到98-13-20=65 （2）硅鋼片（含漆

10、膜）的可耐溫度為800度左右，因此對鐵心的溫升要求是使與之相鄰的絕緣材料不致?lián)p傷。 （3）油箱溫度如果大于80度，那么油溫肯定過不了。第三節(jié) 結(jié)構(gòu)簡介一、 由里向外：鐵心繞組絕緣引線油箱組件1、 由鐵心、繞組、絕緣和引線組成器身2、 組件包括儲油柜、壓力釋放閥、冷卻器、散熱器等。二、 對結(jié)構(gòu)的要求1、 滿足設(shè)計要求2、 滿足工藝要求3、 選用合理、先進(jìn)的通用結(jié)構(gòu)。第二章 鐵心第一節(jié) 概述一、 鐵心的作用1、 構(gòu)成變壓器的磁路，傳遞電能的媒體。2、 器身的骨架和支撐。二、 結(jié)構(gòu)：有心式和殼式兩種，我國均用心式鐵心第二節(jié) 硅鋼片及其性能一、 硅鋼片的特性：變壓器不帶電時，它不顯磁性；變壓器通電后，

11、會產(chǎn) 生一個附加磁場，加速磁通的流動，導(dǎo)磁性能好。1、 鋼中加入硅主要目的是脫C和S，提高其導(dǎo)磁性能。2、 永久性磁鐵的磁通或高或低不穩(wěn)定，因此不能代替硅鋼片。二、 鋼片的分類：1、按含碳量分：0。8%1。8% 低硅鋼18%2。8% 中硅鋼28%3。8% 較高硅鋼38%4。8% 高硅鋼 我們主要用含硅量在4%左右的硅鋼片，當(dāng)含硅太高時，硅鋼片變硬變脆，剪切困難。2、 軋制方式分：熱軋片和冷軋片3、 取向分：有取向和無取向（變壓器中主要采用有取向的）。 4、（1）熱軋硅鋼片，板料，磁飽和點(diǎn)1。6T，設(shè)計磁密1。45T，無方向性。 D410。35 D：電工鋼帶；4：含硅量；1：品質(zhì)序號；0。35：

12、片厚 （2）冷軋硅鋼片，卷料，磁飽和點(diǎn)1。9T，設(shè)計磁密1。75T，強(qiáng)方向性。 DQ14730 D：電工鋼帶；Q：有取向；147：單位損耗的100倍；30：片厚。注意：單位損耗的100倍即1。47W/Kg，應(yīng)當(dāng)在磁密1。7T，頻率50HZ的基礎(chǔ)上得到，換了其他情況單位損耗會不同。 DQ122G30 122：單位損耗的100倍，1。22W/Kg；G：高導(dǎo)磁 （3）日本硅鋼片的型號 23ZH90 23：厚度的100倍；H：高導(dǎo)磁；90：單位損耗的100倍三、 冷軋硅鋼片的結(jié)構(gòu)：立方體晶格1、 沿立方體的棱邊方向有三個，屬于易磁化方向2、 沿立方體晶格表面對角線方向有六個，中等磁化方向3、 沿立方體

13、晶格對角線方向有四個，難磁化方向。四、 硅鋼片的性能標(biāo)志1、導(dǎo)磁性能 B10 B25 B50 B100 10，25，50，100是指單位長度上的安匝數(shù)，該值越大越好 2、損耗 P10/50 P15/50 P17/5010，15，17指磁密，50是指頻率第三節(jié) 鐵心截面（心柱截面）鐵心截面有：多級圓形和多級橢圓形一、 優(yōu)化設(shè)計原則：1、 鐵重等于銅重；2、 鐵價等于銅價；3、 軛重等于心柱重；4、 空栽損耗等于負(fù)栽損耗；5、 Ho/Mo=1。051。15（指銅線繞組而言）。二、 利用系數(shù)：心柱的幾何面積與其所對應(yīng)的外接圓面積之比。 鐵心直徑與利用系數(shù)表鐵心直徑利用系數(shù)鐵心直徑利用系數(shù)505508

14、2120145093600871501800946570089185290095750883003400968090090350550093950915601700091100115092 鐵心直徑與帶吊板結(jié)構(gòu)的扇形高度表鐵心直徑扇形高度3504501546057024580800328101400361410170045注意：1、鐵心每級的片寬均為0或5結(jié)尾，2、 最小級片寬應(yīng)大于或等于最大級片寬的1/3，主要是考慮到鐵心的夾緊。三、 疊片系數(shù)：心柱的有效截面積與其所對應(yīng)的幾何截面積之比。1、 影響疊片系數(shù)的因素：（1） 硅鋼片的厚度，0。35的比0。30的要好。（2） 硅鋼片絕緣膜的厚度，

15、絕緣膜厚度越小越好。（3） 硅鋼片平整度，越平越好。（4） 剪切毛刺，毛刺大疊片系數(shù)小，一般要小于2道。（5） 鐵心的夾緊程度，夾得好則系數(shù)越大。 顯然，前三個是跟材質(zhì)有關(guān)，而后兩個跟工藝有關(guān)。2、 根據(jù)有效截面積確定級數(shù)：一般1000以下級數(shù)不超過23級。（1） Do=70390，每2毫米為一檔Do大于400，每10毫米為一檔 （2）疊片系數(shù)與硅鋼片厚度的關(guān)系片厚疊片系數(shù)02309450270950300960。965035097四、 心柱截面的確定 方法：1、作圖法，2、理論計算法 ，3、計算機(jī)法。目前都用計算機(jī)通過多變量函數(shù)來求解。已知鐵心直徑Do，級數(shù)n，則： 任一級片寬A=2DoCo

16、s￥j 任一級級厚B=DoSin￥j-DoSin￥j-1 任一級截面F=AB 鐵心柱總面積為：Fz=F1+F2+···+Fn 然后利用導(dǎo)數(shù)求得最大值，再通過輔助圓修正。（1） 作直線OA與x軸成夾角50度（或47度），交于圓上A點(diǎn)；（2） 作直線OB與x軸成夾角10度，交于圓上B點(diǎn)；（3） 在直線OA上截取線段Af（很短）；（4） 連接Bf；（5） 作直線Bf的垂直平分線，交于直線OA的反方向延長線于O/點(diǎn)；（6） 以O(shè)/B=O/f為半徑畫弧，該圓弧即為輔助圓圓弧。粘帶綁扎結(jié)構(gòu)的鐵心的偏移尺寸f鐵心直徑（毫米）4104504606006108008101000F（

17、毫米）10172329若采用穿心螺桿夾緊：f=0。01Do鋼絲繩捆緊后纏帶： f=0。004Do夾板夾緊后纏帶： f=O。006Do第四節(jié) 鐵軛截面 鐵軛截面有：多級圓形、多級橢圓形、梯形、矩形和D形一、 多級圓形（采用得最多）1、 級數(shù)：截面均與心柱相同；2、 特點(diǎn)：（1）磁通分布均勻，空載損耗和空載電流小 （2）噪音??；（3）省料；（4）鐵心整體高；（5）夾緊度差；（6）硅鋼片剪切時費(fèi)工時。其中前三個為優(yōu)點(diǎn)，后三個為缺點(diǎn)。二、 多級橢圓形：適用于心柱截面為多級橢圓形或三相三柱旁軛式（三相五柱）鐵心。三、 梯形、矩形1. 梯形2. 矩形四、“D”形軛五、鐵軛截面確定，根據(jù)心柱和軛之間的的關(guān)系

18、確定單相變壓器1、 單相雙柱式2、 單相單柱旁軛式3、 單相雙柱旁軛式4、 單相三柱旁軛式三相變壓器1、 三相三柱式2、 三相三柱旁軛式第五節(jié) 鐵心油道一 作用-降低鐵心內(nèi)部的溫升，保證鐵心溫升不超80度。二 油道的布置位置一個油道-鐵心的最大級中間二個油道-鐵心的最大級兩側(cè)三個油以上，根據(jù)溫升計算來確定三 材料的粘貼方法1、 熱軋片表面焊6鋼棍2、 冷軋片粘貼層壓紙板條3、 硅鋼片沖槽四、 油道種類，橫向油道、縱向油道鐵心心柱與級數(shù)和油道鐵心直徑80-9095-120125-195200-225230-240245-265270-390400-560570-690700-780780以上級數(shù)

19、56789101112131415以上油道數(shù) 1 2 33以上第六節(jié) 鐵心的疊積一直接縫-適用于熱軋片剪切簡單，無廢料，機(jī)械強(qiáng)度好。二半直半斜-適用于冷軋片三、全斜接縫-適用冷軋片1、 標(biāo)準(zhǔn)斜接縫（尖角接縫）-適用中小型產(chǎn)品2、 臺階斜接縫。四、其它接縫：1、 6/8 5/8 4/7 5/7接縫 2、變角接縫（相交接縫）30/60 35/55 42/48度3、多級接縫-4級、6級、直接縫、斜接縫空載損耗：標(biāo)么值 1 0.60.75空載電流：標(biāo)么值 1 0.30.45五、 鐵心各接縫的結(jié)構(gòu)形式圖1.三相三柱式標(biāo)準(zhǔn)全斜接縫不斷軛片鐵心疊積圖，適用Do200，SN500KVA，廢料占4.21。2.三

20、相三柱式臺階全斜縫不斷軛鐵心疊積圖，適用于小型產(chǎn)品，SN630KVA ，臺階尺寸5 MM，料占4.5。3.三相三柱式臺階接縫斷軛片疊積圖，適用于大型產(chǎn)品，臺階寬為15.25，廢料占4。4.三相三柱旁軛式（三相五柱式）全斜縫鐵心疊積圖。第七節(jié) 鐵心夾緊一夾緊要求1.鐵心被反復(fù)激磁情況下，無不正常噪音。2.夾緊力應(yīng)均勻，避免鐵心邊緣尖角翹起過大，造成繞組套裝困難，而劃傷繞組匝絕緣。3鐵心由水平位置起吊至垂直位置不能發(fā)生變形。4鐵心拆除上軛以后，心柱不能發(fā)生傾斜。5鐵心整體夾緊保證足夠的剛度和強(qiáng)度。二心柱夾緊1.Do230MM,Ho400MM,不需要單獨(dú)夾緊。2.Do230MM，Ho600MM在心柱

21、與繞組之間打入絕緣撐條。3.Do230MM，心柱需要夾緊。A:穿心螺桿 B:粘帶綁扎強(qiáng)度公式：=(PLD/2b拉)*KP:-單位面積夾緊力0.7kg-1.2kg/CmL:-粘帶綁扎中心距，一般為15MMD:-鐵心柱直徑CMb:-粘帶寬度CM拉:-粘帶綁扎800kg/CmK:-工藝系數(shù)（0.8）鐵心直徑與粘帶厚度 Do直徑 拉力h上 h下 圖次 230 1.0 60 5080 A235-245 1.0 60 5080 B250450 1.5 80 70100 B 460-500 1.5 80 70100 B510-550 2.0 100 80110 B560-700 3.0 100 80110

22、B710-850 4.0 110 90130 C860-1000 5.0 110 90130 C1010-1250 7.0 120 100140 C1260 8.0 120 100-140 C三、鐵軛夾緊1、 方鐵+軛螺桿（與穿心螺桿配合）2、 粘帶綁扎（捆緊）強(qiáng)度考核，拉拉=P/2S700kg/Cm 式中P-拉帶總拉力 S-粘帶總橫截面積p=0.625g 粘帶綁扎道1道P=0.445g 粘帶綁扎道2道P=0.248g 粘帶綁扎道3道g=*L*Bp 單位面積夾緊力（1.0kg/Cm） L =2Mo+Bp Bp=(B大+B小)/2S=b* b-粘帶寬 -粘帶厚四、鐵軛整體夾緊1、 無孔綁扎，拉緊

23、螺桿夾緊結(jié)構(gòu)，適用于UN35KV，SN6300KVA， Do400MM，主要的配件有夾件、拉緊螺桿、旁螺桿、墊腳2、無孔綁扎，拉板夾緊結(jié)構(gòu)，適用于UN110KV, SN8000KVA, Do410MM, (Do340MM)。拉板代替拉螺桿，側(cè)梁代替夾緊螺桿，上梁代替上拉帶。隨著容量變大，電壓等級的增高，必須考慮拉螺桿與油箱壁距離是否足夠，所以采用拉板結(jié)構(gòu)；同時還存在著旁螺桿的強(qiáng)度問題，因此也用側(cè)梁代替。注意點(diǎn)：1、采用拉板結(jié)構(gòu)時，拉板與鐵心總尺寸不能超過鐵心外接圓，因此扇形高度要計算好。2、為防止漏磁通產(chǎn)生損耗，拉板材質(zhì)采用低導(dǎo)磁材料鋼板，最好是不導(dǎo)磁鋼板（拉板寬度大于200毫米時需開隔磁槽）

24、，在保證能承受器身重量和機(jī)械力的強(qiáng)度后，隔磁槽越多越好。3、拉板在線圈里面，還必須其絕緣。4、對于超重的產(chǎn)品，服板與拉板之間不能再用梢子連接。第八節(jié) 鐵心絕緣一 硅鋼片之間的絕緣1、 硅鋼片之間無絕緣，通磁通垂直截面積大，渦流損耗大，面積與損耗成正平方的關(guān)系。2、 片間絕緣膜過薄。3、 片間的絕緣膜過厚，鐵心之間會產(chǎn)生電位差，影響接地郊果。4、 硅鋼片絕緣膜厚度（兩邊厚度）3-4微米5、 硅鋼片涂漆。二鐵心片與夾緊之間的絕緣1、 夾件絕緣2、 拉板絕緣3、 墊腳絕緣4、 旁螺桿5、 側(cè)梁絕緣6、 上梁絕緣第九節(jié) 鐵心接地一目的：鐵心及金屬結(jié)構(gòu)件在繞組電場的作用下，具有不同電位，雖然與油箱的電位

25、差很小，但也會通過很小的距離產(chǎn)生斷續(xù)的放電，放電一方面造成變壓器油的分解，另一方面對變壓器的試驗(yàn)結(jié)果和變壓器運(yùn)行是否正常的判斷造成困難。二、鐵心必須一點(diǎn)接地帶有多余點(diǎn)接地時，等于通過接地片短路鐵心一樣，短接回路中有感應(yīng)環(huán)流，接地點(diǎn)越多，環(huán)流回路越多，環(huán)流越大，電流可能由接近于零，上升到十幾安培，造成鐵心局部過熱，可能將接地片燒壞。 三、具體的接地方法1、 既有拉緊螺桿，又有吊心螺桿2、 沒有拉緊螺桿，沒有吊心螺桿3、 只有拉緊螺桿，沒有吊心螺桿4、 拉板結(jié)構(gòu)，接地套管五、 接地片：1、接地片位置一般在第2級或第3級；2、中小型產(chǎn)品插入70mm，大型插入140mm；3、接地片材質(zhì)一般都用紫銅片，

26、厚0.3毫米左右，寬度20、 30、 40，外表粘錫，目的減小接觸電阻。接地原理是電容接地。五、串聯(lián)和并聯(lián)接地：對于大型變壓器而言。第十節(jié) 鐵心故障一空載性能-空載電流，空載損耗均大于設(shè)計值原因：1、接縫大 2鐵心夾的不緊 3鐵心夾的過緊 4.夾緊的絕緣件損壞 5空載電流大，空載損耗不大，主要接縫大引起（鬧空載）6、空載電流不大，空載損耗大（鬧鐵損），鐵心接縫處存在搭頭，鐵心截面積不足，片的邊緣毛刺大，片之間的絕緣表面有損壞。二鐵心局部過熱1.由三次諧波引起 2.由片間短路引起 3.由多點(diǎn)接地引起三鐵心多點(diǎn)接地1.鐵心邊緣翹起觸及夾件支板。2.下鐵軛階梯墊塊表面油污嚴(yán)重，存在油泥，將硅鋼片表面

27、短接。3.鐵心中存有金屬異物。四噪音1、 鐵心在交變的磁場中，由磁滯伸縮產(chǎn)生的噪音，為正常的噪音。2、 鐵心裝配制造質(zhì)量問題及工藝水平等因素造成的噪音，為不正常噪音。3、 降低噪音的后措施：1.硅鋼片的材質(zhì)2.磁密的高低，一般磁密上升0.1，噪音上升3分貝3.減振墊塊4.風(fēng)冷卻器5.鐵心夾緊程度6箱壁上加焊裝入沙子，起防振作用7隔音墻阻擋。第三章 繞組（繞組）第一節(jié) 對繞組的基本要求一電氣性能1、 大氣過電壓2、 操作過電壓，一般為額定電壓的1.5倍3、 暫態(tài)進(jìn)電壓4、 長期工作電壓，匝絕緣不應(yīng)有游離，局放電擊穿現(xiàn)象導(dǎo)線匝絕緣游離電壓值KV匝絕緣厚度MM 0.45 0.93 1.35 1.95

28、 2.95工藝過程真空干燥一般浸油 2 2.5 3真空干燥真空浸漆 3 4 5 6二、耐熱強(qiáng)度1、 長期工作的電流溫升-短路溫升2、 影響絕緣壽命的因素-溫度、濕度、電場、機(jī)械振動力、短路沖擊力、周圍的介質(zhì)、由溫度變化產(chǎn)生的熱膨脹力。3、 絕緣老化，機(jī)械強(qiáng)度減弱，電氣性能略微下降，表面為開裂，嚴(yán)重時呈粉沫狀。油浸A級絕緣： A=20*2 *(98-t/6) 年三機(jī)械強(qiáng)度1、 機(jī)械振動，短路力2、 繞組損壞的現(xiàn)象-1、機(jī)械振動力損壞，導(dǎo)線內(nèi)尖角毛刺，焊頭質(zhì)量不好 2.短路力損壞：由縱向漏磁產(chǎn)生的橫向力對繞組造成的損壞，由橫向漏磁產(chǎn)生的縱向力對繞組造成的損壞，同時由橫向力和縱向力引起的損壞。第二節(jié)

29、 繞組的縱向、極性一、繞向、導(dǎo)線纏繞的方向1、 左繞向：從繞組的端部觀察，導(dǎo)線沿著逆時針方向旋轉(zhuǎn)。（右起左繞向）2、 右繞向：從繞組的端部觀察，導(dǎo)線沿著順時針方向旋轉(zhuǎn)。（左起右繞向）實(shí)際判斷時是按換位來判斷繞向的。（對于糾結(jié)式線圈則正好相反，向左彎為右繞向，向右彎為左繞向）3、 極性（繞向決定了極性）二、換位（為了減少環(huán)流損耗）1、 前后段（或前后匝）過渡處彎折的“S”彎（指單根線）。當(dāng)導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)沿徑向2根以上時，改變其沿徑向的排列位置。2、 完全換位：通過換位使每根并聯(lián)導(dǎo)線的長度相等，直流電阻相同。使每根并聯(lián)導(dǎo)線所處的漏磁場位置相同或接近相同，感應(yīng)的漏電勢相等或接近相等。并聯(lián)導(dǎo)線間的循環(huán)電

30、流很小或沒有，即沒有環(huán)流損耗或很小。3、 不完全換位：通過換位使每根并聯(lián)導(dǎo)線的長度相等，直流電阻相同。使每根并聯(lián)導(dǎo)線所處的漏磁場位置不同，感應(yīng)的漏電勢不相等。并聯(lián)導(dǎo)線間有循環(huán)電流，即有環(huán)流損耗存在。4、 （1）對于低壓層式：標(biāo)準(zhǔn)換位（每層中部一次換位）（2）對于連續(xù)式、糾結(jié)式和內(nèi)屏蔽式：標(biāo)準(zhǔn)換位（每段過渡處）（3）螺旋式：A、單螺旋：標(biāo)準(zhǔn)換位；“212”或“121”換位；“424”或“242”換位。B、雙螺旋：均勻交叉換位。 C、四螺旋：均勻交叉換位。（將四螺旋看作是兩個雙螺旋） D、三螺旋：均勻換位（沒有交叉）。第三節(jié) 繞組的結(jié)構(gòu)繞組的結(jié)構(gòu)有層式和餅式兩種。一、層式繞組結(jié)構(gòu)（亦即圓筒式結(jié)構(gòu)）

31、：國內(nèi)用于Un35KV，低電壓、小容量變壓器。（實(shí)際上是高電壓、大容量的變壓器用層式結(jié)構(gòu)好，但當(dāng)時我國是沿用前蘇聯(lián)的技術(shù)，目前不能改變）1、 單層、雙層：適用于低壓線圈、紙包扁銅線（行業(yè)上習(xí)慣將線圈的繞向與第一層繞向視為相同，即線圈為左繞向則第一層也為左繞向，雖然沒有原則上的規(guī)定）。如果是多根導(dǎo)線并聯(lián)，需要在每層中部換位一次。2、 多層：用于Un35KV，漆包圓線（有時候也用紙包細(xì)扁線），高壓繞組。一般不需要換位（當(dāng)用細(xì)扁線2根以上并繞時則需要換位）。 分接線引出方式：（1）最外層沿著徑向引出；（2）最外層沿著軸向引出；（3）中間層沿著軸過引出。 油道設(shè)置：（1）放于5、6層之間，里面用紙筒和

32、撐條。（2）直接繞在紙筒上的，放于里向外1/3處，一般為3、4層之間。3、 多層+靜電屏蔽：Un=35KV4、 二段層式（分段層式）：Un=60KV5、 三段層式：Un=110KV6、 多段層式：7、 箔式線圈：用銅箔繞制，一層為一匝。A、 層式繞組結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：電氣性能好，生產(chǎn)效率高，繞制簡單。但機(jī)械強(qiáng)度差，散熱效果不好。B、 層式繞組采用的絕緣領(lǐng)件：（1） 酚醛紙筒，高壓層式，漆包線。作用：a、高低壓繞組之間的主絕緣（要注意有氣泡的和邊緣起層的不能用）。B、骨架支撐。（2） 油道撐條。其作用是層間絕緣、軸向冷卻油道（主要考慮散熱）。2KV以下的可用木板或竹片，但35KV及以上的必須用層壓紙板

33、條。一般油道尺寸是線圈高度的1%就夠了。（3） 層間絕緣。其作用是高壓層式繞組的層間絕緣，用普通電纜紙，電纜紙的厚度根據(jù)兩層之間的電位差而定。對于6層以上的線圈因軸向尺寸相對偏高，采用徑向分開的辦法。（4） 端絕緣：繞組端部主絕緣的一部分，用來填平繞組端部的螺旋面。A、粘條型：用于高壓層式繞組，漆包圓線或紙包細(xì)扁線。1、 直粘條型：用于圓線直徑1。5mm，扁線寬度1。5mm2、 斜粘套型：用于圓線直徑2。0mm，扁線寬度2。0mmB、紙板條型：用于高壓層式圓線繞制和低壓層式扁線繞制。C、紙筒型：由紙板筒切割而成，用于低壓層式繞制，紙包扁線繞制。（5） 靜電屏：增加繞組端部的抗沖擊能力，銅板的兩

34、面包多層絕緣。（6） 角環(huán)：二段層式繞組的段間絕緣處采用。角環(huán)的多層紙間縫隙應(yīng)完全錯開，這樣效果最好。二、餅式繞組結(jié)構(gòu)：連續(xù)式、糾結(jié)式、內(nèi)屏蔽式、螺旋式糾結(jié)式中又有糾結(jié)連續(xù)式和全糾結(jié)式兩種。1、連續(xù)式繞組結(jié)構(gòu) Sn750KVA，Un35KV，高壓、中壓、低壓繞組均適用。 線匝：每段的繞制匝數(shù)。 線段：有正段和反段，習(xí)慣上1、3、5、。為反段；2、4、6、。為正段。 線段數(shù)：一般為3080段（半連續(xù)式的可達(dá)到100段），并且為偶數(shù)線段。 采用半連續(xù)式的時候要注意：（1）電位梯度和油道尺寸要配合好，小油道放在電位差小的地方。（2）變成1。5mm小油道時，要注意散熱，計算溫升能否達(dá)到要求。（1）、如

35、果用作高壓繞組：導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)不超過3根，且匝絕緣較厚。高壓繞組屬于外繞組，有分接線，分接線沿徑向引出（原線引出），而且是整數(shù)匝線段，線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)在同一個撐條間隔內(nèi)。（2）、如果用作低壓繞組和中壓繞組：屬于內(nèi)繞組，采用分?jǐn)?shù)匝線段，線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)不在同一個撐條間隔內(nèi)。 、中壓繞組：內(nèi)繞組引出分接線，沿軸向用同皮引出?？刹捎脙?nèi)徑側(cè)引出或外徑側(cè)引出兩種。具體采用何種方式主要考慮兩點(diǎn)：哪一側(cè)電位差小就從哪一側(cè)引出；同時要考慮到機(jī)械強(qiáng)度性能。 A、外徑側(cè)引出：如果撐條間隔較大，那么最好將兩個分接引線在同一個間隔內(nèi)引出。 B、內(nèi)徑側(cè)引出：因?yàn)閺亩瞬块_始繞無法處理焊接好的銅皮，因此我們從中部開始繞制線圈

36、，繞向與原來相反。、低壓繞組：導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)一般都在3根以上，2根及2根以上為了保證線圈卷緊，必須采用鍥形墊繞制反段。換位均采用標(biāo)準(zhǔn)換位，每段之間：換位順序，底位：先換下，后換上，明位：先換上，后換下。3、 連續(xù)式繞組采用的絕緣1、 酚醛紙筒，作為繞組之間的主絕緣，并作骨架支撐。2、 撐條，起主絕緣作用，并形成軸向內(nèi)部冷卻油道。3、 墊塊，段間絕緣，徑向冷卻油道，傳遞承受繞組軸向壓緊力，層間油道不得小于3MM。4、 紙圈在半連續(xù)式線圈中代替墊塊的作用。5、 端圈，作為繞組端部絕緣的一部分，平衡繞組軸向壓緊力。4、 糾結(jié)式繞組的結(jié)構(gòu)作用：增大繞組的縱向電容，提高繞組的抗沖擊能力。匝間電容屬于縱向電

37、容，層間也有電容及段間的電容，線圈對鐵心、油箱等均為對地電容。電壓60、110的端部都采用糾結(jié)式，在短路的瞬間，線圈內(nèi)流過的電流值很小，大部分都通過縱向電容釋放。1）、普通糾結(jié)式a)、反段、正段均為雙數(shù)匝數(shù)糾結(jié)單元向外油道-一個糾結(jié)單元之間的油道向內(nèi)油道-二個糾結(jié)單元之間的油道內(nèi)油道承受的電位梯度為外油道的1.5倍，普通糾結(jié)方法，進(jìn)線方法上糾下連。b)、正段、反段均為單數(shù)匝糾結(jié)單元進(jìn)線方法，上連下糾c)、反段為雙數(shù)匝，正段為單數(shù)糾結(jié)單元d)、反段為單數(shù)匝，正段為雙數(shù)糾結(jié)單元2）、插花糾結(jié)式繞組結(jié)構(gòu)-二根線并繞四根并繞的繞制方法a)、二根線并繞-反段、正段均為雙數(shù)匝糾結(jié)單元，進(jìn)線方法1，3為糾，

38、2，4為連。b)、反段、正段均為單數(shù)匝糾結(jié)單元，進(jìn)線方法1，3為糾，2，4為連。C）、反段為雙數(shù)匝，正段為單數(shù)糾結(jié)單元3）、三根線并聯(lián)a)、反段，正段均為雙數(shù)匝糾結(jié)單元，進(jìn)線方法上數(shù)1，3，5為糾結(jié)單元，2，4，6為連線。b)、反段，正段均為單數(shù)匝糾結(jié)單元，進(jìn)線方法1，3，5為連，2，4，6為糾線。C)、反段為雙數(shù)匝，正段為單數(shù)匝糾結(jié)單元d)、反段為單數(shù)匝，正段為雙數(shù)匝糾結(jié)單元4)、部分糾結(jié)繞組a)、內(nèi)部部分糾結(jié)5）、四段糾結(jié)繞組6）、單餅糾結(jié)7）、二根線并聯(lián)，單根糾結(jié)（半插花糾結(jié)）5、 糾結(jié)單元的底位布置1）、改變底位的換位順序，將先換下，后換上改為先換上，后換下。a）、單根線并聯(lián)（兩根線并

39、繞）b）、二根線并聯(lián)（四根線并繞）六、 內(nèi)屏蔽式繞組結(jié)構(gòu)1、作用，增大繞組的縱向電容，提高繞組的抗沖擊能力。2、特點(diǎn)：1）、與糾結(jié)式結(jié)構(gòu)相比，減少大量的接頭。2）、繞組的縱向電容可以隨著屏蔽線插入線段內(nèi)匝數(shù)的多少和屏蔽線跨越段數(shù)多少改變進(jìn)行調(diào)節(jié)。3）、屏蔽線不允許暴露在工作線以外。4）、屏蔽線的匝數(shù)一般為45匝，并且分?jǐn)?shù)匝，其分?jǐn)?shù)匝為1/4-（N-2）/N。5）、屏蔽線匝數(shù)應(yīng)少于工作線匝數(shù)，（匝間屏蔽）屏蔽線可以與工作線匝數(shù)相同。（線間屏蔽）6）、屏蔽線外包絕緣比工作線匝絕緣厚，兩線之間的絕緣為4MM。3、 適用于60KV的變壓器，高壓繞組、中壓繞組、組合繞組、換位導(dǎo)線、大直徑、立式繞線機(jī)。七

40、、 螺旋式組的結(jié)構(gòu)-適用于10KV變壓器，主要用于低壓線圈。1、 單螺旋繞組的結(jié)構(gòu)1）、1匝=1段=1餅 單螺旋，匝數(shù)小于100，單半螺旋匝數(shù)小于140。2）、換位a、 一次標(biāo)準(zhǔn)換位，在繞數(shù)總匝數(shù)的1/2處進(jìn)行一次。（導(dǎo)線由上至下改變徑向排列位置）b、 “212”，”121”換位在確定線圈軸向高度時，線組匝數(shù)+換位次數(shù)+起末頭1匝c)、”424”242”換位，另線并聯(lián)根數(shù)為4的倍數(shù)。將導(dǎo)線分成4組，在1/4處組之間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)換位，組內(nèi)導(dǎo)線位置不變，在1/2處將導(dǎo)線分成2組，組內(nèi)導(dǎo)線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)換位，兩組導(dǎo)線位置不變，在3/4處進(jìn)行換位方法與1/4處相同，但換位順序相反。2、 雙螺旋繞組的結(jié)構(gòu)1匝=2

41、段=2餅，雙螺旋一般不超過50匝，單半螺旋一般不超過70匝。換位方法采用均勻交叉換位，認(rèn)為是完全換位，換位次數(shù)與導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)相同。3、 四螺旋繞組的結(jié)構(gòu)1匝=4段=4餅，四螺旋匝數(shù)小于25匝，半四螺旋匝數(shù)小于40匝。4、 三螺旋繞組結(jié)構(gòu)1匝=3段=3餅，總匝數(shù) 般在30匝，三半螺在4050匝。換位方法：導(dǎo)線并聯(lián)數(shù)為偶數(shù)時，換位次數(shù)與導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)相同。導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)為奇數(shù)時，換位次數(shù)為導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)的2倍。5、 多組螺旋-調(diào)壓繞圈并聯(lián)根數(shù)較多，但不是并聯(lián)使用，作為串，沒有環(huán)流，不需換位。6、 短螺旋-特變低壓繞組（交錯）第35 繞組絕緣縱絕緣、匝間絕緣、層間絕緣、段間絕緣、靜電板與線段之間的絕緣。一

42、、 匝絕緣導(dǎo)線兩邊絕緣厚總和，目前采用的材質(zhì)：漆、絲、紙。紙包匝絕緣工頻及全波沖擊最小擊穿電壓匝絕緣mm 0.45 0.95 1.35 1.95工頻最小擊穿電壓KV工藝過程a 9 16 21 29工藝過程b 12 21 29 37沖擊最小擊穿電壓KV工藝過程a 17 28 39 51工藝過程b 29 56 81 104注：工藝過程a-真空干燥，一般浸油，工藝過程b真空干燥，真空浸油。二、 層間絕緣由兩層之間的最大工作電壓確定，油道絕緣還應(yīng)滿足散熱層式繞組層間絕緣層間最大工作電壓850以下851-15001501-20002001-25002501-30003001-35003501-40004

4350000.12電纜紙 2 3 4 5 6 7 8 9 100.08電纜紙 3 4 6 7 8 9 10 11 12層式繞組層間油道寬度繞組高度mm(包括端絕緣)350及以下350-400401-450451-500501-550551-600601-650651-700700以上油道最小寬度 44.5 55.5 66.5 77.5 8最新采用-4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.0三、 段間絕緣，由沖擊波作用時間確定第36 繞組的過電壓保護(hù)一繞組振蕩，局部梯度陡主要是由起始與最終電位梯度，分布不一致造成，而起始與最終電位梯度不一致則由對地電容

44、的存在和縱向電容線性分布。 二保護(hù)措施1、 使用和線端相聯(lián)的附加電容向?qū)Φ仉娙萏峁╇姾?，使所有縱向電容上的電荷都相等或接近相等。2、 盡量增大縱向電容的數(shù)值，使對地電容電流的影響盡量減小。3、 從繞組首端起，按一定的比例關(guān)系式減小其縱向電容，使其繞組各節(jié)點(diǎn)間的電位差相等或接近相等。三具體的保護(hù)方法1、 靜電板（靜電板，電容環(huán)）2、 層式繞組3、 糾結(jié)式繞組4、 內(nèi)屏蔽式繞組5、 連續(xù)式與糾結(jié)式繞組縱向電容的比較a、 連續(xù)式繞組的縱向等值電容Cds=Cw/N+2*Cs/3b、 普通糾結(jié)式繞組的縱向等值電容 Cds=Cw*(N-4)/4+1.2Cs第37節(jié) 繞組結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容及原則一繞組結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)

45、容1、 根據(jù)電磁理論計算（計算單）總體布置圖，確定繞組的首端、末端、糾結(jié)連接、段間連接、分接線位置、特殊段和正常段的布置匝數(shù)、絕緣零部件的結(jié)構(gòu)尺寸，工程圖繪制以上內(nèi)容確定還應(yīng)滿足工藝要求。繞組繞制、組裝、起吊運(yùn)輸、真空干燥。二層式繞組的一般規(guī)定1、 匝數(shù)，電氣匝數(shù)總匝數(shù)、每層匝數(shù)、分接匝數(shù)、分接前匝數(shù)、分接后匝數(shù)2、 不滿匝層，帶油道式，放在冷卻油道的上層，如45為油道，6層為不滿匝層，最外層匝數(shù)為正常層匝數(shù)的95-98。3、 換位，每層中部換位一次。4、 油道位置，直接繞在撐條上，另一種直接繞在紙筒上，油道放在1/3徑向處。5、 靜電屏，繞組的首端，第一層里面。6、 繞向，第一層為左繞向。三

46、餅式繞組的一般規(guī)定1、 總原則（內(nèi)、外繞組）a、 匝數(shù)，實(shí)際匝數(shù)，匝數(shù)簡圖中的匝數(shù)為電氣匝數(shù)（分接時用）。b、 線段，正常段、特殊段（不滿匝線段） 特殊段：墊段數(shù)量越少越好，充分利用空間，一般特殊段總段數(shù)的20以下。特殊段位置：一般情況下設(shè)在繞組的首端，末端或分接線中部，特殊段的線圈的首端，尾端的墊段不能變，中部可以。C、 墊塊長度內(nèi)繞組，中部繞組L=(Dr-D1)/2+K-E式中：Dr-繞組外部緊靠繞組的紙筒內(nèi)徑D1-繞組內(nèi)徑K-墊塊鴿尾長E-裝配裕度Un60KV,E=11.5mm Un40KV,E=23.5mm外繞組：帶紙圈油道結(jié)構(gòu)繞組L=(D2-D1)/2+(47)+K式中：D2-紙圈外

47、徑 （4-7）-墊塊伸出紙圈長，（小容量取45mm，大容量取67mm）餅式繞組的一般規(guī)定不帶紙圈油道結(jié)構(gòu)的餅式繞組：連續(xù)式：L=B+b+K+(510)糾結(jié)式：L=B+b+K+(1014)式中：B-繞組輻向尺寸 b-一根絕緣導(dǎo)線的輻向尺寸（帶絕緣的導(dǎo)線厚度）2、 外繞組的一般規(guī)定1）、糾結(jié)式，三根線并聯(lián)，應(yīng)采用分?jǐn)?shù)匝，其分?jǐn)?shù)為N-3/N，n為撐條根數(shù)，二根線并聯(lián)（單根線并聯(lián)），糾結(jié)式或連續(xù)式繞組，除首末端外，其余線段均可為整數(shù)匝。2）、線段起始點(diǎn)確定（匝數(shù)確定）a、單根線-線圈的第一個換位為起始點(diǎn)b、兩根線-以第一個換位為基準(zhǔn)c、三根線-以中間一根為準(zhǔn)d、四根線并聯(lián)-以中間兩換位的第一個換位為準(zhǔn)3）、內(nèi)繞組的一般規(guī)定（不包括螺旋式）a、 分?jǐn)?shù)匝連續(xù)式n-1/n糾結(jié)式1、2根線并聯(lián)n-2/n糾結(jié)式3根線并聯(lián)n-3/n內(nèi)屏蔽式n-1/n或n-2/n起末段匝數(shù)規(guī)定起末段匝數(shù)（W段-1）+（n-x）/n（W段-1）-整數(shù)部分（n-x）/n-分?jǐn)?shù)部分W段-計算輻向尺寸的名義匝數(shù)n-撐條根數(shù)x-與導(dǎo)并繞根數(shù)有關(guān)內(nèi)、外繞組分?jǐn)?shù)匝起末段結(jié)構(gòu)連續(xù)段或糾結(jié)段 并繞根數(shù)12345 6 8 x對于內(nèi)繞組匝12345 6 8對于外繞組匝1（0）2（0）3（0）4（3）5（4）4）、螺旋式繞組的規(guī)定A換位，