淺談S11系列變壓器繞組的種類及選擇

張海波，閆慶森，王 云

（國網山東省電力公司魚臺縣供電公司，山東 魚臺 272300）

淺談S11系列變壓器繞組的種類及選擇

張海波，閆慶森，王 云

（國網山東省電力公司魚臺縣供電公司，山東 魚臺 272300）

在整個供電系統占比最大的是配電變壓器，目前世界各國關注的焦點問題是降低變壓器的損耗和提高供配電的系統效率，因此改變配電變壓器的性能和降低電壓損耗指標，對提高系統可靠性和電力系統節能有重要的意義。低損耗配電變壓器可以將損耗得到很大程度的降低，使其電網電能的損失大幅下降，且成本相對低廉、體積小質量輕，所以在電網改造過程中會有非常廣泛的應用，本文主要從S11系列配電變壓器繞組的運行、結構及選擇等方面進行全面的論述。

變壓器；S11系列；節能；繞組

1 變壓器繞組概述

電力系統中的變壓器電路主要分為繞組、高壓引線和低壓引線，其中繞組是變壓器電氣的主要組成部分，在變壓器變換和輸配電能中起到重要的作用。其導線需滿足以下要求：導電性能好、絕緣漆層有足夠的耐熱性，并且有一定的耐腐蝕能力。

變壓器繞組的注意事項

（1）電氣強度。變壓器通過長期運行，繞組的絕緣效果必須要承受雷電沖擊電壓、操作過電壓和暫態過電壓，內部過電壓主要是由操作過電壓和暫態過電壓組成。（2）耐熱程度。繞組是否可以耐熱，主要可以通過以下兩個方面看出，第一是變壓器在運行狀態中，如果出現任意線路發生短路問題時，繞組可以承受此部分因短路電流而產生的熱作用并不會發生損壞；另一方面是在長期工作電流狀態下，繞組絕緣使用壽命高于35年。（3）機械強度。在電氣發生突然短路或正常運行時，電動力導致繞組損壞的情況時有發生，主要分為以下幾種情況：1）正常運行狀態下的由于電動力引起的損壞。2）突然短路時主要有橫向力引起的損壞

2 變壓器繞組的種類及選擇

2.1 層式繞組的構成

層式繞組形狀如同筒狀，通過持續連續的燒制而成，下面主要介紹幾種常見的圓筒式套組的基本組成和使用范圍：

（1）單層圓筒式。單層圓筒式組機械采用較少的原因是由于存在穩定性較差的缺點，我國常采用的填充系數高的單層圓筒式，是有載調壓變壓器的繞組繞制的，隨著有載調壓變壓器產量的增多，有載調壓變壓器的繞組繞制跟連數增多。

（2）雙層及多層圓筒式。雙層及四層圓筒式一般作用于400V的低壓繞組，雙層圓筒式繞組，結構簡單且生產效率高，常用于35KV級及以下的中小型浸式變壓器，多層的繞組一般用于3KV及以上低壓或高壓繞組

（3）鋁箔圓筒式。鋁箔圓筒式類似于多層式，中間每層的層次絕緣主要是匝間絕緣，該繞組可以自動繞制，生產效率高于中小型變壓器和干式變壓器，且空間利用好。

2.2 層式繞組的結構特點

層式繞組的優點是繞制簡單，工藝性能良好，但是存在末端支撐穩定性差的特點，多層式繞組由于層間電容量大，對地電容量小，加上電壓分布均勻，存在輕微震動情況，因此對雷電沖擊有很好的沖擊性能。但考慮到軸向穩定性差的問題，該設備的使用受到很大的限制。

2.3 餅式繞組的基本結構

幾種常用的餅式繞組的結構如下：

餅式繞組的結構主要分為連續式、內屏蔽式、螺旋式、交錯式和8字式：

（1）連續式 。連續式繞組的線段多采用偶數或者4的倍數，段數多采用30多段或者100多段，每個線段的匝數，外繞組為整數，內繞組為分數，通過采用這種繞組可以將繞組的線頭和偉頭同事在繞組外側顯露，更加便于使用

（2）內屏蔽式。內屏蔽式繞組是連續線段內部插入增加縱向電容的屏線而成的，故又稱為插入電容式。其外觀極似糾結式。每段插入自由線段的匝數可以視需要自由改變。

（3）螺旋式。螺旋式繞組主要用于低電壓、大電流變壓器上，螺旋式主要通過多根導線纏繞而成的單層圓筒式繞組，通過匝間油道形成的線餅，因此也屬于餅式繞組。

2.4 餅式繞組的結構特點

在我國采用較為廣泛且使用范圍較廣的為餅式繞組機械，該機械有散熱性能良好的特點，主要糾結式繞組和內屏蔽式繞組的組合而成，在增加繞組縱向電容的同時，還可以改變和分布繞組的沖擊電壓，良好的沖擊性能。

3 繞組的材料

油浸式變壓器繞組用的導電材料主要是銅材和鋁材。由于鋁繞組變壓器存在機械強度差，負載損耗較大，對焊接質量要求高等不利因素，因此目前國內主要選用銅材料作為變壓器的導體材料。表2.1為銅和鋁導體的物理性能比較表。

表1 銅和鋁導體的物理性能比較

4 繞組絕緣

繞組絕緣主要是只匝間、層間、餅間絕緣和端圈、絕緣筒燈絕緣。前者構成繞組縱絕緣，后者構成繞組主絕緣。絕緣材料存在工作溫度高時會出現老化的問題，為防止出現類似情況而采用高耐熱等級的紙包銅樣式的導線來繞制。為滿足S11系列油浸式變壓器的要求采用芳香聚酞胺絕緣紙，聚酞胺絕緣紙具有電氣、機械性能好，耐潮濕和耐高溫的特性，完全可以滿足S11系列的要求。

［1］劉傳彝.電力變壓器設計計算方法與實踐［M］.沈陽：遼寧科學技術出版社，2002（09）.

［2］變壓器制造技術叢書編委會，魏春華，王顯文，王承志，冷晨.變壓器裝配工藝［M］.北京：機械工業出版社，1998.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.023