变压器结构笔记

1、1变压器设计工艺主要内容概述：1 变压器原理2 变压器电磁理论设计3 变压器结构设计4 变压器制造工艺5 变压器试验6 变压器绝缘材料和附件7 变压器高电压技术变压器结构 -姜恒大第一章 概述第一节 变压器基本知识一、 变压器：借助于电磁感应原理来改变交流电流、交流电压，传递电能的一种静止电器。1、 电磁感应原理：动电生磁，动磁生电2、 通过改变绕组的匝数使电压由低升高或由高降低3、 传递能量：磁势平衡，一次侧的电流随着二次侧的电流的变化而改变二、 变压器的应用1、 电压等级必须是变压器与电机相匹配。2、 容量一般为： 电机 变压器 30万KVA 36万KVA 20万KVA 24万KVA 3、

2、 一般为1KV可输送1KM三、 变压器分类电力变压器和特种变压器（一） 电力变压器1、 按结构分（1） 按铁心结构分：壳式和心式（2） 按绕组数量分：双绕组、三绕组和多绕组2、 按相数分：单相和三相3、 按容量分：小于630KVA 小型800KVA6300KVA 中型8000KVA63000KVA 大型大于90000KVA 特型4、 按调压方式分：无励磁调压和有载调压5、 按绕组导线材质分：铜线和铝线6、 按变换电压方式分：降压变和升压变国家标准的终端电压为： 0.38 , 3 , 6 , 10 , 15(20) , 35 , 63 , 110 , 220 , 330 , 500而规定始端电压

3、在35KV前(不包括35KV)应比终端电压高5%,35KV后(包括35KV)应高10%,因此始端电压为: 0.4 , 3.15 , 6.3 , 10.5 , 15.75 , 38.5 , 69.3 , 121 , 242 , 363 , 550由此定义降压变和升压变： 变压器的额定电压与输变电线路上的终端电压相同的为降压变变压器的额定电压与输变电线路上的始端电压相同的为升压变7、 按冷却方式、冷却介质分（1） 冷却介质：油、空气、浇注（2） 冷却方式：ONAN：油浸自然冷却 ONAF：油浸风冷却 ONAS：油浸水冷却 ODAF：油浸导向冷却8、 按中性点的绝缘水平分： 全绝缘 额定电压小于等于

4、60KV 半绝缘 额定电压大于等于220KV 110KV有的是全绝缘，有的是半绝缘。第二节 技术数据一、 频率：设计频率为50HZ1、 空载电流（无功分量）与频率成反比，将50HZ的变压器用在60HZ的线路上，空载电流就减少。2、 空载损耗：与频率的-0.7次方成正比。3、 负载损耗：其中的30%（即附加损耗）与频率的平方成正比。 基本铜损（基本损耗）占70%，与频率无关。附加损耗占30%，由涡流、环流、引线和杂散损耗四部分组成。将50HZ的变压器用在60HZ的线路上，负载损耗将增加13.2%。4、 温升：频率增加温升也增加。5、 输出容量：随频率的增加而减低。总之，将50HZ的变压器用在60

5、HZ的线路上，会影响变压器的寿命。二、 额定电压（高压绕组电压）：与输变电线路电压相等，是指线电压和有效值。如各果是D接，线相相等；Y接，线是相的3倍。在确定线圈匝数时是以相电压为基准的。三、 额定电流：指绕组额定电流，也是指线电流、有效值。Y接，线相相等；D接，线是相的3倍。四、 额定容量（KVA，MVA）：1、 双绕组：变压器容量为绕组容量。2、 三绕组：变压器容量为最大绕组的容量。3、 变压器容量随着冷却方式的改变而变化。4、 容量影响变压器的结构和技术参数。（1） 变压器单位容量所消耗的有效材料随着容量的增加而减少。（2） 如果电磁负载不变，损耗与重量成正比。单位容量所产生的损耗随容量

6、的增加而减少。5、 容量必须与电压相匹配。高电压小容量，绝缘比例过大；电压低、容量大，电流过大，损耗也就大。五、 连接图与联结组：1、 接图是指同侧不同相的连接，联结组是指同相不同侧的连接方式。2、 相位关系：是两个绕组电压矢量间的夹角的大小，此夹角又称为相位移。一类是同侧绕组各相间的电压相位关系，另一类是一相中不同侧绕组的电压相位关系。3、 单相变压器，4、 三相变压器5、 高低压侧绕组接法相同可得到6个偶数联结组别。Yy-0 2 4 6 8 10高低压侧绕组接法不同，可得到6个奇数联结组别。六、 分接范围（调压范围）1、 主分接：额定电流、电压、额定容量的分接为主分接。2、 分接因数：某一

7、分接时的匝数与主分接的匝数之比，分接因数>1时为正分接，<1为负分接，等于1为主分接。3、 分接头均设在高压绕组引出。升压变，铁心内磁通不发生变化，恒磁通调压。降压变，铁心中磁通发生变化，变磁通调压。七、 空载电流、空载损耗1、 空载电流：二次侧开路，一次侧绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中流过的电流，I0-由两部分组成。Io-有功分量，Ioa补偿铁心中的损耗 Io -无功分量，Ior励磁，平衡铁心的磁压降。Io=（Ioa）2+（Ir）2 Io用In的百分数表示 io=(Io/In)*100%小变24，大变很小。2、 空载损耗-空载电流中有功分量Ioa所汲取的有功功率为空损。

8、想降低铁损最好的办法是使用好的硅钢片。铁损主要包括：磁滞损耗、涡流损耗、附加损耗。八、 阻抗电压、负载损耗1、 阻抗电压-二次绕阻短路，一次绕组中流过额定电流时，所施加的电压，用Uk表示，由两部分组成，Ux电抗电压百分数，电阻电压百分数。Uk=(Ux)2+(Ur)2, Ur=(Uk)/(Un)*% Ux/Ur=15为中小型 Ux/Ur>10为大型产品，Ur可忽略不计。2、 负载损耗-二次绕组短接，一次绕组中流通的额定电流所汲取的有功功率。用Pf或Pk表示。 Pf=基本损耗（铜损）+附加损耗，其中基本损耗占70%，附加损耗占30%，基本损耗由导线决定，无法减少，因此降负载损耗时主要考虑附加

9、损耗（包括涡流损耗、环流损耗、引线损耗和杂散损耗）。涡流损耗采用薄导线并绕来降低，二环流损耗采用换位来降低。但是采用多根并绕降低了涡流损耗时同时也相应地增加了环流损耗。九、 效率：变压器输入的有功功率与输出的有功功率之比。十、 温升：1、 空气冷却：被冷却部件与冷却空气的温度之差。2、 水冷却：被冷却部件与水冷却器人口处的水温之差。3、 环境温度：海拔1000米以下变压器各部件温升（K）顶层油55绕组65油箱80铁心使与之相邻的绝缘材料不致损伤 注意：（1）绕组温升65是这样来的，绝缘纸耐温98，最高温升与平均之差为13度，而平均室温是20度，因此得到98-13-20=65 （2）硅钢片（含漆

10、膜）的可耐温度为800度左右，因此对铁心的温升要求是使与之相邻的绝缘材料不致损伤。 （3）油箱温度如果大于80度，那么油温肯定过不了。第三节 结构简介一、 由里向外：铁心绕组绝缘引线油箱组件1、 由铁心、绕组、绝缘和引线组成器身2、 组件包括储油柜、压力释放阀、冷却器、散热器等。二、 对结构的要求1、 满足设计要求2、 满足工艺要求3、 选用合理、先进的通用结构。第二章 铁心第一节 概述一、 铁心的作用1、 构成变压器的磁路，传递电能的媒体。2、 器身的骨架和支撑。二、 结构：有心式和壳式两种，我国均用心式铁心第二节 硅钢片及其性能一、 硅钢片的特性：变压器不带电时，它不显磁性；变压器通电后，

11、会产 生一个附加磁场，加速磁通的流动，导磁性能好。1、 钢中加入硅主要目的是脱C和S，提高其导磁性能。2、 永久性磁铁的磁通或高或低不稳定，因此不能代替硅钢片。二、 钢片的分类：1、按含碳量分：0。8%1。8% 低硅钢18%2。8% 中硅钢28%3。8% 较高硅钢38%4。8% 高硅钢 我们主要用含硅量在4%左右的硅钢片，当含硅太高时，硅钢片变硬变脆，剪切困难。2、 轧制方式分：热轧片和冷轧片3、 取向分：有取向和无取向（变压器中主要采用有取向的）。 4、（1）热轧硅钢片，板料，磁饱和点1。6T，设计磁密1。45T，无方向性。 D410。35 D：电工钢带；4：含硅量；1：品质序号；0。35：

12、片厚 （2）冷轧硅钢片，卷料，磁饱和点1。9T，设计磁密1。75T，强方向性。 DQ14730 D：电工钢带；Q：有取向；147：单位损耗的100倍；30：片厚。注意：单位损耗的100倍即1。47W/Kg，应当在磁密1。7T，频率50HZ的基础上得到，换了其他情况单位损耗会不同。 DQ122G30 122：单位损耗的100倍，1。22W/Kg；G：高导磁 （3）日本硅钢片的型号 23ZH90 23：厚度的100倍；H：高导磁；90：单位损耗的100倍三、 冷轧硅钢片的结构：立方体晶格1、 沿立方体的棱边方向有三个，属于易磁化方向2、 沿立方体晶格表面对角线方向有六个，中等磁化方向3、 沿立方体

13、晶格对角线方向有四个，难磁化方向。四、 硅钢片的性能标志1、导磁性能 B10 B25 B50 B100 10，25，50，100是指单位长度上的安匝数，该值越大越好 2、损耗 P10/50 P15/50 P17/5010，15，17指磁密，50是指频率第三节 铁心截面（心柱截面）铁心截面有：多级圆形和多级椭圆形一、 优化设计原则：1、 铁重等于铜重；2、 铁价等于铜价；3、 轭重等于心柱重；4、 空栽损耗等于负栽损耗；5、 Ho/Mo=1。051。15（指铜线绕组而言）。二、 利用系数：心柱的几何面积与其所对应的外接圆面积之比。 铁心直径与利用系数表铁心直径利用系数铁心直径利用系数505508

14、2120145093600871501800946570089185290095750883003400968090090350550093950915601700091100115092 铁心直径与带吊板结构的扇形高度表铁心直径扇形高度3504501546057024580800328101400361410170045注意：1、铁心每级的片宽均为0或5结尾，2、 最小级片宽应大于或等于最大级片宽的1/3，主要是考虑到铁心的夹紧。三、 叠片系数：心柱的有效截面积与其所对应的几何截面积之比。1、 影响叠片系数的因素：（1） 硅钢片的厚度，0。35的比0。30的要好。（2） 硅钢片绝缘膜的厚度，

15、绝缘膜厚度越小越好。（3） 硅钢片平整度，越平越好。（4） 剪切毛刺，毛刺大叠片系数小，一般要小于2道。（5） 铁心的夹紧程度，夹得好则系数越大。 显然，前三个是跟材质有关，而后两个跟工艺有关。2、 根据有效截面积确定级数：一般1000以下级数不超过23级。（1） Do=70390，每2毫米为一档Do大于400，每10毫米为一档 （2）叠片系数与硅钢片厚度的关系片厚叠片系数02309450270950300960。965035097四、 心柱截面的确定 方法：1、作图法，2、理论计算法 ，3、计算机法。目前都用计算机通过多变量函数来求解。已知铁心直径Do，级数n，则： 任一级片宽A=2DoCo

16、s￥j 任一级级厚B=DoSin￥j-DoSin￥j-1 任一级截面F=AB 铁心柱总面积为：Fz=F1+F2+···+Fn 然后利用导数求得最大值，再通过辅助圆修正。（1） 作直线OA与x轴成夹角50度（或47度），交于圆上A点；（2） 作直线OB与x轴成夹角10度，交于圆上B点；（3） 在直线OA上截取线段Af（很短）；（4） 连接Bf；（5） 作直线Bf的垂直平分线，交于直线OA的反方向延长线于O/点；（6） 以O/B=O/f为半径画弧，该圆弧即为辅助圆圆弧。粘带绑扎结构的铁心的偏移尺寸f铁心直径（毫米）4104504606006108008101000F（

17、毫米）10172329若采用穿心螺杆夹紧：f=0。01Do钢丝绳捆紧后缠带： f=0。004Do夹板夹紧后缠带： f=O。006Do第四节 铁轭截面 铁轭截面有：多级圆形、多级椭圆形、梯形、矩形和D形一、 多级圆形（采用得最多）1、 级数：截面均与心柱相同；2、 特点：（1）磁通分布均匀，空载损耗和空载电流小 （2）噪音小；（3）省料；（4）铁心整体高；（5）夹紧度差；（6）硅钢片剪切时费工时。其中前三个为优点，后三个为缺点。二、 多级椭圆形：适用于心柱截面为多级椭圆形或三相三柱旁轭式（三相五柱）铁心。三、 梯形、矩形1. 梯形2. 矩形四、“D”形轭五、铁轭截面确定，根据心柱和轭之间的的关系

18、确定单相变压器1、 单相双柱式2、 单相单柱旁轭式3、 单相双柱旁轭式4、 单相三柱旁轭式三相变压器1、 三相三柱式2、 三相三柱旁轭式第五节 铁心油道一 作用-降低铁心内部的温升，保证铁心温升不超80度。二 油道的布置位置一个油道-铁心的最大级中间二个油道-铁心的最大级两侧三个油以上，根据温升计算来确定三 材料的粘贴方法1、 热轧片表面焊6钢棍2、 冷轧片粘贴层压纸板条3、 硅钢片冲槽四、 油道种类，横向油道、纵向油道铁心心柱与级数和油道铁心直径80-9095-120125-195200-225230-240245-265270-390400-560570-690700-780780以上级数

19、56789101112131415以上油道数 1 2 33以上第六节 铁心的叠积一直接缝-适用于热轧片剪切简单，无废料，机械强度好。二半直半斜-适用于冷轧片三、全斜接缝-适用冷轧片1、 标准斜接缝（尖角接缝）-适用中小型产品2、 台阶斜接缝。四、其它接缝：1、 6/8 5/8 4/7 5/7接缝 2、变角接缝（相交接缝）30/60 35/55 42/48度3、多级接缝-4级、6级、直接缝、斜接缝空载损耗：标么值 1 0.60.75空载电流：标么值 1 0.30.45五、 铁心各接缝的结构形式图1.三相三柱式标准全斜接缝不断轭片铁心叠积图，适用Do200，SN500KVA，废料占4.21。2.三

20、相三柱式台阶全斜缝不断轭铁心叠积图，适用于小型产品，SN630KVA ，台阶尺寸5 MM，料占4.5。3.三相三柱式台阶接缝断轭片叠积图，适用于大型产品，台阶宽为15.25，废料占4。4.三相三柱旁轭式（三相五柱式）全斜缝铁心叠积图。第七节 铁心夹紧一夹紧要求1.铁心被反复激磁情况下，无不正常噪音。2.夹紧力应均匀，避免铁心边缘尖角翘起过大，造成绕组套装困难，而划伤绕组匝绝缘。3铁心由水平位置起吊至垂直位置不能发生变形。4铁心拆除上轭以后，心柱不能发生倾斜。5铁心整体夹紧保证足够的刚度和强度。二心柱夹紧1.Do230MM,Ho400MM,不需要单独夹紧。2.Do230MM，Ho600MM在心柱

21、与绕组之间打入绝缘撑条。3.Do230MM，心柱需要夹紧。A:穿心螺杆 B:粘带绑扎强度公式：=(PLD/2b拉)*KP:-单位面积夹紧力0.7kg-1.2kg/CmL:-粘带绑扎中心距，一般为15MMD:-铁心柱直径CMb:-粘带宽度CM拉:-粘带绑扎800kg/CmK:-工艺系数（0.8）铁心直径与粘带厚度 Do直径 拉力h上 h下 图次 230 1.0 60 5080 A235-245 1.0 60 5080 B250450 1.5 80 70100 B 460-500 1.5 80 70100 B510-550 2.0 100 80110 B560-700 3.0 100 80110

22、B710-850 4.0 110 90130 C860-1000 5.0 110 90130 C1010-1250 7.0 120 100140 C1260 8.0 120 100-140 C三、铁轭夹紧1、 方铁+轭螺杆（与穿心螺杆配合）2、 粘带绑扎（捆紧）强度考核，拉拉=P/2S700kg/Cm 式中P-拉带总拉力 S-粘带总横截面积p=0.625g 粘带绑扎道1道P=0.445g 粘带绑扎道2道P=0.248g 粘带绑扎道3道g=*L*Bp 单位面积夹紧力（1.0kg/Cm） L =2Mo+Bp Bp=(B大+B小)/2S=b* b-粘带宽 -粘带厚四、铁轭整体夹紧1、 无孔绑扎，拉紧

23、螺杆夹紧结构，适用于UN35KV，SN6300KVA， Do400MM，主要的配件有夹件、拉紧螺杆、旁螺杆、垫脚2、无孔绑扎，拉板夹紧结构，适用于UN110KV, SN8000KVA, Do410MM, (Do340MM)。拉板代替拉螺杆，侧梁代替夹紧螺杆，上梁代替上拉带。随着容量变大，电压等级的增高，必须考虑拉螺杆与油箱壁距离是否足够，所以采用拉板结构；同时还存在着旁螺杆的强度问题，因此也用侧梁代替。注意点：1、采用拉板结构时，拉板与铁心总尺寸不能超过铁心外接圆，因此扇形高度要计算好。2、为防止漏磁通产生损耗，拉板材质采用低导磁材料钢板，最好是不导磁钢板（拉板宽度大于200毫米时需开隔磁槽）

24、，在保证能承受器身重量和机械力的强度后，隔磁槽越多越好。3、拉板在线圈里面，还必须其绝缘。4、对于超重的产品，服板与拉板之间不能再用梢子连接。第八节 铁心绝缘一 硅钢片之间的绝缘1、 硅钢片之间无绝缘，通磁通垂直截面积大，涡流损耗大，面积与损耗成正平方的关系。2、 片间绝缘膜过薄。3、 片间的绝缘膜过厚，铁心之间会产生电位差，影响接地郊果。4、 硅钢片绝缘膜厚度（两边厚度）3-4微米5、 硅钢片涂漆。二铁心片与夹紧之间的绝缘1、 夹件绝缘2、 拉板绝缘3、 垫脚绝缘4、 旁螺杆5、 侧梁绝缘6、 上梁绝缘第九节 铁心接地一目的：铁心及金属结构件在绕组电场的作用下，具有不同电位，虽然与油箱的电位

25、差很小，但也会通过很小的距离产生断续的放电，放电一方面造成变压器油的分解，另一方面对变压器的试验结果和变压器运行是否正常的判断造成困难。二、铁心必须一点接地带有多余点接地时，等于通过接地片短路铁心一样，短接回路中有感应环流，接地点越多，环流回路越多，环流越大，电流可能由接近于零，上升到十几安培，造成铁心局部过热，可能将接地片烧坏。 三、具体的接地方法1、 既有拉紧螺杆，又有吊心螺杆2、 没有拉紧螺杆，没有吊心螺杆3、 只有拉紧螺杆，没有吊心螺杆4、 拉板结构，接地套管五、 接地片：1、接地片位置一般在第2级或第3级；2、中小型产品插入70mm，大型插入140mm；3、接地片材质一般都用紫铜片，

26、厚0.3毫米左右，宽度20、 30、 40，外表粘锡，目的减小接触电阻。接地原理是电容接地。五、串联和并联接地：对于大型变压器而言。第十节 铁心故障一空载性能-空载电流，空载损耗均大于设计值原因：1、接缝大 2铁心夹的不紧 3铁心夹的过紧 4.夹紧的绝缘件损坏 5空载电流大，空载损耗不大，主要接缝大引起（闹空载）6、空载电流不大，空载损耗大（闹铁损），铁心接缝处存在搭头，铁心截面积不足，片的边缘毛刺大，片之间的绝缘表面有损坏。二铁心局部过热1.由三次谐波引起 2.由片间短路引起 3.由多点接地引起三铁心多点接地1.铁心边缘翘起触及夹件支板。2.下铁轭阶梯垫块表面油污严重，存在油泥，将硅钢片表面

27、短接。3.铁心中存有金属异物。四噪音1、 铁心在交变的磁场中，由磁滞伸缩产生的噪音，为正常的噪音。2、 铁心装配制造质量问题及工艺水平等因素造成的噪音，为不正常噪音。3、 降低噪音的后措施：1.硅钢片的材质2.磁密的高低，一般磁密上升0.1，噪音上升3分贝3.减振垫块4.风冷却器5.铁心夹紧程度6箱壁上加焊装入沙子，起防振作用7隔音墙阻挡。第三章 绕组（绕组）第一节 对绕组的基本要求一电气性能1、 大气过电压2、 操作过电压，一般为额定电压的1.5倍3、 暂态进电压4、 长期工作电压，匝绝缘不应有游离，局放电击穿现象导线匝绝缘游离电压值KV匝绝缘厚度MM 0.45 0.93 1.35 1.95

28、 2.95工艺过程真空干燥一般浸油 2 2.5 3真空干燥真空浸漆 3 4 5 6二、耐热强度1、 长期工作的电流温升-短路温升2、 影响绝缘寿命的因素-温度、湿度、电场、机械振动力、短路冲击力、周围的介质、由温度变化产生的热膨胀力。3、 绝缘老化，机械强度减弱，电气性能略微下降，表面为开裂，严重时呈粉沫状。油浸A级绝缘： A=20*2 *(98-t/6) 年三机械强度1、 机械振动，短路力2、 绕组损坏的现象-1、机械振动力损坏，导线内尖角毛刺，焊头质量不好 2.短路力损坏：由纵向漏磁产生的横向力对绕组造成的损坏，由横向漏磁产生的纵向力对绕组造成的损坏，同时由横向力和纵向力引起的损坏。第二节

29、 绕组的纵向、极性一、绕向、导线缠绕的方向1、 左绕向：从绕组的端部观察，导线沿着逆时针方向旋转。（右起左绕向）2、 右绕向：从绕组的端部观察，导线沿着顺时针方向旋转。（左起右绕向）实际判断时是按换位来判断绕向的。（对于纠结式线圈则正好相反，向左弯为右绕向，向右弯为左绕向）3、 极性（绕向决定了极性）二、换位（为了减少环流损耗）1、 前后段（或前后匝）过渡处弯折的“S”弯（指单根线）。当导线并联根数沿径向2根以上时，改变其沿径向的排列位置。2、 完全换位：通过换位使每根并联导线的长度相等，直流电阻相同。使每根并联导线所处的漏磁场位置相同或接近相同，感应的漏电势相等或接近相等。并联导线间的循环电

30、流很小或没有，即没有环流损耗或很小。3、 不完全换位：通过换位使每根并联导线的长度相等，直流电阻相同。使每根并联导线所处的漏磁场位置不同，感应的漏电势不相等。并联导线间有循环电流，即有环流损耗存在。4、 （1）对于低压层式：标准换位（每层中部一次换位）（2）对于连续式、纠结式和内屏蔽式：标准换位（每段过渡处）（3）螺旋式：A、单螺旋：标准换位；“212”或“121”换位；“424”或“242”换位。B、双螺旋：均匀交叉换位。 C、四螺旋：均匀交叉换位。（将四螺旋看作是两个双螺旋） D、三螺旋：均匀换位（没有交叉）。第三节 绕组的结构绕组的结构有层式和饼式两种。一、层式绕组结构（亦即圆筒式结构）

31、：国内用于Un35KV，低电压、小容量变压器。（实际上是高电压、大容量的变压器用层式结构好，但当时我国是沿用前苏联的技术，目前不能改变）1、 单层、双层：适用于低压线圈、纸包扁铜线（行业上习惯将线圈的绕向与第一层绕向视为相同，即线圈为左绕向则第一层也为左绕向，虽然没有原则上的规定）。如果是多根导线并联，需要在每层中部换位一次。2、 多层：用于Un35KV，漆包圆线（有时候也用纸包细扁线），高压绕组。一般不需要换位（当用细扁线2根以上并绕时则需要换位）。 分接线引出方式：（1）最外层沿着径向引出；（2）最外层沿着轴向引出；（3）中间层沿着轴过引出。 油道设置：（1）放于5、6层之间，里面用纸筒和

32、撑条。（2）直接绕在纸筒上的，放于里向外1/3处，一般为3、4层之间。3、 多层+静电屏蔽：Un=35KV4、 二段层式（分段层式）：Un=60KV5、 三段层式：Un=110KV6、 多段层式：7、 箔式线圈：用铜箔绕制，一层为一匝。A、 层式绕组结构的特点：电气性能好，生产效率高，绕制简单。但机械强度差，散热效果不好。B、 层式绕组采用的绝缘领件：（1） 酚醛纸筒，高压层式，漆包线。作用：a、高低压绕组之间的主绝缘（要注意有气泡的和边缘起层的不能用）。B、骨架支撑。（2） 油道撑条。其作用是层间绝缘、轴向冷却油道（主要考虑散热）。2KV以下的可用木板或竹片，但35KV及以上的必须用层压纸板

33、条。一般油道尺寸是线圈高度的1%就够了。（3） 层间绝缘。其作用是高压层式绕组的层间绝缘，用普通电缆纸，电缆纸的厚度根据两层之间的电位差而定。对于6层以上的线圈因轴向尺寸相对偏高，采用径向分开的办法。（4） 端绝缘：绕组端部主绝缘的一部分，用来填平绕组端部的螺旋面。A、粘条型：用于高压层式绕组，漆包圆线或纸包细扁线。1、 直粘条型：用于圆线直径1。5mm，扁线宽度1。5mm2、 斜粘套型：用于圆线直径2。0mm，扁线宽度2。0mmB、纸板条型：用于高压层式圆线绕制和低压层式扁线绕制。C、纸筒型：由纸板筒切割而成，用于低压层式绕制，纸包扁线绕制。（5） 静电屏：增加绕组端部的抗冲击能力，铜板的两

34、面包多层绝缘。（6） 角环：二段层式绕组的段间绝缘处采用。角环的多层纸间缝隙应完全错开，这样效果最好。二、饼式绕组结构：连续式、纠结式、内屏蔽式、螺旋式纠结式中又有纠结连续式和全纠结式两种。1、连续式绕组结构 Sn750KVA，Un35KV，高压、中压、低压绕组均适用。 线匝：每段的绕制匝数。 线段：有正段和反段，习惯上1、3、5、。为反段；2、4、6、。为正段。 线段数：一般为3080段（半连续式的可达到100段），并且为偶数线段。 采用半连续式的时候要注意：（1）电位梯度和油道尺寸要配合好，小油道放在电位差小的地方。（2）变成1。5mm小油道时，要注意散热，计算温升能否达到要求。（1）、如

35、果用作高压绕组：导线并联根数不超过3根，且匝绝缘较厚。高压绕组属于外绕组，有分接线，分接线沿径向引出（原线引出），而且是整数匝线段，线段的起点和终点在同一个撑条间隔内。（2）、如果用作低压绕组和中压绕组：属于内绕组，采用分数匝线段，线段的起点和终点不在同一个撑条间隔内。 、中压绕组：内绕组引出分接线，沿轴向用同皮引出。可采用内径侧引出或外径侧引出两种。具体采用何种方式主要考虑两点：哪一侧电位差小就从哪一侧引出；同时要考虑到机械强度性能。 A、外径侧引出：如果撑条间隔较大，那么最好将两个分接引线在同一个间隔内引出。 B、内径侧引出：因为从端部开始绕无法处理焊接好的铜皮，因此我们从中部开始绕制线圈

36、，绕向与原来相反。、低压绕组：导线并联根数一般都在3根以上，2根及2根以上为了保证线圈卷紧，必须采用锲形垫绕制反段。换位均采用标准换位，每段之间：换位顺序，底位：先换下，后换上，明位：先换上，后换下。3、 连续式绕组采用的绝缘1、 酚醛纸筒，作为绕组之间的主绝缘，并作骨架支撑。2、 撑条，起主绝缘作用，并形成轴向内部冷却油道。3、 垫块，段间绝缘，径向冷却油道，传递承受绕组轴向压紧力，层间油道不得小于3MM。4、 纸圈在半连续式线圈中代替垫块的作用。5、 端圈，作为绕组端部绝缘的一部分，平衡绕组轴向压紧力。4、 纠结式绕组的结构作用：增大绕组的纵向电容，提高绕组的抗冲击能力。匝间电容属于纵向电

37、容，层间也有电容及段间的电容，线圈对铁心、油箱等均为对地电容。电压60、110的端部都采用纠结式，在短路的瞬间，线圈内流过的电流值很小，大部分都通过纵向电容释放。1）、普通纠结式a)、反段、正段均为双数匝数纠结单元向外油道-一个纠结单元之间的油道向内油道-二个纠结单元之间的油道内油道承受的电位梯度为外油道的1.5倍，普通纠结方法，进线方法上纠下连。b)、正段、反段均为单数匝纠结单元进线方法，上连下纠c)、反段为双数匝，正段为单数纠结单元d)、反段为单数匝，正段为双数纠结单元2）、插花纠结式绕组结构-二根线并绕四根并绕的绕制方法a)、二根线并绕-反段、正段均为双数匝纠结单元，进线方法1，3为纠，

38、2，4为连。b)、反段、正段均为单数匝纠结单元，进线方法1，3为纠，2，4为连。C）、反段为双数匝，正段为单数纠结单元3）、三根线并联a)、反段，正段均为双数匝纠结单元，进线方法上数1，3，5为纠结单元，2，4，6为连线。b)、反段，正段均为单数匝纠结单元，进线方法1，3，5为连，2，4，6为纠线。C)、反段为双数匝，正段为单数匝纠结单元d)、反段为单数匝，正段为双数匝纠结单元4)、部分纠结绕组a)、内部部分纠结5）、四段纠结绕组6）、单饼纠结7）、二根线并联，单根纠结（半插花纠结）5、 纠结单元的底位布置1）、改变底位的换位顺序，将先换下，后换上改为先换上，后换下。a）、单根线并联（两根线并

39、绕）b）、二根线并联（四根线并绕）六、 内屏蔽式绕组结构1、作用，增大绕组的纵向电容，提高绕组的抗冲击能力。2、特点：1）、与纠结式结构相比，减少大量的接头。2）、绕组的纵向电容可以随着屏蔽线插入线段内匝数的多少和屏蔽线跨越段数多少改变进行调节。3）、屏蔽线不允许暴露在工作线以外。4）、屏蔽线的匝数一般为45匝，并且分数匝，其分数匝为1/4-（N-2）/N。5）、屏蔽线匝数应少于工作线匝数，（匝间屏蔽）屏蔽线可以与工作线匝数相同。（线间屏蔽）6）、屏蔽线外包绝缘比工作线匝绝缘厚，两线之间的绝缘为4MM。3、 适用于60KV的变压器，高压绕组、中压绕组、组合绕组、换位导线、大直径、立式绕线机。七

40、、 螺旋式组的结构-适用于10KV变压器，主要用于低压线圈。1、 单螺旋绕组的结构1）、1匝=1段=1饼 单螺旋，匝数小于100，单半螺旋匝数小于140。2）、换位a、 一次标准换位，在绕数总匝数的1/2处进行一次。（导线由上至下改变径向排列位置）b、 “212”，”121”换位在确定线圈轴向高度时，线组匝数+换位次数+起末头1匝c)、”424”242”换位，另线并联根数为4的倍数。将导线分成4组，在1/4处组之间进行标准换位，组内导线位置不变，在1/2处将导线分成2组，组内导线进行标准换位，两组导线位置不变，在3/4处进行换位方法与1/4处相同，但换位顺序相反。2、 双螺旋绕组的结构1匝=2

41、段=2饼，双螺旋一般不超过50匝，单半螺旋一般不超过70匝。换位方法采用均匀交叉换位，认为是完全换位，换位次数与导线并联根数相同。3、 四螺旋绕组的结构1匝=4段=4饼，四螺旋匝数小于25匝，半四螺旋匝数小于40匝。4、 三螺旋绕组结构1匝=3段=3饼，总匝数 般在30匝，三半螺在4050匝。换位方法：导线并联数为偶数时，换位次数与导线并联根数相同。导线并联根数为奇数时，换位次数为导线并联根数的2倍。5、 多组螺旋-调压绕圈并联根数较多，但不是并联使用，作为串，没有环流，不需换位。6、 短螺旋-特变低压绕组（交错）第35 绕组绝缘纵绝缘、匝间绝缘、层间绝缘、段间绝缘、静电板与线段之间的绝缘。一

42、、 匝绝缘导线两边绝缘厚总和，目前采用的材质：漆、丝、纸。纸包匝绝缘工频及全波冲击最小击穿电压匝绝缘mm 0.45 0.95 1.35 1.95工频最小击穿电压KV工艺过程a 9 16 21 29工艺过程b 12 21 29 37冲击最小击穿电压KV工艺过程a 17 28 39 51工艺过程b 29 56 81 104注：工艺过程a-真空干燥，一般浸油，工艺过程b真空干燥，真空浸油。二、 层间绝缘由两层之间的最大工作电压确定，油道绝缘还应满足散热层式绕组层间绝缘层间最大工作电压850以下851-15001501-20002001-25002501-30003001-35003501-40004

4350000.12电缆纸 2 3 4 5 6 7 8 9 100.08电缆纸 3 4 6 7 8 9 10 11 12层式绕组层间油道宽度绕组高度mm(包括端绝缘)350及以下350-400401-450451-500501-550551-600601-650651-700700以上油道最小宽度 44.5 55.5 66.5 77.5 8最新采用-4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.0三、 段间绝缘，由冲击波作用时间确定第36 绕组的过电压保护一绕组振荡，局部梯度陡主要是由起始与最终电位梯度，分布不一致造成，而起始与最终电位梯度不一致则由对地电容

44、的存在和纵向电容线性分布。 二保护措施1、 使用和线端相联的附加电容向对地电容提供电荷，使所有纵向电容上的电荷都相等或接近相等。2、 尽量增大纵向电容的数值，使对地电容电流的影响尽量减小。3、 从绕组首端起，按一定的比例关系式减小其纵向电容，使其绕组各节点间的电位差相等或接近相等。三具体的保护方法1、 静电板（静电板，电容环）2、 层式绕组3、 纠结式绕组4、 内屏蔽式绕组5、 连续式与纠结式绕组纵向电容的比较a、 连续式绕组的纵向等值电容Cds=Cw/N+2*Cs/3b、 普通纠结式绕组的纵向等值电容 Cds=Cw*(N-4)/4+1.2Cs第37节 绕组结构设计的内容及原则一绕组结构设计内

45、容1、 根据电磁理论计算（计算单）总体布置图，确定绕组的首端、末端、纠结连接、段间连接、分接线位置、特殊段和正常段的布置匝数、绝缘零部件的结构尺寸，工程图绘制以上内容确定还应满足工艺要求。绕组绕制、组装、起吊运输、真空干燥。二层式绕组的一般规定1、 匝数，电气匝数总匝数、每层匝数、分接匝数、分接前匝数、分接后匝数2、 不满匝层，带油道式，放在冷却油道的上层，如45为油道，6层为不满匝层，最外层匝数为正常层匝数的95-98。3、 换位，每层中部换位一次。4、 油道位置，直接绕在撑条上，另一种直接绕在纸筒上，油道放在1/3径向处。5、 静电屏，绕组的首端，第一层里面。6、 绕向，第一层为左绕向。三

46、饼式绕组的一般规定1、 总原则（内、外绕组）a、 匝数，实际匝数，匝数简图中的匝数为电气匝数（分接时用）。b、 线段，正常段、特殊段（不满匝线段） 特殊段：垫段数量越少越好，充分利用空间，一般特殊段总段数的20以下。特殊段位置：一般情况下设在绕组的首端，末端或分接线中部，特殊段的线圈的首端，尾端的垫段不能变，中部可以。C、 垫块长度内绕组，中部绕组L=(Dr-D1)/2+K-E式中：Dr-绕组外部紧靠绕组的纸筒内径D1-绕组内径K-垫块鸽尾长E-装配裕度Un60KV,E=11.5mm Un40KV,E=23.5mm外绕组：带纸圈油道结构绕组L=(D2-D1)/2+(47)+K式中：D2-纸圈外

47、径 （4-7）-垫块伸出纸圈长，（小容量取45mm，大容量取67mm）饼式绕组的一般规定不带纸圈油道结构的饼式绕组：连续式：L=B+b+K+(510)纠结式：L=B+b+K+(1014)式中：B-绕组辐向尺寸 b-一根绝缘导线的辐向尺寸（带绝缘的导线厚度）2、 外绕组的一般规定1）、纠结式，三根线并联，应采用分数匝，其分数为N-3/N，n为撑条根数，二根线并联（单根线并联），纠结式或连续式绕组，除首末端外，其余线段均可为整数匝。2）、线段起始点确定（匝数确定）a、单根线-线圈的第一个换位为起始点b、两根线-以第一个换位为基准c、三根线-以中间一根为准d、四根线并联-以中间两换位的第一个换位为准3）、内绕组的一般规定（不包括螺旋式）a、 分数匝连续式n-1/n纠结式1、2根线并联n-2/n纠结式3根线并联n-3/n内屏蔽式n-1/n或n-2/n起末段匝数规定起末段匝数（W段-1）+（n-x）/n（W段-1）-整数部分（n-x）/n-分数部分W段-计算辐向尺寸的名义匝数n-撑条根数x-与导并绕根数有关内、外绕组分数匝起末段结构连续段或纠结段 并绕根数12345 6 8 x对于内绕组匝12345 6 8对于外绕组匝1（0）2（0）3（0）4（3）5（4）4）、螺旋式绕组的规定A换位，