第4章变压器设计-33

第四章变压器的设计与计算PAGE\*MERGEFORMAT#4.1干式电力变压器的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 图4—1干式变压器的结构图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130C）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氏（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。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 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 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。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 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 。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GB6450-1986《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GB1094.1.2-1996《电力变压器》，GB1094.3.5—1995《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/T10228—1997《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4-110kV级浸渍空气绝缘绕组的无励磁调压配电变压器电压组合空载损耗(W)小何的绝缘耐热等级下的负荷损耗(W)空载电流(%)额定容量(kVA)高压(kV)高压分接范围低压(kV)联结组标号组I组nB(100C)F(120C)H(145C)组I组n短路阻抗(%)(%)302803107608109803.23.5503603901100117014902.83.0804604901590168021502.62.81005105401850195025502.42.612566.36006302150228030502.22.41607007402500265036502.22.442006.61010.50.4Yyn0或Dyn118208602950313046802.02.225095010003450365055002.02.2315511110012004100434066001.82.0400130014004950525078001.82.0500150016506000636093501.82.06301750190080858550115001.61.880021202350970010300136001.61.861000248027501160012300157001.41.61250298033301390014730184001.41.61600342038001670017700213001.41.62000415046002000021200250001.21.42500500055402450026000291001.21.4表4-210kV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)小何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(100C)F(120C)H(145C)31566.36.61010.5114X2.50.4Yyn0或Dyn1112704790507076802.2440015005780612090802.2500173068907290107002.0630210083008750127002.0630203094009970134002.0680024601130012000158001.8100029701350014300183001.8125036101650017500218001.6160041501990021000253001.6200050302380025200297001.4250060602910030900342001.4表4-310kV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)小何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I组nB(100C)F(120C)H(145C)组I组n3066.36.61010.51150.4Yyn0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GB6450-1986中5.1)下的值。表4-410kV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)电压组合联结组空载损耗(W)小何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(100C)F(120C)H(145C)3156.666.61010.5114X2.5%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(C)平均温升限值(参考)K(C)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4-635kV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)电压组合联结组空载损耗(W)小何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(100C)F(120C)H(145C)31535;38.55或2X2.50.4Yyn0或Dyn1114504620490052402.0640017005950630067502.050020007300775083202.063023008500903096801.880027001000010700114001.8100030001150012300131001.8125035001400014900160001.6160040001700018100194001.6200047002000021300228001.4250055002400025500274001.4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，U1P詈；对于三角形接绕组，U1PU1l；UlLN,U1PN分别表示UlL,Uip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u2PUL；.3对于三角形接绕组U2PU2L;,U2PN分别表示U2L,U2P的额定值。并且规定二次侧额定电压U2LN是当变压器一次侧外加额定电压U1LN时，二次侧的空载电压。对于三相变压器，额定电压指线电压。IlLN:表示其额定值；I2LN:表示其额定值。:一次侧线电流；I2L：二次侧线电流;对于三相变压器。(4-1)SN%3U1LN11LN■-3U2LNI2LNSn3UipnI1PN3U2PNI2PN(4-2)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轲。铁心柱与铁轲均在一个平面内，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。2）全斜不断轲结构的三相三柱式铁心如图4-3所示。铁图4—3三相三柱式铁心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DK4Sr（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二绕组50-5555-60对于三相双绕组变压器SrSN/3；对于单相双绕组变压器，SrSn/2下：对于三相双绕组变压器每柱容量为3SUpIp10（kVA）经验公式推导如（4-4）其电抗压降（见4.16节推导）为:49.6fW4pDUx10eth得到,ethUx10Ip49.6fWDcUPethUx107每柱容量SrUpIp吧x107(KVA)49.6fWDUpWetet4.44fBmK。*)式中，铁心柱截面积Azi以kc（—4一）表示。截面系数Kc=铁心几何面积面积。(4-5)(4-6)(4-7)Azi相应的圆形截将式(4-6)(4-7)代入式(4-5)___22_7S(1.11fBmKcD)hUx10r49.6fD(4-8)149.6D10^4L1.112fB沁2hUx&mxk4Sr(mm)由于Ux对于同一电压等级基本是常数，Bm,Ko,都变化不大，对于同一系列变压器,D丁也变化不大，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b11只有一个；第2级矩形为b22,只有2个；第3级矩形为b33,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轲结构，其截面及叠片外型尺寸如图4-4所示：b1=190,1=64;b2=180,2=(88-64)/2=12;b3=163,3=(120-88)/2=16,其轮廓线为一个圆，直径D=200mm。图4—4S7-630/10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心柱结构尺寸根据铁心直径D、叠压系数Kdp；查表可得铁心有效截面积AZ(m2104)、角重G(kg)见表4-8。第四章变压器的设计与计算PAGE\*MERGEFORMAT#GAzH7.6510(4—15)磁密、匝电势、高低压绕组匝数预取磁密B'm（1.3〜1.7T,容量小取较小值）U2PfB'mAz(4—9)将W'2取为整数W2,则得到低压绕组匝数，而实际磁密(4—10)U2P、2fW2Az匝电势etU2P(4—11)高压绕组匝数W(4—12)铁心重量及空载损耗Mo表示铁心的中心距（mm）;Ho表示铁心的窗高（mm）;Ha表示铁轲高（mm）;Az表示铁心柱净截面积cm2。铁心重量心柱重量3AzHo7.6510(4—13)铁辆重4MoAz7.6510(4—14)第四章变压器的设计与计算PAGE\*MERGEFORMAT#角重G可以直接从表4—8查出;铁心重GFeGzGeG(4—16)表4—8现怔(电》%7・t9“*dN£0HF{ee。■■*立■♦«Hd**年・&At(EmF\~r―।—tjThlbt卜%忱bf；b：Bi&Jfti9184&jB?TMB14-4韶-303.12的，2TOj30|士b]-3T$*H,2tfH5-743Si.£3T-fl2%21fiM初M|SQjS«*NSO*%35gb-4.7t才心由M4030S羁，4$*]:[-+-1—73|6!由mIta”-H3?»g轴co11,2"(1i*工H；6G州；江白舁01A.M703W*01iS[7।E1*|>ADT当Ml*4.aflO.MOEhHl*fl；flaTO■*。4t|31i«|&«1।1B1MTZ&&M9.7D切’MT4|fO404*1eH*l-LJMss1岬75,D52>7:—k--।.JUKI泪M4Q二…卜一尸S76€11。M・4目Mg13.27100!0QMTO«04047S堀&-.3«loara-115S4.]眸3W1«.£131loll&r新||]1090M4DSTIO.411SH41的at一IM.日1■包$250-oe3M15。130：]39，3Q7040|345E-e?firojl*a|的七如】m7050«a11paio[«Ad17i3?18525a.fiW3以工白?thM■3BO-1Ja150；口昶fii05"«lJ381315Js6175-5Tito2G4-02W-辱。^SO|1TOL5ol]3a|llO|EGSO|«[121511E?_JS；1948t1强J77.富ua.9i略MirO^JSgLSQ5中%总韩|mJn795!jusig白a：咯心*77..*心94.3SlEKah&OICC-linhia1&□«4s121IC111艺B6।IX1720530T.ISZt£.419我£4300180IGD14bli10,昌日50<7|2fl1.5|IO12i85鸣7210S2XSim-aiioaaiMg19Q17fi]4。|11口；中口5。i(7：1；i«1u|»2gHITZ1&3^9.a3SZ.81iiz.is2101"170]5Q1209口50|5V工。ISjtl12S72101BT:22Q35«-3313«-4B5IIS-«]一―,■：・|一卜一T打叩网ITOIBDIliel,Mg1w111U»|17|>>JISS1Q卦a.'Uin-&5330ZOOIBOjlSG1303(16□,5w£6l«aIITXHQH723O>3mb365.3GI4知才力。UO10C1fiGITft篦151]:1：29T222S7♦N35$口%i3峪.T9B14B.f?Z30£10|S3al$ono104BO|X87,itj-।U|erZ27a17|1Z4D0374咯23iai-mZ^OZ|ia-nL^C11IdWEGT瑶……6U…23Z।8p铁耗计算Bm(H)铁心柱磁通密度，据铁磁材料损耗曲线查得Fe(H)；Bm(e)铁轲磁通密度，据铁磁材料损耗曲线查得Fe(e)；则空载损耗P0kpJGHFe(H)(GeG)尸,⑸]⑺式中，铁耗工艺系数kpo1.15〜1.35P0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)1.410.8550.9500.8350.9040.7730.9620.7430.9210.7410.8431.421.420.8700.9700.8450.9180.7860.9860.7560.9420.7520.8571.481.430.8850.9900.8550.9320.8001.0020.7690.9640.7640.8721.541.440.9011.0100.8650.9460.8141.0300.7830.9860.7760.8881.601.450.9171.0300.8750.9600.8291.0580.7971.0000.7880.9051.661.460.9331.0520.8860.9760.8441.0880.8111.0240.8000.9221.721.470.9491.0740.8970.9920.8601.1180.8251.0500.8120.9401.791.480.9661.0960.9081.0080.8761.1500.8401.0760.8240.9591.861.490.9831.1180.9191.0240.8931.1840.8551.1030.8370.9791.931.51.0001.1400.9301.0400.9101.2300.8701.1300.8501.0002.001.511.0181.170.9421.060.9281.270.8861.160.8631.022.071.521.0361.200.9541.080.94613.10.9021.200.8761.042.141.531.0541.230.9671.100.9641.360.9181.240.8891.062.211.541.0721.270.9801.120.9831.420.9351.280.9031.082.281.551.0901.310.9941.141.0121.480.9521.330.9171.102.351.561.1091.361.0081.171.3011.550.9691.380.9311.132.421.571.1281.411.0231.201.0501.630.9861.440.9451.162.501.581.1471.471.0381.231.0701.711.0041.500.9601.192.581.591.1661.531.0541.261.0901.801.0221.570.9751.222.661.61.1851.601.0701.291.1001.901.0401.650.9801.252.741.611.2051.680.0871.321.1212.001.0591.740.9951.282.831.621.2251.771.1041.351.1422.121.0781.841.0111.312.921.631.2461.871.1221.381.1642.261.0981.951.0271.343.011.641.2671.971.1411.421.1862.401.1182.061.0431.383.101.651.2882.081.1611.471.2092.561.1392.201.0601.423.191.661.3102.201.1811.521.2322.761.1602.401.0771.473.281.671.3322.351.2021.571.2563.001.1822.601.0941.523.381.681.3542.531.2241.631.2803.251.2042.801.1121.583.491.691.3772.731.2471.691.3053.501.2273.001.1311.643.601.71.4002.951.2701.761.3303.801.2503.301.1501.703.711.711.4243.201.2941.841.3564.251.2743.701.1701.773.831.721.4493.501.3191.931.3824.751.2984.101.1901.853.961.731.4753.901.3452.041.4085.351.3234.601.2101.944.091.741.5024.301.3722.161.4356.001.3485.101.2302.034.231.751.5304.701.4002.301.4626.701.3735.701.2502.134.371.761.5585.201.4282.461.4897.601.3986.401.2702.254.521.771.5866.001.4572.641.5168.501.4237.201.2902.404.671.781.6167.001.4872.851.5449.701.4488.101.3102.604.831.791.6478.001.5183.101.57211.01.4749.001.3302.855.001.81.6809.001.5503.401.60012.41.50010.01.3503.155.17空载电流计算空载电流占额定电流的百分数Io%Io%J(Ioi%)2(Io2%)2(4-18)空载电流有功分量占额定电流的百分数I01%I01%-P-(4—19)10Pn空载电流无功分量占额定电流的百分数Io2%qcGcqvGvqjCAcIo2%Koyyj%(4—20)0210Pn一般Io1很小，可取IoIo2式中，PO—空载损耗，W;Pn—额定容量，kVA;qc—铁芯柱单位励磁容量，VA/kg,查表4—9;qy—铁轲单位励磁容量，VA/kg,查表4—9;qj—接缝处单位面积励磁容量，-2VA/cm；查表4—9；C—接缝数目：单相铁心'米用全斜结构时C4；三相铁心米用全斜不断轲结构时6;K。—附加系数，按表4—10选取。表4-10附加系数Ko铁芯直径D(mm)210及以下215-360370及以上Ko冷轧硅钢片1.11.21.3热轧硅钢片111例4-2SCR—100/10绕包绝缘干式电力变压器铁心采用全斜不断轲结构，用DQ151-35冷轧硅钢片叠成，铁轲与铁心柱截面积相同，叠片系数KdD0.97。已知变压器的铁心p柱直径D135mm；Mo325mm；Ho750mm，硅钢片密度7.65kg/cm3OBm1.482T。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Po=500W;空载电流Io=2.4%。解：铁心柱直径DKd^/SZ(5458)4100135mm。铁心柱净面积A126.488cm2,根据Bm1.482T查表4—9,单位重量铁损po0.969W/kg；单位重量的励磁容量qc1.10VA/kg；根据Bm/应1.482/721.048T查表4—9,;单位接缝面积励磁容量qj1.06VA/cm2。按式(4—13)计算得:铁心柱质量4_________4GFe3AzHo1037.65126.48875010217.7kg铁轲质量_44Ge4AeMo1047.65126.48832510125.8kg角质量G27.0kg铁心质量GFeGzGeG217.7125.827.0370.5kg空载损耗PoKpopoGFe1.250.969370.5449W空载励磁电流有功分量Pqoy10Sn449101000.45%无功分量IowGf%NAjqjkio10Sn一370.51.106.2126.4881.061.1101001.7%图4-6层式绕组2〜35千伏级的高压绕组。空载电流Io,0.4521.721.76%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0.06~2.5mm,常用的扁导线宽度w14mm；厚度w5mm,宽厚比一般为1.5~3mm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w16。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w3.8A/mm2（油浸式）；对于干式变压器铜导线电流密度w2.5A/mm2。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8、10、12根时，轴向并绕根数相应为4、5、6根，辐向均为2根并绕。对于0.4〜1千伏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，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4—7所示。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。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，最好除掉图4-7连续式绕组首末两段外都取（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wN—（n/2+1）;当并绕根数n为奇数时,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分数的分子取wN—（n+1）/2。图4-8螺旋式绕组样，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。电流密度、导线的选择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I(4—21)J——nsd式中，儿一相电流，A;n—并绕根数；&一导线截面积，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A/mm2容量(kVA)80及以下100〜315400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B级绝缘1.7--2.01.8/-2.01.8--2.21.91-2.62.0〜2.62.4…-3.0绕F级绝缘1.8--2.02.1/-2.21.9--2.42.01-2.62.2〜2.82.4…-3.0组H级绝缘2.0--2.22.2/-3.62.4--2.82.61-2.82.8〜3.03.2--3.5铝B级绝缘1.0--1.31.2/-1.61.3--1.51.61-2.01.3〜1.61.6--2.0导F级绝缘1.4--1.51.5/-1.71.6--1.81.71-2.01.8〜2.01.9--2.2线H级绝缘1.5--1.81.6/-1.81.7--2.01.81-2.02.0〜2.42.2--2.8导线选择当选定电流密度估算值(j)后，可按照附表4-2选择线规，若导线总面积S大于允许范围可采用多根导线并联，使并联后导线总面积S与总面积估算值S相接近。同时注意导线高度(b)与厚度(a)之比，对于连线式取b/a2.5~5.5；螺旋式取b/a2~4。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-0.45mm并绕根数的选择连续式绕组为内线柱时，其并绕根数w4;连续式绕组为外线柱时，其并绕根数w6;单螺旋绕组的并绕根数wN(N为撑条数)；双螺旋绕组的并绕根数w2N。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—13SW法.同tf二，三二苴黄•里二11ZI.U■TfM工工5需SE一工—喜m'L告」1wgrt_昌—1JEW--ZWE6T、寸5TH9'『2一kjef«莉>=二色#一等依誓「一尊白■盘weE器马符gi鎏一哥豆S亚更』繇二金卑643S虎eT忠¥，鼠三二匕a>G或zs器士r・用"sup4港W・由NIsd—<9，uw茁|s£_♦UE方-V"^.«I一hjnl，nL一■a忌口M.S一?巴『6eT£E=3二K.I鬲一M不虎1罂•=一上■0莅Ur1需dL，6£,ml-E二三官一己7三S曰&5千一曰，.号9•誉M«In,<12Ki.二}&m-MT由ze$IJ.-*m品—1^^14S9.售I员一三JSE,旦■•-:厄，lrIHgzs.*"既,-t2一3绕组并联根数的选择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。又•于2根并联导线，在每一层中由纵向漏磁Br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Br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。多段层式绕组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。：iil_U112211212111221122112211212111221122a)1234123412341234X12341234丁234123421432143214321432143214321432143X:在每层匝数一半处进行换位b)a)辐向为1根的并联b)辐向为2根的并联图4—9圆筒式换位图4-10分段式层式绕组及其联结图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15~20mm之间。多根并联连续式绕组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图4—11连续绕组段间联结示意图所示顺序排列，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。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。Y位置1234567891011123]2.13|213]213212|121|212|12121X二,1|2|12|1|_2口212|11_2a)3根及以上并联1|23'1]23/|23J23b)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1、2、3…n,由于磁场沿线饼可视为线性分布，按位置1、2、3---n,磁通密度依次为1By、2By、3By-nBy,本例每饼导线共12根，即12By=By。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位置导体的平均匝长2[r(n1)aa]2(rna),第n位置导体感应的漏磁电势为E,由电磁感应定律，E4.44f(匝长匝宽)磁通密度E4.44f{2(rna)a}(nBy)KEn(rna)式中Ke为常数；KE4.44f2a(BY)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1、3占有磁场位置完全相同，占有位置1、3、4、6、4、7、9、10、12各1次，导线2占有位置2、5、8、11各2次。因此导线1(或3)的漏磁感应电势E1为EiKe[1(「1a)3(r3a)4(r4a)6(r6a)7(r7a)9(r9a)10(r10a)12(r12a)]Ke(52r436a)导线2的漏磁感应电势E2为E2Ke[22(r2a)25(r5a)28(r8a)211(r11a)]KE(52r428a)可见，说明会有循环电流，由导线1、3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6~8根，其不完全换位损耗不大，3~4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，多用于浸渍式十式电力变压器的低压绕组。螺旋式绕组有单螺旋式、双螺旋引出线端绝缘式和四螺旋式等型式。单螺旋式绕组只有一股螺旋（图4-13）,相邻匝间设有线匝气道垫块；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BY114互换。只以单螺旋式绕组总匝数的1/2匝数处为中心进行次标准换位，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采用此种换位法。以4根并联为例说明一次标准换位法（图4—14）,导线1有W/2匝（W是绕组总匝数）在漏磁场中占有1的位置；另有W/2匝在漏磁场中占有4的位置。导线4与导线1相同：有W/2匝占有1的位置；另有W/2匝占有4的位置。导线2与3占有的磁场位置相同，各W/2匝占有2、3的位置。图4—14中r、a、By的代表意义同图4—12及其说明，导线1（或4）在整个绕组中的漏感应电动势E1为:EiKeW[1(r1a)4(r4a)]-WKE(5r17a)22导线2（或3）在整个绕组中的漏磁感应电势E2为图4—14一次标准换位E2a),、1…WKE[2(r2a)3(r3a)]-WKE(5r13a)可见E1E2,说明会有循环电流由导线1、4流向导线2、3,换位是不完全的。“2.1.2”换位法1一,所谓“2.1.2”换位，是把导线分成两组（根数相等或差1）,以总匝数的'匝数处为中心213进行一次标准换位，以总匝数的1和士处为中心各进行一次“特殊换位”（图4-15）。44田ByBYuMLLLLLLLLLLLL、123456781234567856781234432J876587654321广叱b)a）4根并联b）8根并联图4—15“2.1.2”换位2.1.2”换位对4根并联的单螺旋绕组是完全的，对5根及以上并联的单螺旋绕组是不完全的。图4-15（a）是4根并联采用“2.1.2”换位的单螺旋绕组，由图可知，导线1、2、3、4均各有1W匝（W是总匝