淺談輻向雙分裂與軸向雙分裂變壓器結構設計特點

張曄 田猛

：文章主要針對輻向雙分裂與軸向雙分裂變壓器結構設計特點進行概述，詳細介紹了輻向與軸向雙分裂變壓器的結構以及工藝特點，為變壓器設計提供一定的理論參考。

在變壓器設計制造過程中為了實現一臺產品產生多路電源并聯或獨立對負載供電，分裂變壓器便應運而生。它能將多臺變壓器合成一臺產品，實現相等或者是不等的電壓輸出，彼此之間構成獨立的回路，確保各路電壓能夠獨立運作，實現雙低壓，實現雙分裂的目的。文章在探究過程中，主要針對輻向雙分裂與軸向雙分裂的結構特點進行分析，以選擇科學的結構方式進行設計。

電力系統在運作過程中，為了實現兩基一變的發電目標，會使用低壓雙分裂變壓器。低壓雙分裂變壓器也會使用在整流等特殊用途中，在進行變壓器產品設計過程中，要考慮到不同的分裂方式，通常有輻向雙分裂或者是軸向雙分裂，對于輻向雙分裂來說，在使用過程中它具有不同的分裂結構，而軸向雙分裂使用的都是高低壓軸向分裂的方式。在進行雙分裂變壓器探究過程中需要對分裂變壓器的阻抗進行定義，大致有分裂阻抗、穿越阻抗、半穿越阻抗、以及分裂系數四個參數。對于分裂阻抗來說，主要是為了反映兩個低壓繞組之間出現的短路阻抗。對于穿越阻抗來說，它主要是指兩個低壓繞組并聯對高壓繞組運行時出現的短路阻抗。半穿越阻抗，它是兩個低壓繞組之間的一個開路，另外一個低壓繞組和高壓繞組運行形成的短路阻抗。而分裂系數是分裂阻抗和全穿越阻抗的比值。

2.1 輻向雙分裂結構

（1）低—高—低輻向雙分裂結構

在輻向雙分裂結構探究過程中，最常使用的有兩種結構，主要是低—高—低，低—低—高兩種方式。在低—高—低輻向雙分裂方式分析時，要考慮到不同的分裂方式，阻抗值是不同的，這時需要對實際的技術參數進行探究，進而才能對輻向雙分裂結構進行設計，在進行輻向雙分裂結構設計過程中，主要將高壓繞組分布在兩路低壓繞組之間，這時可以通過半穿越阻抗值進行分析，調節高低壓之間主空道的大小，對數值進行調整，將半穿越阻抗設計成等同的。在進行低壓之間主空道分析時，需要考慮到分裂阻抗的實際情況，在設計過程中，阻抗實際數值較大，這時會在低壓間產生耦合，出現斷路嚴重影響低壓線路的運行，引發線路故障。

（2） 低—低—高輻向雙分裂結構

在低—低—高輻向雙分裂結構探究過程中，必須要滿足半穿越阻抗相等的要求，將電路分為兩個部分的電壓，實現兩路低壓的相互嵌套，在低壓繞制工藝探究時，需要使用低壓箔繞產品。主要是有在低—低—高輻向雙分裂結構模型。它能直接的將兩路低壓繞制呈雙螺旋結構，將其組成一個共同的低壓線圈，這種簡單的分裂使用是低壓繞制的操作，低壓回路的要求并不高電壓也較低，這成為低壓運作的主要產品，在低—低—高輻向雙分裂結構分裂阻抗值分析時，如果該結構的分裂數值較小，會出現低壓磁耦合強的現象，兩路低壓之間產生的影響較大，在設計過程中必須要考慮到分裂阻抗以及實際的運作。除此之外，需要對雙分裂結構上的制造尺寸進行控制，如果兩路低壓的半穿越阻抗無法一致，會誘發半穿越阻抗制造誤差較大，這時需要根據產品的實際情況進行調整。

2.2軸向雙分裂結構

在對軸向上并列結構分析時，需要考慮到低壓繞組電壓等級和低壓繞組的結構，最常見的是軸向雙分裂結構產品。該結構被廣泛使用在整流變壓器產品中，這種結構分裂的阻抗在設計過程中較大，兩路會出現高低壓相互獨立的現象，保證各個系統正常運作。如果各個高壓線圈和低壓線圈的內外徑或者是高度基本相同，可以使用雙繞組變壓器由于它的基本參數一致，在使用過程中半穿越阻抗數值也是相同的，能對軸向雙分裂結構產生的偏差進行嚴格的把控。

3.1 輻向雙分裂工藝特點

在輻向雙分裂工藝特點探究過程中，需要考慮到繞組結構。最常見的繞組結構是輻向雙并列結構，它和常規產品設計是相同的。如果使用的是高壓繞組的方式，會使得高壓線圈的繞制效率增高;如果使用是輻向雙分裂結構，會誘發低壓繞組產生斷裂。低壓繞組在運作過程中，不可避免會出現各種各樣的問題。除此之外，輻向雙分裂裝置還需要具備引線結構。輻向雙分裂結構，使用的都是高壓繞組，主要是為了方便引線連接。如果分接引線的數目，減少一半，會使分裂效率更高。

3.2軸向雙分裂工藝特點

在軸向雙分裂工藝特點探究時，第一，需要對繞組結構進行分析，軸向雙分裂的結構在總體上和輻向雙分裂相比結構相對較為復雜，而且都是使用低壓軸向分裂。在低壓電壓較高時容易出現部位中斷，這時需要對低壓線圈中部的中段位置進行科學設計，有效避免中部高壓之間發生擊穿現象，產生不必要的局部干擾。大多數情況會由于高低壓發生分裂，高壓線圈的繞制匝數會增加。增加線圈工藝的目的是為了提高線圈的數目，需要對裝備工時進行分析。如果容量過小，制造成本會大大增高。第二，在進行引線結構探究時，如果使用的是高壓線圈分裂，會使得分接引線遠遠超過常規，是常規引線的兩倍，引線較多，使得變壓器結構自身的布線也就復雜，占用大部分的空間，無疑中會大大增加造價。

通常情況下，在針對以上兩種雙分裂工藝特點探究過程中，發現兩種雙分裂結構在設計時，上、下端絕緣距離有著不同的差異。也就意味著，不同輻相位置，漏磁分布規律是不同的，可能會出現制造偏差。變壓器在運作過程中，尤其是在滿負荷運作狀態下產生的低壓容量，不可能對半分配。輻向雙分裂必須使用高壓端出線結構，將低壓繞組排布在最外層，解決局放難以控制的問題。由于軸向分裂變壓器在運作過程中，高壓繞組電流分布不均勻，會出現安匝不平衡現象，引發短路。進而發現：輻向雙分裂，它的能力要遠遠高于軸向分裂。

綜上所述，在輻向雙分裂結構和軸向雙分裂結構選取過程中，要考慮到分裂阻抗以及運作的基本需求，以實際產品運作為主，在產品制造上可以使用輻向雙分裂結構。在使用過程中半穿越阻抗的制造偏差較小，如果產品對半穿越阻抗制造的偏差要求較高，可以優先考慮軸向雙分裂結構。通過對上文分析，希望能為變壓器設計提供一定的理論幫助。

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