10 kV油浸电力变压器高压带分接和垫条排线研究

钱虹凌，王福成

(山西大同大学煤炭工程学院，山西大同037003)

近年来，开发面向对象的CAD优化集成系统是变压器产品CAD技术应用发展的趋势[1-3]，本文针对10kV油浸电力变压器CAD设计时，电磁计算是变压器设计计算的核心部分[4-7]，其中，绕组线匝排列与导线尺寸选择又是变压器电磁计算的核心。通常在选好铁心直径后，首先计算低压匝数，然后计算高压线圈匝数，当线圈匝数确定后，便可进行绕组线匝排列与导线尺寸选择。然而通常在排线时，面临如下实际要求：

(1)高压绕组分区排线。分接段单独选取绕组型式、排列线匝，根据分接段绕组型式的不同考虑预留匝数(采用纠结式时)，加强区(绕组首端和末端加入垫条)排线时考虑预留匝数；

(2)高压绕组分区选线规。分接段单独选线规，选择和非分接段不同的线规种类、导线宽和厚，并且分接段的电密要大于基本段的电密，幅向尺寸要小于基本段的幅向尺寸；

(3)高压绕组加强区幅向增加垫条厚度。加强区增加垫条后的幅向尺寸须小于正常区的幅向尺寸。

1 排线方法

高压绕组分区时的线饼如图1所示。

(1)首先考虑高压绕组分区排线，与以往排线的不同是考虑了分接段单独排线，以及由于分接段线圈型式采用纠结式要考虑的预留匝数，和两个加强区增加垫条的厚度后要考虑的预留匝数，具体流程图如图2所示。

图1 高压绕组分区线饼图

图2 高压绕组分区排线流程图

(2)高压绕组分区自动排线结束后，考虑分区自动选线规，具体选线规方法采用迭代算法，计算流程如图3所示。

图3 高压绕组分区自动选线规流程图

考虑使用迭代算法，多次运算选线规程序，选线的结果均满足实际要求。选线得到的几组数据如表1所示(基本段线圈型式均为连续式)。

(3)高压绕组分区自动排线和分区自动选线规结束后，由于高压绕组加强区增加垫条厚度，须计算加强区幅向尺寸是否超出正常区就，如果超出需要调整加强区的预留匝数，重新分区排线和分区选线，具体流程如图4所示。

(4)调整高压绕组加强区预留匝数完毕，计算短路阻抗。由于分接段单独排线和选线规，短路阻抗与范围相差较大，需要调整短路阻抗。根据偏差的方向，向上或向下调整线圈预估高度，高压绕组需要重新给两个加强区的预留匝数赋值，重新分区排线和分区选线规，计算线圈尺寸，调整加强区预留匝数，具体的流程图如图5所示。

图4 调整高压绕组加强区预留匝数流程图

图5 调整短路阻抗流程图

2 结语

开发10 kV油浸电力变压器CAD优化集成系统进行变压器设计时[8]，面临高压带分接段和垫条实际情况，采用特殊方法进行排线设计，结果证明了方法的合理性和有效性。

表1 高压绕组分区自动选线规结果

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