變壓器中的線圈計算、結構形式研究

摘 要： 線圈是變壓器的重要組成，是變壓器的電路部分。探究變壓器的線圈計算、結構形式是非常重要的。

關鍵詞： 層式線圈 螺旋式線圈 連續式線圈

一、線圈結構確定

1.線圈的結構型式通常有如下幾種。（1）層式線圈。層式線圈的優點是卷制簡單，層間油道的散熱效率高，但是端部支撐穩定性差，線圈的軸向高度不易控制，線圈內部溫差有時較大。一般適用于小容量的低壓線圈，多層次式線圈適用于小容量的高壓線圈。（2）螺旋式線圈。這種線圈繞制簡單，但是當線圈匝數較多時則不宜采用。分為單螺旋、雙螺旋、四螺旋式等，適用于低壓、大電流的線圈或調壓線圈。（3）連續式線圈。這種線圈應用的范圍較大，機械強度高，繞制技術要求不高。其并繞導線根數及導線尺寸對繞制工藝影響較大。（4）糾結式線圈。糾結式線圈分為普通和插花糾結兩種，其導線并繞根數一般為并聯根數的兩倍，由于它增大了縱向電容，改善了沖擊分布，因而適用于高電壓的高電壓線圈。（5）糾結連續式線圈。這種線圈是由糾結線段和連續線段兩部分組成，即在線圈的首端幾個雙餅線段采用糾結結構，其余為連續式，它屬于部分補償的線圈結構。另外還采用部分糾結結構的線圈。（6）插入電容式線圈。這種結構的線圈是在線段中加入屏蔽線，以增加其縱向電容，改善沖擊分布，該屏蔽線不通過工作電流。縱向電容的大小系通過調整每個線段的屏蔽線匝和跨接段數來實現，通常在線圈首端采用插入電容結構，其余為連續式，兩者組合起來為插入電容連續式線圈。它適用于63～110kV級的線圈。

2.線圈高度和軸向尺寸的初步評估。當線圈匝數確定后，便可初步估計線圈的尺寸，線圈尺寸由段數、導線尺寸及縱絕緣所決定，應首先滿足抗電壓的要求，因為阻抗電壓的調整比較困難，此時，導線尺寸和段數的確定還不能滿足損耗、溫升和機械力等方面的要求。如果沒有類似產品的計算單位時，則可參考下述公式進行初步估算線圈的高度。隨著縱絕緣結構和損耗等的改變，下述的公式應予修正。下面僅介紹110kV級雙線組及三線組變壓器線圈高度的初步估算。

根據計算出的導線截面積和已確定的導線寬度便可按照標準導線截面表求出導線的并繞根數和導線的厚度。

2.層式線圈的導線尺寸的確定。層式線圈是沒有軸向油道的（分段式線圈除外），因而根據線圈的高度可初步確定電流密度，便可確定導線尺寸。

六、沿線圈軸向導線根數的確定

單螺旋式（有一次標準換位，兩次特殊換位）：n=匝數+4。式中：n——計算線圈軸向高度的導線根數。

雙螺旋式（采用交叉換位）：n=2倍匝數+2

四螺旋式（采用交叉換位）：n=4倍匝數+4.