变压器绕组方式的分类

变压器绕组方式的分类 变压器绕组有同心式和交叠式两种形式。 我国生产的电力变压器，基本上只有一种结构型式，即芯式变压器，所以绕组都采用同心式结构。所谓同心绕组，就是在铁芯柱的任一横断面上，绕组都是以同一圆筒形线套在铁芯柱的外面。 一般情况下总是将低压绕组放在里面靠近铁芯处，将高压绕组放在外面。高压绕组与低压绕组之间，以及低压绕组与铁芯柱之间都必须留有一定的绝缘间隙和散热通道(油道)，并用绝缘纸板筒隔开。 绝缘距离的大小，决定于绕组的电压等级和散热通道所需要的间隙。 当低压绕组放在里面靠近铁芯柱时，因它和铁芯柱之间所需的绝缘距离比较小，所以绕组的尺寸就可以减小，整个变压器的外形尺寸也同时减小了。 同心式绕组有下列几种形式：
(a)单层圆筒 (b)双层圆筒 1、圆筒形绕组 它是一个圆筒形螺旋体，其线匝是用扁线彼此紧靠着绕成的，如左图所示。圆筒形绕组可以绕成单层；也可以绕成双层。通常总是尽量避免用单层圆筒，而是绕成双层圆筒。因为绕成单层时，导线受到弹性变形的影响，线圈容易松开，使端部线匝彼此靠得不够紧；而绕成双层后，松开的倾向就小得多了。当电流较大时，也采用每一线匝由数根导线沿轴向并联起来绕成，但并联导线数通常不多于4～5根。圆筒形绕组与冷却介质的接触面积最大，因此冷却条件较好，但其机械强度较弱，一般适用于小容量的变压器低压绕组。 (a)外形 (b)纵剖面导线排列 2、螺旋形绕组 容量稍大些的变压器的低压绕组匝数很少(20～30匝以下)，但电流却很大，所以要求线匝的横截面很大，因此要用很多根导线(6根或更多)并联起来绕。在圆筒形绕组里是不能用很多根导线并联起来绕的，因为这些导线要在同一层里一根靠着一根排列着绕，结果使线匝的螺距太大，这样的线圈很不稳定，且高度没有很好地利用，所以在并联导线很多时仍采用圆筒形绕组是不合适的，于是就出现了螺旋形绕组，如图所示。它是沿径向一根压着一根地叠起来绕。各个螺旋不是像圆筒形绕组那样彼此紧靠着，而是中间留有一个空沟道。 螺旋形绕组并联导线更多时，可把导线分成两组，这样就成了双层螺旋了。在温升和绝缘条件允许时，螺旋形绕组可以采用正常宽度的油道和小油道交错地绕线的结构，小油道的宽度约为正常油道宽度的一半左右(约为1．5～2mm)，所以称为半螺旋，绕组为单螺旋时称单半螺旋；绕组为双螺旋时称双半螺旋。这种半螺旋绕组的空间利用率比较高，在大、中型变压器中都广泛地应用着。
1-裸导线
2-导线外包纸绝缘
3-换位导线纸包绝缘 3、换位导线绕成的绕组 为了进一步把采用不完全换位的螺旋式绕组的附加损耗降至最低的程度，使用了换位导线。所谓换位导线，就是将多股分散的并绕导线，在绕线圈之前，先按一定的规律，360°连续地进行换位，最后从外表看，被编织成为单根较粗的，包有绝缘纸的导线。如图所示。 换位导线，大部分被采用在大容量变压器的中、低压绕组内。应用时，把它当作一根导线来绕，例如被绕成圆筒形绕组，绕制过程中不需要再进行换位。 组成换位导线的扁线的股数必须为奇数，当换位导线的高度A≥12mm时，两列扁线的中间必须衬垫一层0．12mm的电缆纸。换位导线在绕制线圈过程中，导线中间不允许有接头存在，因此，换位导线的长度必须大于整个线圈所需长度3～5m。 换位导线绕成的线圈，其最小的内径受到一定的限制，线圈的最小内径应符合下式
Dmin>=n*节距/丌
式中：Dmin=线圈的最小内径；
n=参加换位的导线根数。 因为丌Dmin是线圈绕一匝的圆周长度，n*节距为参加换位的全部导线换一次位所需要的长度。即在一个线匝的长度内，所有参加换位的导线至少要换位一次。这就限制了线圈的内径不能小于某一数值。
(a)外形 (b)纵剖面导线排列 4、连续式绕组 连续式绕组没有焊接头，只能用扁线绕制。 导线的匝间排列如图所示，是经过特殊的绕制工艺绕成的，从一个线饼到另一个线饼，其接头是交替地在线圈的内侧和外侧，但都用绕制线圈的导线自然连接，所以没有任何焊接头，这是连续式绕组的主要优点。 如果导线截面较大，可用几根导线并联绕，一般不超过4根，边绕边进行换位。