淺談S11系列變壓器繞組的種類及選擇

張海波，閆慶森，王 云

（國網(wǎng)山東省電力公司魚臺縣供電公司，山東 魚臺 272300）

淺談S11系列變壓器繞組的種類及選擇

張海波，閆慶森，王 云

（國網(wǎng)山東省電力公司魚臺縣供電公司，山東 魚臺 272300）

在整個供電系統(tǒng)占比最大的是配電變壓器，目前世界各國關(guān)注的焦點問題是降低變壓器的損耗和提高供配電的系統(tǒng)效率，因此改變配電變壓器的性能和降低電壓損耗指標，對提高系統(tǒng)可靠性和電力系統(tǒng)節(jié)能有重要的意義。低損耗配電變壓器可以將損耗得到很大程度的降低，使其電網(wǎng)電能的損失大幅下降，且成本相對低廉、體積小質(zhì)量輕，所以在電網(wǎng)改造過程中會有非常廣泛的應(yīng)用，本文主要從S11系列配電變壓器繞組的運行、結(jié)構(gòu)及選擇等方面進行全面的論述。

變壓器；S11系列；節(jié)能；繞組

1 變壓器繞組概述

電力系統(tǒng)中的變壓器電路主要分為繞組、高壓引線和低壓引線，其中繞組是變壓器電氣的主要組成部分，在變壓器變換和輸配電能中起到重要的作用。其導(dǎo)線需滿足以下要求：導(dǎo)電性能好、絕緣漆層有足夠的耐熱性，并且有一定的耐腐蝕能力。

變壓器繞組的注意事項

（1）電氣強度。變壓器通過長期運行，繞組的絕緣效果必須要承受雷電沖擊電壓、操作過電壓和暫態(tài)過電壓，內(nèi)部過電壓主要是由操作過電壓和暫態(tài)過電壓組成。（2）耐熱程度。繞組是否可以耐熱，主要可以通過以下兩個方面看出，第一是變壓器在運行狀態(tài)中，如果出現(xiàn)任意線路發(fā)生短路問題時，繞組可以承受此部分因短路電流而產(chǎn)生的熱作用并不會發(fā)生損壞；另一方面是在長期工作電流狀態(tài)下，繞組絕緣使用壽命高于35年。（3）機械強度。在電氣發(fā)生突然短路或正常運行時，電動力導(dǎo)致繞組損壞的情況時有發(fā)生，主要分為以下幾種情況：1）正常運行狀態(tài)下的由于電動力引起的損壞。2）突然短路時主要有橫向力引起的損壞

2 變壓器繞組的種類及選擇

2.1 層式繞組的構(gòu)成

層式繞組形狀如同筒狀，通過持續(xù)連續(xù)的燒制而成，下面主要介紹幾種常見的圓筒式套組的基本組成和使用范圍：

（1）單層圓筒式。單層圓筒式組機械采用較少的原因是由于存在穩(wěn)定性較差的缺點，我國常采用的填充系數(shù)高的單層圓筒式，是有載調(diào)壓變壓器的繞組繞制的，隨著有載調(diào)壓變壓器產(chǎn)量的增多，有載調(diào)壓變壓器的繞組繞制跟連數(shù)增多。

（2）雙層及多層圓筒式。雙層及四層圓筒式一般作用于400V的低壓繞組，雙層圓筒式繞組，結(jié)構(gòu)簡單且生產(chǎn)效率高，常用于35KV級及以下的中小型浸式變壓器，多層的繞組一般用于3KV及以上低壓或高壓繞組

（3）鋁箔圓筒式。鋁箔圓筒式類似于多層式，中間每層的層次絕緣主要是匝間絕緣，該繞組可以自動繞制，生產(chǎn)效率高于中小型變壓器和干式變壓器，且空間利用好。

2.2 層式繞組的結(jié)構(gòu)特點

層式繞組的優(yōu)點是繞制簡單，工藝性能良好，但是存在末端支撐穩(wěn)定性差的特點，多層式繞組由于層間電容量大，對地電容量小，加上電壓分布均勻，存在輕微震動情況，因此對雷電沖擊有很好的沖擊性能。但考慮到軸向穩(wěn)定性差的問題，該設(shè)備的使用受到很大的限制。

2.3 餅式繞組的基本結(jié)構(gòu)

幾種常用的餅式繞組的結(jié)構(gòu)如下：

餅式繞組的結(jié)構(gòu)主要分為連續(xù)式、內(nèi)屏蔽式、螺旋式、交錯式和8字式：

（1）連續(xù)式 。連續(xù)式繞組的線段多采用偶數(shù)或者4的倍數(shù)，段數(shù)多采用30多段或者100多段，每個線段的匝數(shù)，外繞組為整數(shù)，內(nèi)繞組為分數(shù)，通過采用這種繞組可以將繞組的線頭和偉頭同事在繞組外側(cè)顯露，更加便于使用

（2）內(nèi)屏蔽式。內(nèi)屏蔽式繞組是連續(xù)線段內(nèi)部插入增加縱向電容的屏線而成的，故又稱為插入電容式。其外觀極似糾結(jié)式。每段插入自由線段的匝數(shù)可以視需要自由改變。

（3）螺旋式。螺旋式繞組主要用于低電壓、大電流變壓器上，螺旋式主要通過多根導(dǎo)線纏繞而成的單層圓筒式繞組，通過匝間油道形成的線餅，因此也屬于餅式繞組。

2.4 餅式繞組的結(jié)構(gòu)特點

在我國采用較為廣泛且使用范圍較廣的為餅式繞組機械，該機械有散熱性能良好的特點，主要糾結(jié)式繞組和內(nèi)屏蔽式繞組的組合而成，在增加繞組縱向電容的同時，還可以改變和分布繞組的沖擊電壓，良好的沖擊性能。

3 繞組的材料

油浸式變壓器繞組用的導(dǎo)電材料主要是銅材和鋁材。由于鋁繞組變壓器存在機械強度差，負載損耗較大，對焊接質(zhì)量要求高等不利因素，因此目前國內(nèi)主要選用銅材料作為變壓器的導(dǎo)體材料。表2.1為銅和鋁導(dǎo)體的物理性能比較表。

表1 銅和鋁導(dǎo)體的物理性能比較

4 繞組絕緣

繞組絕緣主要是只匝間、層間、餅間絕緣和端圈、絕緣筒燈絕緣。前者構(gòu)成繞組縱絕緣，后者構(gòu)成繞組主絕緣。絕緣材料存在工作溫度高時會出現(xiàn)老化的問題，為防止出現(xiàn)類似情況而采用高耐熱等級的紙包銅樣式的導(dǎo)線來繞制。為滿足S11系列油浸式變壓器的要求采用芳香聚酞胺絕緣紙，聚酞胺絕緣紙具有電氣、機械性能好，耐潮濕和耐高溫的特性，完全可以滿足S11系列的要求。

［1］劉傳彝.電力變壓器設(shè)計計算方法與實踐［M］.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2002（09）.

［2］變壓器制造技術(shù)叢書編委會，魏春華，王顯文，王承志，冷晨.變壓器裝配工藝［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1998.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.023