对变压器绕组结构的探讨.doc

PAGE 1 综述 对变压器绕组结构的探讨 2010029 高仰 摘要：变压器的用途很广泛，在国民经济的各部门，都十分广泛应用着各种各样的变压器。绕组在变压器中主要起电磁转换的作用。绕组是变压器的电路部分，由表面包有绝缘的铜（铝）导线绕制而成，并套装在变压器的铁心柱上。根据绕制的特点，绕组可分为圆筒式、箔式、连续式、纠结式、内屏蔽式、螺旋式、交错式等几种形式。 关键词：变压器 绕组 1引言 变压器的作用是多方面的。不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之，升压与降压都必须由变压器来完成。在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比。利用变压器提高电压，减少了送电损失。 绕组在变压器中主要起电磁转换作用：初级绕组把交变的电流转换成交变的磁场；次级绕组把交变的磁场转换成交变的电流（或电动势）。 1.1我国变压器行业发展 根据国家电网公司“十一五”电网规划及2020年远景目标报告，“十一五”期间，国家电网公司将新增330千伏及以上输电线路6万千米、变电容量3亿千伏安，投资9000亿元左右；电力供应紧张问题刺激了电力投资热潮，带动输变电设备行业增长可能会持续到2008年，预计变压器行业的年需求量为3.6亿～4亿千伏安。到2010年,跨区输电能力将达到4000多万千瓦、输送电量1800多亿千瓦时。 配电变压器市场容量较大，但是由于技术壁垒较低,生产厂家众多，且企业规模小，行业集中度低，市场争夺仍很激烈。但是总体上,配电变压器行业的发展机遇大于困难。1.2我国变压器与国外差距 据了解，占领世界技术制高点变压器行业主要看两项数字，产品容量与电压等级。早在“十一五”初期，我国就已是世界上电力变压器的生产和应用大国，但并不是强国。当时，国内仅有少数企业能生产500千伏的超高压变压器，超高压变压器的市场份额基本被国外巨头垄断。随着国内首条特高压试验示范工程的上马，国内变压器企业迎来了发展契机，产品电压等级和容量一举跃居世界第一，占领了行业发展的技术制高点，同时，促进了低电压等级变压器技术的不断成熟和完善。 我国将来变压器发展方向仍是朝节能型、低噪音、防火防爆型、高可靠性方面发展，主要发展方向有两个：一是向高压、超高压方向发展，尤其是750千伏、1100千伏。二是向节能化、小型化方向发展，前者主要应用在长距离的输变电线路上，后者主要应用在城市输变电线路上。 我国某些配电变压器生产设备的主要的制肘因素是变压器制造相关关键装备的自动化程度和工艺保证度偏低。虽然多数生产设备均可实现国产化，但关系到器身/线圈机械强度的恒张力国产绕线设备缺乏。另外，一些配电变压器厂家在在效率、可靠性和稳定性方面还有进一步提升的空间。这些不足会对电网运行的可靠性产生影响，对所在地的经济发展，甚至居民的日常生活都造成非常负面的影响，同时电网维护时间和成本大幅上升。2.变压器绕组分类 变压器的绕组通常分为层式绕组和饼式绕组两种。绕组的线匝沿其轴向依次排列绕制的称为层式绕组如图2-1的圆筒式绕组。绕组的线匝沿其径向连续绕制成一饼（段），再由许多饼沿轴向排列组成的绕组称为饼式绕组，如连续式、纠结式、内屏蔽式。 箔式绕组和螺旋式绕组介于层式绕组和饼式绕组之间。箔式绕组线匝是沿轴向连续绕制的，一般情况下一匝就是一层，故可属于层式绕组。螺旋绕组一般为每饼一匝，或两饼、四饼一匝，而各匝又沿轴向连续绕制，但形式是由各饼组成，故可属于饼式绕组。 层式绕组结构紧凑，生产效率高，耐受冲击电压的性能好，但其机械强度差。饼式绕组散热性能好，机械强度高，适用范围大，但连续式和螺旋式绕组耐受冲击电压的性能差。 2.1圆筒式绕组 圆筒式绕组是同心式绕组的最简单形式，可分为单层、双层和多层圆筒式绕组三种，如图2-1所示。低压绕组一般由一根或数根扁导线并联绕制而成，高压绕组一般由圆导线绕制而成。 图2-1 圆筒式绕组 图2-2 多层圆筒式绕组结构示意图 圆筒式绕组一般不绕成单层，因为单层机械强度差。当绕成多层时，层间绝缘是用电缆纸，或绝缘纸板(或木条)做成绝缘撑条构成垂直油道，起散热和绝缘作用。由于相邻两层间一端的电位差小，另一端的电位差大，所以在电位差较大的部位需要加强绝缘，如图2-2所示。绕组的两端用绝缘纸板做成的端圈填平，便于绕组的整体压紧。 圆筒式绕组的特点是绕制简单，工艺性好，但端部支撑面小，机械强度差。主要用于中小型变压器，也可用于大型变压器的调压绕组。双层圆筒式一般用于电压为1kV及以下的低压绕组。用多层圆筒式绕组作35kV高压绕组时，