淺談變壓器線圈技術(shù)

線圈是變壓器輸入和輸出電能的電氣元件，是重要、基本的部件，也是變壓器檢修的主要部件，有變壓器“心臟”之稱。因?yàn)樗緵Q定了變壓器的容量、電壓、電流和使用條件。線圈形式主要是根據(jù)線圈的電壓等級(jí)和容量的大小來進(jìn)行選擇，同時(shí)還要重點(diǎn)考慮電氣強(qiáng)度、耐熱強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度、散熱面積和制造工藝的可能性等，以保證制造或修理后的變壓器可靠的運(yùn)行。一般對(duì)電壓低而電流大的線圈，常用多根并聯(lián)繞制成螺旋式線圈，而對(duì)于電壓等級(jí)較高、電流較小，且在縱絕緣上還有其特殊要求的常可繞制成連續(xù)式、糾結(jié)式。

、變壓器線圈結(jié)構(gòu)型式

因變壓器容量和電壓的不同，線圈所具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)亦各不相同。變壓器的線圈大致分為層式和餅式兩種。線圈的線匝沿其軸向按層依次排列的稱為層式線圈；線圈的線匝在輻向形成線餅（線段）后，再沿軸向排列的稱為餅式線圈。變壓器線圈形式細(xì)分如下：

1、連續(xù)式線圈

連續(xù)式線圈是變壓器線圈常用的一種型式。連續(xù)式線圈，分為連續(xù)式和雙連續(xù)式線圈。連續(xù)式線圈常用于大中型變壓器，電壓為10～110kⅤ的高壓、中壓、低壓線圈。雙連續(xù)式線圈常用于大中型變壓器，電壓為10～66kⅤ中壓、低壓線圈。根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，線圈端部必要時(shí)增加保護(hù)小角環(huán)，并使用成型保護(hù)角環(huán)，避免了傳統(tǒng)紙帶型式的角環(huán)機(jī)械強(qiáng)度不足從而引起堵塞油路的現(xiàn)象。為了改善線圈內(nèi)部的散熱，可以在線圈內(nèi)部設(shè)置擋油板，強(qiáng)迫冷卻油按設(shè)定的好的路徑流動(dòng)，保證了線圈的散熱。對(duì)于電壓較高的線圈為了改善線圈的沖擊電壓分布，根據(jù)需要采用內(nèi)屏蔽式線圈或糾結(jié)式線圈。

2、內(nèi)屏蔽式線圈

內(nèi)屏蔽式線圈，是在單根或多根并聯(lián)的連續(xù)式線段內(nèi)插入一些屏蔽匝。每段插入屏線的匝數(shù)根據(jù)線圈波過程計(jì)算來確定的。內(nèi)屏蔽式線圈，分為跨兩段內(nèi)屏蔽式線圈和跨四段內(nèi)屏蔽式。內(nèi)屏蔽式線圈如與連續(xù)式線圈相連接，稱為內(nèi)屏連續(xù)式線圈。內(nèi)屏蔽式線圈對(duì)于扁導(dǎo)線和換位導(dǎo)線均可使用，同時(shí)避免了導(dǎo)線的焊接，減少焊頭。

3、糾結(jié)式線圈

糾結(jié)式線圈的結(jié)構(gòu)與連續(xù)式的不同之處，只在于線匝的排列順序。它的線匝不以自然數(shù)序排列，而是在相鄰數(shù)序線匝之間插入不相鄰數(shù)序的線匝。這樣原連續(xù)式線圈段間線匝需借助于糾結(jié)換位（糾位），進(jìn)行交錯(cuò)糾連形成糾結(jié)線段，從而組成糾結(jié)式線圈。

糾結(jié)式線圈分為普通糾結(jié)式和插花糾結(jié)式；每種又分為跨兩段糾結(jié)式和跨四段糾結(jié)式。糾結(jié)式線圈如與連續(xù)式線圈相連，稱為糾結(jié)連續(xù)式線圈。普通跨兩段糾結(jié)式線圈常用于110kⅤ及以上三相容量<90MⅤA變壓器的高壓線圈首端加強(qiáng)段或110kⅤ及以上變壓器高壓、中壓線圈的分接段。普通跨四段糾結(jié)式線圈常用于110kⅤ及以上自耦變壓器調(diào)壓線圈。插花糾結(jié)式線圈只用于特殊重點(diǎn)產(chǎn)品的高壓線圈端部加強(qiáng)段中。糾結(jié)式線圈可以更有效的改善線圈內(nèi)部的沖擊電壓分布，減小沖擊電壓梯度，并且糾結(jié)式線圈抗短路能路更好。

4、螺旋式線圈

螺旋式式線圈主要用于低電壓大電流變壓器的電壓線圈。單（半）螺旋式、雙（半）螺旋式線圈常用于聯(lián)絡(luò)變壓器電壓在35kV以下的低壓線圈或500kⅤ及以上發(fā)電機(jī)變壓器高-低-高結(jié)構(gòu)中的高壓線圈Ⅱ（靠近鐵心側(cè)高壓線圈）；雙螺旋式、四螺旋式、八螺旋式線圈常用于調(diào)壓線圈；八螺旋式、十螺旋式、十六螺旋式線圈常用于500kⅤ及以上自耦變壓器旁柱激磁的調(diào)壓線圈；雙層螺旋式線圈常用于110kⅤ及以上發(fā)電機(jī)變壓器的低壓線圈，也稱U型線圈和220kⅤ及以上的軸向雙分裂變壓器的低壓線圈，也稱雙U型線圈。由于螺旋式線圈并聯(lián)導(dǎo)線根數(shù)較多，一般采用特殊的換位來降低導(dǎo)線間的換流，對(duì)于導(dǎo)線換位留下的空隙用成型墊塊墊實(shí)以提高線圈的抗短路能力。為防止線圈軸向方向的松動(dòng)，線圈的端部采用合適的綁扎來固定線圈的出線。線圈的端部采用層壓端圈來增強(qiáng)線圈的抗短路能力和穩(wěn)定性。

第二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題

1、糾結(jié)式結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量減少或改為內(nèi)屏連續(xù)式，因?yàn)榧m結(jié)式與內(nèi)屏連續(xù)式相比焊接頭比較多，操作復(fù)雜，對(duì)焊接處打磨完畢后易產(chǎn)生金屬粉塵，這對(duì)變壓器的局放有一定的影響。改用內(nèi)屏連續(xù)式以后，可以減少工藝?yán)щy，減少很多導(dǎo)線焊接頭，大約能節(jié)省三分之一的線圈繞制時(shí)間，同時(shí)減少了很多隱患；糾結(jié)式中糾位組合導(dǎo)線都在糾位打開進(jìn)行導(dǎo)線的自身?yè)Q位，與以往在連位打開換位相比可減少焊接位置，盡而減少繞制時(shí)間，提高工作效率。

2、成型角環(huán)外盡量不要存在一個(gè)外墊，給工藝增加很多困難浪費(fèi)不必要的時(shí)間，為滿足幅向，盡量將外墊改為層間墊，加快線圈繞制速度。

3、設(shè)計(jì)插花糾的結(jié)構(gòu)時(shí)一定重要考慮焊點(diǎn)，避免出現(xiàn)工藝線的焊點(diǎn)，影響線圈的局放，增加線圈工藝難度，浪費(fèi)時(shí)間。