变压器的绕组是其最基本的组成部分,是建立磁场和传输电能的电路部分。以下是对变压器绕组的详细介绍:
一、绕组的作用
绕组一般用绝缘纸包裹的铜线或者铝线绕成,并套装在变压器的铁芯柱上。它既是建立磁场的能量转换部件,又是传输电能的电路部分。
二、绕组的类型
变压器绕组结构一般可分为两大类:层式结构和饼式结构。
层式结构:绕组的线匝沿其轴向依次排列连续绕制而成,一般在S8及S9系列低损耗电力变压器中采用。
饼式结构:绕组的线匝沿其辐向连续绕制而成一饼(段),再由许多饼沿轴向排列组成,一般在110kV及以上高电压大型、特大型变压器中采用。
三、绕组的布置方式
按照绕组在铁芯中的布置方式,变压器又分为芯式和壳式两种,主要区别在磁路的分布上:
芯式变压器:铁芯中大部分在线圈之中,只有部分在线圈之外即铁轭,用来构成磁回路。
壳式变压器:铁芯的轭包围住线圈。
四、绕组的绝缘与散热
绝缘:高、低压绕组之间,以及低压绕组与铁芯柱之间都必须留有一定的绝缘间隙和散热通道(油道),并用绝缘纸板筒隔开。绝缘距离的大小决定于绕组的电压等级和散热通道所需要的间隙。
散热:变压器在正常运行时,由于存在铜损和铁损会产生热量,绕组作为主要的发热部件之一,其散热结构的设计也至关重要。良好的散热结构可以确保变压器在高温环境下仍能稳定运行。
五、绕组的连接与接法
在电力系统中,最常用的变压器是三绕组变压器。三相三绕组变压器通常采用Y-Y-△接法,即原、副绕组均为Y接法,第三绕组接成△。△接法本身是一个闭合回路,许可通过同相位的三次谐波电流,从而使Y接原、副绕组中不出现三次谐波电压。
此外,绕组与外部电源和负载的连接通过引线实现。引线通过层压木、纸板件绝缘,必须满足电气性能、机械强度、温升这三个方面的要求。引线的连接形式有铜焊、气焊、冷压焊和螺栓连接等。
综上所述,变压器的绕组是变压器的重要组成部分,其结构、类型、布置方式、绝缘与散热以及连接与接法都直接影响着变压器的性能和运行稳定性。因此,在设计和制造变压器时,需要充分考虑绕组的各种因素,以确保变压器的质量和可靠性。
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