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壳式变压器绕组

发布时间:2022-04-27   点击次数:36次

壳式变压器绕组的形状都是矩形的,它用多根并联导线的组合线在专用的机床上水平绕制成单饼或双饼型式,经过整型,然后将线饼按要求连接起来,并用专用的绝缘件将各个线饼间隔开。最后将高压、低压等线饼组装成相绕组。壳式变压器绕组和心式变压器绕组的各个绕组的排列方式和在绕组的放置方式上有很大的区别。其一,心式变压器中各个绕组是同心地套在铁心的心柱上,而壳式变压器中的一个相绕组中的各个绕组是交错排列的,所示。一般情况下,每个相绕组被交错排列成两个安匝组,当变压器容量很大时,则可以交错排列成更多的安匝组。其二,心式变压器绕组中的各个线饼是水平放置的,而壳式变压器绕组中的线饼是垂直放置的,如图 ! "#&所示。壳式变压器中各个绕组的线饼数都不多,但线饼中的匝数却很多,线饼的面积很大,所以绕组的串联电容很大,而并联电容却很小,因此,壳式变压器绕组中的冲击系数 (较小,约为 )’* +*之间。由于 !较小,起始分布接近线性,过渡过程中振荡小,因此,冲击电压分布比较均匀,绕组线饼间的梯度电压小。

9.混合式绕组在—个绕组匕,如果存在着两种或两种以上的不同的绕制型式的线饼,则把这种绕组称为混合式绕组。在生产实践中,制造厂已经采用了多种结构型式的混合式绕组,下面介绍主要的几种。

(1)纠结连续式绕组在纠结连续式绕组中,有部分线饼被绕制成纠结式,其余线饼则被绕制成连续式。这种结构往往110KV电压等级的变压器绕组上被采用。纠结式线饼的数目和绕组的容量有关,随着容量的增加,纠结式线饼数减小,一般在 + ,’-个线饼范围内选择。图 ! ".(是单根线纠结连续式结构线匝连接的剖面图。图中第 ’ ,+线饼是纠结式结构,其余为连续式结构。实际上纠结连续式绕组导线的并联根数可以是两根或三根,纠结式可以是“普通"的,也可以用“插花"的。应该根据实际情况进行选择,这里不再多加叙述。纠结连续式一般的结构特点是:

1)纠结式线饼中的线匝间电压是这个线饼所有线匝的匝电压的总和,而连续式线饼中线匝间电压等于匝电压,两者匝间电压相差 $ ,&倍(见图 ! ".()。因此,不同结构型式线饼中的导线匝绝缘应该具有不同的绝缘厚度。

2)由于两种不同的结构型式的线饼具有差别较大的纵向电容,当它们串联起来使用时,在雷电冲击电压的作用下,连接处的几个连续式线饼会出现较大的梯度(比前面纠结部分的梯度大,但比全连续式的梯度要小许多)。因此,在纠结部分结束后的几个连续式线饼之间的油道上,要安排较大的油道垫块,以适应较大梯度电压的作用。

(2)内屏蔽插入电容连续式绕组内屏蔽插入电容连续式绕组是由若干个内屏蔽插入电容式线饼和若干个连续式线饼串联成的变压器绕组。这种结构型式在电压等级为 ’’$()、&&$()、#$$()变压器绕组上使用,且不受变压器容量大小的限制,因此,应用范围很广。插入电容式可以采用两段屏、四段屏或者四段屏、两段屏一起采用。图 ! "#’是两段屏插入电容式线饼和连续式线饼组成的内屏蔽插人电容连续式绕组的部分线饼剖面图。

图 ! "#’中第 ’ *+线饼是插人电容式,其中前 ,饼插入 ,匝,后 ,饼插入 &匝。第 -*’&线饼是连续式,各个线饼的匝数均为 +,并联根数为 ’(实际上由于插入了屏蔽线匝,它在线饼的辐向上要占据一定的高度,为了保持各个线饼具有同样的辐向高度,要减少工作线匝的数目。此处只是为了示意,故把各个线饼的匝数都取成一样)。内屏蔽插人电容连续式绕组既有插入电容式结构的特点,又有连续式结构的特点。除此以外,还有其他特点:

1)由于插入电容式线饼所具有的纵向电容量随屏蔽匝数的减少而减少,因此,插入电容式线饼很容易作成其纵向电容量按阶梯状下降的布置形式,而连续式线饼的纵向电容量可以作为阶梯状电容量分布的较低一级,所以内屏蔽插入电容连续式绕组是一种具有比较理想的冲击电压分布的变压器绕组。

2)由于特点 1),插入电容连续式绕组不会出现纠结连续式绕组中纠结式线饼和连续式线饼连接处有较大梯度的问题。这样内屏蔽插入电容连续式绕组中的连续式线饼间的油道绝缘比较容易处理。

(3)其他多种结构混合式绕组 %除上述两种混合式绕组以外,还有一些其他型式混合式绕组。如插花纠结式线饼、普通纠结式线饼、插入电容式线饼和连续式线饼的串联成一个变压器绕组。当然作成这种型式的绕组工艺上很复杂,但它主要的目的是希望绕组在冲击电压的作用下,有非常理想的电压分布。另外,在某些大容量高电压变压器的高压绕组(如220KV级发电机用无载变压器的高压绕组),往往采用内屏蔽插入电容连续式绕组。在连续式线饼部位中,常常需要布置四个分接线段,由于分接线段匝数少(往往少于一个线饼的匝数),用连续式绕制会造成线饼中垫条过多,线饼机械强度很差的弊病。若一个分接占用一个线饼,则分接出线要从内径侧引出,这样困难更大。而采用纠结式,则很容易地解决上述的难题。在连续式线饼部位插入几个纠结式线饼,也就成为混合式绕组中的一种结构。

这种混合式绕组结构特点主要集中在四个纠结式线饼上,它们是:

1)图 % &’!四个线饼中 *+、,+、!+、%+、’+、-+是变压器分接引出线标号, *+和线饼中 )号线匝相连, ,+和线饼中 .、/号线匝相连, !+和线饼中 )*号线匝相连, %+和线饼中 )?号线匝相连, ’+和线饼中 !,、!’号线匝相连, -+和线饼中 %!号线匝相连。 )*号和 )?号线匝之间不允许连接。

2)四个纠结式线饼,虽然在绕制上和其他纠结式线饼没有两样,但在纠结单元之间和纠结单元中,纠结线的连接上是完全不一样的。它们都不需要在绕制的过程中进行连接,只要各自单独把线引出即可。

3)图四个线饼一般布置在靠近高压绕组 0、1、2端 !"3左右的位置上。作用在该部位上雷电冲击电压的电位和梯度的数值已经很小,所以在连续式线饼部位插入几个纠结式线饼,造成雷电冲击电压分布的变化不会给线饼的绝缘结构带来处理上的困难。不过纠结式线饼中线匝的匝绝缘应该考虑到匝间电压比连续式线饼线匝的匝电压高几倍的事实而妥善处理。

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