第4章变压器设计-33资料.doc.doc

116第四章 变压器的设计与计算第四章 变压器的设计与计算本章主要讲述干式电力变压器的设计原理我国制造的干式电力变压器,按制造工艺分主要有浸渍空气绝缘环氧树脂浇注绝缘两类浸渍空气绝缘 浸渍式干变的绕组型式与绕制工艺基本上与油浸式变压器绕组相同,区别在于绕组的导线绝缘绝缘结构材料不同 例如对于B级绝缘干式电力变压器,选用B级(耐热等级为130)的QZ-2/130聚脂漆包圆铜线SBEB/130双玻璃丝包铜扁线;对于F级绝缘干式电力变压器,选用F级的SBEB/155双玻璃丝包铜扁线,SBEQB/155双玻璃丝包漆包扁铜线,SBMB/155双玻璃丝包薄膜包扁铜线等,对于H级绝缘干式电力变压器,选用H级的QZY-2/180厚漆膜聚脂亚胺漆包扁铜线及采用Nomex纸(美国杜邦公司生产的芳香族聚酰胺纸H纸)包导线导线在绕线机上绕制成绕组后,浸渍以相应耐热等级的浸渍漆,经烘焙后构成绕组图41 干式变压器的结构图环氧树脂浇注绝缘 环氧树脂浇注绝缘干式变压器是20世纪60年代发展起来的新产品此种变压器的电气性能良好,防潮耐污超铭牌额定值运行能力强由于采用金属模具浇注绕组,因此其表面光滑,制造误差小其高压绕组为分段箔式绕组,低压绕组也采用箔式绕组绕组在真空状态下浇注后,加热固化成型4.1 干式电力变压器的标准干式电力变压器的标准是干式变压器设计的唯一依据,也是产品性能参数即质量要求的规范通常标准中规定了使用条件定额冷却方式和温升绝缘水平试验和技术要求等内容我国已发布并实施了GB64501986干式电力变压器该标准等效采用国际标准IEC726(1982)干式电力变压器本标准中引用了GB1094.1.21996电力变压器,GB1094.3.51995电力变压器中的有关条款对于干式电力变压器变压性能参数等发布并实施了GB/T 102281997干式电力变压器技术参数和要求,该标准规定了非包封,即浸渍式绕组的三相干式电力变压器(表4-1表4-2)和包封,即环氧树脂浇注绝缘绕组(表4-3)的三相干式电力变压器技术参数的要求试验方法及检测规则35kV包封绕组的无励磁调压配电变压器技术参数如表4-6表4-1 10kV级浸渍空气绝缘绕组的无励磁调压配电变压器额定容量(kVA)电压组合联结组标号空载损耗(W)不同的绝缘耐热等级下的负荷损耗(W)空载电流(%)短路阻抗(%)高压(kV)高压分接范围(%)低压(kV)组组B(100)F(120)H(145)组组3066.36.61010.51150.4Yyn0或Dyn112803107608109803.23.54503603901100117014902.83.0804604901590168021502.62.81005105401850195025502.42.61256006302150228030502.22.41607007402500265036502.22.42008208602950313046802.02.225095010003450365055002.02.2315110012004100434066001.82.0400130014004950525078001.82.0500150016506000636093501.82.06301750190080858550115001.61.880021202350970010300136001.61.861000248027501160012300157001.41.61250298033301390014730184001.41.61600342038001670017700213001.41.62000415046002000021200250001.21.42500500055402450026000291001.21.4表4-2 10kV级浸渍空气绝缘绕组的有载调压配电变压器额定容量(kVA)电压组合联结组标号空载损耗(W)不同的绝缘耐热等级下的负荷损耗(W)空载电流(%)短路阻抗(%)高压(kV)高压分接范围(%)低压(kV)B(100)F(120)H(145)31566.36.61010.51142.50.4Yyn0或Dyn1112704790507076802.2440015005780612090802.2500173068907290107002.0630210083008750127002.0630203094009970134002.0680024601130012000158001.8100029701350014300183001.8125036101650017500218001.6160041501990021000253001.6200050302380025200297001.4250060602910030900342001.4 表4-3 10kV级环氧树脂浇注绝缘绕组的无励磁调压配电变压器额定容量(kVA)电压组合联结组标号空载损耗(W)不同的绝缘耐热等级下的负荷损耗(W)空载电流(%)短路阻抗(%)高压(kV)高压分接范围(%)低压(kV)组组B(100)F(120)H(145)组组3066.36.61010.51150.4Yyn0或Dyn112402707808308903.23.54503403701100117012602.83.0804605001520162017402.62.81005005901740185019902.42.81255906902040217023302.22.51606808202350250026802.22.52007809302790297031802.02.225090011003050324034802.02.2315110013003840408043801.82.0400122015904410469050301.82.0500145018505400574061501.82.0630168021006500691074001.61.8630162020006600701075201.61.86800190023007700818087701.61.810002210265090009560103001.41.61250261032801070011400122001.41.61600306037501300013800148001.41.62000415047001600017000183001.21.42500500057001900020200217001.21.4注:1.组1数据为过度标准,使用截止于本标准实现之日起两年; 2.所列的负荷损耗为括号内参考温度(见GB64501986中5.1)下的值表4-4 10kV级环氧树脂浇注绝缘绕组的有载调压配电变压器额定容量(kVA)电压组合联结组标号空载损耗(W)不同的绝缘耐热等级下的负荷损耗(W)空载电流(%)短路阻抗(%)高压(kV)高压分接范围低压(kV)B(100)F(120)H(145)3156.666.61010.51142.5 %0.4Yyn0或Dyn1112104000425045602.2440013504700499053602.250016005700606064902.063018406800722077502.063017806940737079102.0680020908200871093401.810002440970010300111001.8125028701160012400133001.6160033701370014600156001.6200046001680017900192001.4250055002000021300228001.4表4-5 不同耐热等级绕组绝缘的温升限值与参考温度部位绝缘材料最高允许温度()平均温升限值(参考)K()绕组(用电阻法测量温升)105(A级)60(80)120(E级)75(95)130(B级)80(100)155(F级)100(120)180(H级)125(145)220(C级)150(170)温升限值 不同耐热等级的干式变压器绕组及其绝缘,在正常海拔高度,外部冷却空气温度不超过规定环境温度时,具有一定的绝缘老化寿命的条件下,绕组温升允许的最热点温度,如表4-5第二栏所示表4-6 35kV级环氧树脂浇注绝缘绕组的有载调压配电变压器额定容量(kVA)电压组合联结组标号空载损耗(W)不同的绝缘耐热等级下的负荷损耗(W)空载电流(%)短路阻抗(%)高压(kV)高压分接范围(%)低压(kV)B(100)F(120)H(145)31535;38.55或22.50.4Yyn0或Dyn1114504620490052402.0640017005950630067502.050020007300775083202.063023008500903096801.880027001000010700114001.8100030001150012300131001.8125035001400014900160001.6160040001700018100194001.6200047002000021300228001.4250055002400025500274001.44.2 变压器的电压电流的计算变压器的额定数据如下: (VA,KVA)额定容量,它也是变压器的视在功率,由于变压器效率高,设计规定一次侧二次侧额定容量相等UIL:一次侧线电压(V);UIP:一次侧相电压(V);对于星形接绕组, ;对于三角形接绕组, ;U1LN, U1PN分别表示,的额定值;:二次侧绕电压(V);:二次侧相电压(V);对于星形接绕组;对于三角形接绕组;,分别表示,的额定值并且规定二次侧额定电压是当变压器一次侧外加额定电压时,二次侧的空载电压对于三相变压器,额定电压指线电压:一次侧线电流; :表示其额定值;:二次侧线电流; :表示其额定值对于三相变压器 (4-1) (4-2)图42 单相二柱式铁心4.3 铁心的结构型式变压器的铁心是变压器的磁路和变压器内部骨架作为磁路,它将变压器一次绕组的电能,借助于铁心中的主磁通作为媒介,转化为二次绕组的电能传输给用电设备因此,铁心由磁导率很高的晶粒取向冷轧硅钢片叠压而成现代电力变压器硅钢片的厚度(0.27mm-0.35mm)很薄,因而其中的涡流损耗很小铁心作为变压器的内部骨架,其夹紧是通过铁心的夹紧装置将硅钢片成为机械结构上的整体,并在其上套有绕组,支持着引线,并安装变压器所有部件变压器铁心为框形闭合结构,其中套有绕组的称为铁心柱,不套绕组只起闭合磁路作用的称为铁轭铁心柱与铁轭均在一个平面内,称为平面式铁心 我国生产的干式电力变压器中均采用心式铁心,即绕组包围了铁心柱的结构型式 按干式电力变压器的相数可分为单相铁心及三相铁心1） 全斜结构的单相二柱式铁心如图4-2所示 铁心片以搭接方式叠积,两柱均套有绕组,绕组可以串并联结结构简单而紧凑图43 三相三柱式铁心2） 全斜不断轭结构的三相三柱式铁心如图4-3所示铁心片以搭接方式叠积,三柱均套有绕组,每个心柱上的绕组为一相,它是三相变压器最广泛应用的结构4.4 铁心直径的估算变压器的铁心直径按下式估算 (4-3)式中,Sr:每柱容量(kVA)D:铁心直径 (mm),经验系数见表4-7表4-7 经验系数K 铝绕组冷轧片铜绕组冷轧片两绕组或三绕组50-5555-60对于三相双绕组变压器;对于单相双绕组变压器,经验公式推导如下:对于三相双绕组变压器每柱容量为 (kVA) (4-4)其电抗压降(见4.16节推导)为: 得到 每柱容量 (4-5) (4-6) (4-7)式中,铁心柱截面积AZ1以表示截面系数KC=铁心几何面积AZ1相应的圆形截面积将式(4-6)(4-7)代入式(4-5) (4-8)由于Ux对于同一电压等级基本是常数,都变化不大,对于同一系列变压器,也变化不大,因此经验系数K值可按表4-7选取变压器铁心柱截面一般设计成多级矩形截面,其轮廓线是一个圆,第1级矩形为b1 ,只有一个;第2级矩形为b2,只有2个;第3级矩形为b3,有2个例4-1 如图4-4所示,S7-630kVA/10kV,变压器的铁心采用全斜不断轭结构,其截面及叠片外型尺寸如图4-4所示:b1=190,=64;b2=180,=(88-64)/2=12;b3=163,=(120-88)/2=16,其轮廓线为一个圆,直径D=200mm图4-4 S7-630/10变压器铁心的结构和几何尺寸(单位:mm)(W=940,L=1105,D=200)a主结构及外形尺寸 b心柱结构尺寸图45根据铁心直径D叠压系数Kdp;查表可得铁心有效截面积角重(kg)见表4-84.5 磁密匝电势高低压绕组匝数预取磁密 (1.31.7T,容量小取较小值) (4-9)将取为整数W2,则得到低压绕组匝数,而实际磁密 (4-10)匝电势 (4-11)高压绕组匝数 (4-12)4.6 铁心重量及空载损耗M0表示铁心的中心距(mm);H0 表示铁心的窗高(mm); H表示铁轭高(mm);AZ 表示铁心柱净截面积cm24.7 铁心重量 心柱重量 ; (4-13)铁轭重 ; (4-14)角重 ; (4-15)角重可以直接从表4-8 查出;铁心重 (4-16)表4-84.8 铁耗计算 Bm(H) 铁心柱磁通密度,据铁磁材料损耗曲线查得; Bm(e) 铁轭磁通密度,据铁磁材料损耗曲线查得;则空载损耗 (4-17)式中,铁耗工艺系数 P0应小于或等于标准值(或设计值)表4-9 铁磁材料损耗曲线磁通密度(T)DQ151-35DQ137G-35DQ147-30DQ133-30DQ122G-30.接缝磁化容量(VA/cm2)单位铁损(W/kg)磁化容量(VA/kg)单位铁损(W/kg)磁化容量(VA/kg)单位铁损(W/kg)磁化容量(VA/kg)单位铁损(W/kg)磁化容量(VA/kg)单位铁损(W/kg)磁化容量(VA/kg)1.410.8550.9500.8350.9040.7730.9620.7430.9210.7410.8431.421.420.8700.9700.8450.9180.7860.9860.7560.9420.7520.8571.481.430.8850.9900.8550.9320.8001.0020.7690.9640.7640.8721.541.440.9011.0100.8650.9460.8141.0300.7830.9860.7760.8881.601.450.9171.0300.8750.9600.8291.0580.7971.0000.7880.9051.661.460.9331.0520.8860.9760.8441.0880.8111.0240.8000.9221.721.470.9491.0740.8970.9920.8601.1180.8251.0500.8120.9401.791.480.9661.0960.9081.0080.8761.1500.8401.0760.8240.9591.861.490.9831.1180.9191.0240.8931.1840.8551.1030.8370.9791.931.51.0001.1400.9301.0400.9101.2300.8701.1300.8501.0002.001.511.0181.170.9421.060.9281.270.8861.160.8631.022.071.521.0361.200.9541.080.94613.10.9021.200.8761.042.141.531.0541.230.9671.100.9641.360.9181.240.8891.062.211.541.0721.270.9801.120.9831.420.9351.280.9031.082.281.551.0901.310.9941.141.0121.480.9521.330.9171.102.351.561.1091.361.0081.171.3011.550.9691.380.9311.132.421.571.1281.411.0231.201.0501.630.9861.440.9451.162.501.581.1471.471.0381.231.0701.711.0041.500.9601.192.581.591.1661.531.0541.261.0901.801.0221.570.9751.222.661.61.1851.601.0701.291.1001.901.0401.650.9801.252.741.611.2051.680.0871.321.1212.001.0591.740.9951.282.831.621.2251.771.1041.351.1422.121.0781.841.0111.312.921.631.2461.871.1221.381.1642.261.0981.951.0271.343.011.641.2671.971.1411.421.1862.401.1182.061.0431.383.101.651.2882.081.1611.471.2092.561.1392.201.0601.423.191.661.3102.201.1811.521.2322.761.1602.401.0771.473.281.671.3322.351.2021.571.2563.001.1822.601.0941.523.381.681.3542.531.2241.631.2803.251.2042.801.1121.583.491.691.3772.731.2471.691.3053.501.2273.001.1311.643.601.71.4002.951.2701.761.3303.801.2503.301.1501.703.711.711.4243.201.2941.841.3564.251.2743.701.1701.773.831.721.4493.501.3191.931.3824.751.2984.101.1901.853.961.731.4753.901.3452.041.4085.351.3234.601.2101.944.091.741.5024.301.3722.161.4356.001.3485.101.2302.034.231.751.5304.701.4002.301.4626.701.3735.701.2502.134.371.761.5585.201.4282.461.4897.601.3986.401.2702.254.521.771.5866.001.4572.641.5168.501.4237.201.2902.404.671.781.6167.001.4872.851.5449.701.4488.101.3102.604.831.791.6478.001.5183.101.57211.01.4749.001.3302.855.001.81.6809.001.5503.401.60012.41.50010.01.3503.155.174.9 空载电流计算 空载电流占额定电流的百分数 (4-18) 空载电流有功分量占额定电流的百分数 (4-19) 空载电流无功分量占额定电流的百分数 (4-20) 一般很小,可取式中,-空载损耗,W;-额定容量,kVA;-铁芯柱单位励磁容量,查表4-9;-铁轭单位励磁容量,查表4-9;-接缝处单位面积励磁容量,;查表4-9;C-接缝数目:单相铁心采用全斜结构时;三相铁心采用全斜不断轭结构时6;-附加系数,按表4-10选取表4-10 附加系数 铁芯直径D(mm)210及以下 215-360 370及以上冷轧硅钢片 1.1 1.2 1.3热轧硅钢片 1 1 1 例4-2 SCR-100/10绕包绝缘干式电力变压器铁心采用全斜不断轭结构,用DQ151-35冷轧硅钢片叠成,铁轭与铁心柱截面积相同,叠片系数已知变压器的铁心柱直径;,硅钢片密度试确定该变压器的铁心柱直径空载损耗空载电流国家标准规定:空载损耗=500W;空载电流=2.4 % 解:铁心柱直径铁心柱净面积,根据查表4-9,单位重量铁损;单位重量的励磁容量; 根据查表4-9,;单位接缝面积励磁容量按式(4-13)计算得:铁心柱质量铁轭质量角质量 铁心质量 空载损耗 空载励磁电流有功分量 无功分量空载电流 4.10 绕组的型式导线和电流密度选择常用的导线有漆包圆导线和纸包扁导线两种,当导线截面较小时,在工艺上圆导线优于扁导线,但空间利用率较差,常用的漆包圆导线的裸直径为0.062.5mm,常用的扁导线宽度14mm;厚度5mm,宽厚比一般为1.53mm,太厚的导线涡流损耗太大当绕组电流较大时,往往采用多根导线并联来满足导线截面,从工艺上考虑,圆筒式绕组并绕根数16图46 层式绕组对于10kV及以下的绕组,导线绝缘纸双向厚度为0.4mm左右,也可采用高强度聚脂漆包线电流密度与负载损耗温升有关为了降低负载损耗,提高效率,电流密度就应该降低些,通常对于油浸式变压器铜导线电流密度3.8A/mm2(油浸式);对于干式变压器铜导线电流密度2.5A/mm24.10.1 层式绕组层式绕组又称圆筒式绕组,其结构是最简单的,如图4-6所示的层式绕组分为单层双层多层对于多层层式绕组,为了散热可设置轴向气道(油道)层式绕组的每一匝可由1-16根扁导线并联绕制辐向并绕根数只能为1根或2根, 当并绕根数为1-2时,采用轴向并绕;当并绕根数为4时,采用轴向2根并绕,辐向2根并绕,当并绕根数为6根时,采用轴向3根并绕,辐向2根并绕当并绕根数为81012根时,轴向并绕根数相应为456根,辐向均为2根并绕对于0.41千伏500千伏安及以下的低压绕组,由于绕组匝数少,故采用单层双层层式绕组多层层式绕组用于235千伏级的高压绕组分段层式绕组是由几个多层层式绕组串联组成.每个层式绕组为一段,各段之间用绝缘纸圈或油道隔开,这样可使绕组的匝绝缘层绝缘层间工作电压和一般多层层式绕组相接近但在耐受过电压方面,分段层式绕组不如多层绕组优越,因为入口线段间和层间绝缘上的冲击电压梯度较高此外制造工艺复杂60千伏级2000千伏安及以下的小容量变压器可采用分段层式结构,4.10.2 连续式绕组的段数及每段匝数的确定连续式绕组由很多个正反线段沿轴向串联组成绕组可由单根或多根纸包扁线并联绕成绕制时,总是若干匝沿辐向串联绕成一个线饼,然后采用 “翻转法”将线段起头翻到线段最上面(反段),而将线段的末头换到最下面的位置,经换位后接着绕第二段(正段)这样一个反段一个正段地连续绕制的绕组称为连续绕组,如图47所示图47 连续式绕组连续式绕组一般为35千伏级变压器的外绕组,或作为60千伏及110千伏级变压器的内绕组,并联根数一般不超过6根当绕组起末头在绕组同一侧引出时,则总线段数应取偶数段当引出线在绕组不同侧,则总线段数应取奇数段当连续式绕组作为内绕组时,为了使换位处的辐向尺寸不增加,各段匝数应取分数匝线圈的总段数一般取偶数,如有分接时,按外线柱的要求而定每段匝数中的分数匝部分,最好除掉首末两段外都取(N-1)/N(N为撑条数)首段与末段分数匝部分:当并绕根数n为偶数时,分数的分子取N(n/2+1);当并绕根数n为奇数时,分数的分子取N-(n+1)/24.10.3 螺旋式绕组图48螺旋式绕组螺旋式绕组是由多根扁导线并联叠绕而成绕制方法与多根并联的层式绕组相似,但相邻线匝用平尾垫板或绝缘纸圈隔开,每个饼为一匝由于它具有好的机械稳定性良好的散热能力和工艺性而普遍用于大电流的低压绕组或特殊结构的高压绕组根据绕组中电流的大小,可分为单螺旋双螺旋三螺旋及四螺旋等结构型式单螺旋式绕组总匝数一般为数十匝,导线并联根数一般不超过20根并联导线绕制绕组时,其外径侧的导线比内径侧导线要长,因此各导线的电阻不一样,而且绕组的漏磁场分布为三角形靠近主漏磁空道的导线处于漏磁通密度高的位置,因此感应的漏电势比距主空道远的导线内感应的漏电势大,这样在各导体之间存在着电位差,因而引起循环电流为消除或减小循环电流,导线需要进行换位4.11 电流密度导线的选择4.11.1 电流密度 电流密度大小决定变压器的损耗温升以及漏抗等电流密度J(A/mm2)计算如下 (4-21)式中, I相电流,A;n并绕根数;Sd导线截面积,mm2对于浸渍式饼式干变绕组,由于绕组为敞开式,散热较好,故其电流密度可较包封式稍大些铜铝导线绕组的电流密度可参见表4-11选择对于低损耗干式电力变压器,电流密度取值会更低些表4-11 浸渍式绕组的电流密度估算值 容量(kVA)80及以下100315400及以上绕组位置内绕组外绕组内绕组外绕组内绕组外绕组铜绕组B级绝缘1.72.01.82.01.82.21.92.62.02.62.43.0F级绝缘1.82.02.12.21.92.42.02.62.22.82.43.0H级绝缘2.02.22.23.62.42.82.62.82.83.03.23.5铝导线B级绝缘1.01.31.21.61.31.51.62.01.31.61.62.0F级绝缘1.41.51.51.71.61.81.72.01.82.01.92.2H级绝缘1.51.81.61.81.72.01.82.02.02.42.22.84.11.2 导线选择当选定电流密度估算值()后,可按照附表4-2选择线规,若导线总面积大于允许范围可采用多根导线并联,使并联后导线总面积与总面积估算值相接近同时注意导线高度()与厚度()之比,对于连线式取;螺旋式取裸导线高度最好在16mm及以下,最大不超过18mm对选定电流密度的H级绝缘浸渍式干式电力变压器的高低绕组采用Nomex纸包导线时,其导线绝缘取ZB-0.45mm4.11.3 并绕根数的选择连续式绕组为内线柱时,其并绕根数4;连续式绕组为外线柱时,其并绕根数6;单螺旋绕组的并绕根数N(N为撑条数);双螺旋绕组的并绕根数2N 表4-12 变压器类产品引线用铜铝圆线规格标称直径(mm)计算截面(mm2)标称直径(mm)计算截面(mm2)标称直径(mm)计算截面(mm2)0.0630.003120.3550.0991.401.5390.0710.003960.3750.1101.501.7670.0800.005030.400.1261.602.0110.0900.006360.4250.1421.702.2700.100.007850.450.1591.802.5450.1120.009850.4751.1771.902.8350.1250.01230.500.1962.003.1420.1320.01370.530.2212.123.5300.140.01540.560.2462.243.9410.150.01770.600.2832.364.3740.160.02010.630.3122.504.9090.170.02270.670.3532.655.5160.180.02550.710.3962.806.1580.190.02840.750.4423.007.00690.200.03140.800.5033.157.7930.2120.03530.850.5673.358.8140.2240.03940.900.6363.559.8980.02360.04370.950.7093.7511.0450.250.04911.000.7854.0012.5660.2650.05521.060.8824.2514.1860.280.06161.120.9854.5015.9040.300.07071.181.0944.7517.7200.3150.07791.251.2275.0019.6350.3350.08811.321.368表4-134.12 绕组并联根数的选择4.12.1 多根并联层式绕组干式电力变压器的低压绕组多采用多根并联的层式绕组1） 辐向为单根并联的层式绕组如图4-9(a)所示,层式绕组辐向1根,轴向2根并绕,该绕组共绕2层对于2根并联导线,在每一层中由纵向漏磁感应的电动势相等,并且导线长度也相等,并联导线间不需另行换位,已无环流2） 辐向为2根并联的层式绕组如图4-9(b)所示,在每一层匝数的一半处进行一次换位,使得里外层导线位置对换,这样并联导线在每一层中由纵向漏磁感应的电动势相等,每一根导线长度也相等,并联导线间无环流,此种换位是完全的4.12.2 多段层式绕组a) 辐向为1根的并联 b）辐向为2根的并联图49 圆筒式换位图410 分段式层式绕组及其联结图当高压绕组采用层式结构时,若层数一定,层间电压就会提高,这样层间绝缘的厚度就会增大,绕组的辐向尺寸也会增大为了改善这种情况,而采用多段层式绕组,即将层式绕组改为由几段式绕组串联的结构形式,如图4-10所示在多段层式绕组中,正常运行时的层间电压一般不大于500V分段层式绕组的两段间高度的确定,应保证分接线匝全部在最外层,而每段高度应使每层能绕完一个分接的匝数一般分段的段间高度控制在1520mm之间4.12.3 多根并联连续式绕组图411 连续绕组段间联结示意图浸渍式干式电力变压器的高压绕组常采用连续式,该绕组由单根或多根导线并联绕制的多个线段组成段间以气道分开,每个线段辐向绕制若干线匝,每段匝数可分为整数匝或分数匝,图4-11所示为段间连接示意图图中第1段为反段,即绕组绕制时导线不可能按如图 所示顺序排列,导线必须经过重置后,方能达到图 所示的排列,故将此段称为反段,它和一个正段组成一个单元或称双饼连续式绕组都是由连续式的双饼组成连续式可由单根或多根导线并绕(一般不超过6根),并联绕组间连接处需进行换位,目的是使并联导线长度相等,并在绕组漏磁场中处的位置相同,从而减少或消除各并联导线间的环流损耗连续式绕组具有较高的机械强度,故承受短路电流产生的电动力的能力强,同时线段的匝数较多,散热性能也较好连续式绕组的换位是在每一饼的外部和内部进行,通过换位使并联导线位置完全对应互换1)2根并联如图4-12a所示换位是完全的,并联导线间长度相等而且感应漏磁电势相等,并联导线间无循环电流2)3根及以上并联a)2根并联 b)3根并联图4-12 连续式换位换位是不完全的以3根并联为例(图4-12b),绕组内半径为r,每根导线径向带绝缘的厚度为a,由内向外依次编号为位置123n,由于磁场沿线饼可视为线性分布,按位置123n,磁通密度依次为123n,本例每饼导线共12根,即12=假定绕组由若干个相同的双饼组成,因此可只研究一个双饼情况第n位置导体的平均,第n位置导体感应的漏磁电势为,由电磁感应定律, 式中 为常数;利用本式求出的数值是绝对值,可用作比较 在一个双饼中,导线13占有磁场位置完全相同,占有位1次,导线2占有位置25811各2次因此导线1(或3)的漏磁感应电势为 导线2的漏磁感应电势为 可见,说明会有循环电流,由导线13流向导线2,因此,3根及以上并联的连续式绕组,尽管并联导线的长度相等,其换位也是不完全的,并联根数越多,循环电流越大一般连续式并联根数不超过68根,其不完全换位损耗不大,34根并联时可略而不计4.12.4 螺旋式绕组螺旋式绕组是由多根扁导线并联绕制而成的,每段为一匝,相邻匝间由垫块分开螺旋式绕组的机械强度高,散热面积也较大,但此种绕组的匝数较少,多用于浸渍式干式电力变压器的低压绕组螺旋式绕组有单螺旋式双螺旋式和四螺旋式等型式单螺旋式绕组只有一股螺旋(图4-13),相邻匝间设有垫块;双螺旋式和四螺旋式分别由二股和四股螺旋组成,相邻股间匝间均设有垫块螺旋式绕组的单股螺旋并联导线可多达20根为使螺旋式绕组各并联导线的长度相等,并在绕组漏磁场中占有相同位置,以消除各并联导线间的环流损耗螺旋式绕组各并联导线应进行换位“标准换位”,就是通过换位把并联导线的位置完全对称互换只以单螺旋式绕组总匝数的1/2匝数处为中心进行一次标准换位,称“一次标准换位法”,如图4-14“特殊换位”是把两组导线位置互换,而每组内导线相互位置不改变 图4-13 单螺旋式绕组 1)一次标准换位法一次标准换位法其换位是不完全的因此单螺旋很少单独