浅谈S11系列变压器绕组的种类及选择

张海波，闫庆森，王 云

（国网山东省电力公司鱼台县供电公司，山东 鱼台 272300）

浅谈S11系列变压器绕组的种类及选择

张海波，闫庆森，王 云

（国网山东省电力公司鱼台县供电公司，山东 鱼台 272300）

在整个供电系统占比最大的是配电变压器，目前世界各国关注的焦点问题是降低变压器的损耗和提高供配电的系统效率，因此改变配电变压器的性能和降低电压损耗指标，对提高系统可靠性和电力系统节能有重要的意义。低损耗配电变压器可以将损耗得到很大程度的降低，使其电网电能的损失大幅下降，且成本相对低廉、体积小质量轻，所以在电网改造过程中会有非常广泛的应用，本文主要从S11系列配电变压器绕组的运行、结构及选择等方面进行全面的论述。

变压器；S11系列；节能；绕组

1 变压器绕组概述

电力系统中的变压器电路主要分为绕组、高压引线和低压引线，其中绕组是变压器电气的主要组成部分，在变压器变换和输配电能中起到重要的作用。其导线需满足以下要求：导电性能好、绝缘漆层有足够的耐热性，并且有一定的耐腐蚀能力。

变压器绕组的注意事项

（1）电气强度。变压器通过长期运行，绕组的绝缘效果必须要承受雷电冲击电压、操作过电压和暂态过电压，内部过电压主要是由操作过电压和暂态过电压组成。（2）耐热程度。绕组是否可以耐热，主要可以通过以下两个方面看出，第一是变压器在运行状态中，如果出现任意线路发生短路问题时，绕组可以承受此部分因短路电流而产生的热作用并不会发生损坏；另一方面是在长期工作电流状态下，绕组绝缘使用寿命高于35年。（3）机械强度。在电气发生突然短路或正常运行时，电动力导致绕组损坏的情况时有发生，主要分为以下几种情况：1）正常运行状态下的由于电动力引起的损坏。2）突然短路时主要有横向力引起的损坏

2 变压器绕组的种类及选择

2.1 层式绕组的构成

层式绕组形状如同筒状，通过持续连续的烧制而成，下面主要介绍几种常见的圆筒式套组的基本组成和使用范围：

（1）单层圆筒式。单层圆筒式组机械采用较少的原因是由于存在稳定性较差的缺点，我国常采用的填充系数高的单层圆筒式，是有载调压变压器的绕组绕制的，随着有载调压变压器产量的增多，有载调压变压器的绕组绕制跟连数增多。

（2）双层及多层圆筒式。双层及四层圆筒式一般作用于400V的低压绕组，双层圆筒式绕组，结构简单且生产效率高，常用于35KV级及以下的中小型浸式变压器，多层的绕组一般用于3KV及以上低压或高压绕组

（3）铝箔圆筒式。铝箔圆筒式类似于多层式，中间每层的层次绝缘主要是匝间绝缘，该绕组可以自动绕制，生产效率高于中小型变压器和干式变压器，且空间利用好。

2.2 层式绕组的结构特点

层式绕组的优点是绕制简单，工艺性能良好，但是存在末端支撑稳定性差的特点，多层式绕组由于层间电容量大，对地电容量小，加上电压分布均匀，存在轻微震动情况，因此对雷电冲击有很好的冲击性能。但考虑到轴向稳定性差的问题，该设备的使用受到很大的限制。

2.3 饼式绕组的基本结构

几种常用的饼式绕组的结构如下：

饼式绕组的结构主要分为连续式、内屏蔽式、螺旋式、交错式和8字式：

（1）连续式 。连续式绕组的线段多采用偶数或者4的倍数，段数多采用30多段或者100多段，每个线段的匝数，外绕组为整数，内绕组为分数，通过采用这种绕组可以将绕组的线头和伟头同事在绕组外侧显露，更加便于使用

（2）内屏蔽式。内屏蔽式绕组是连续线段内部插入增加纵向电容的屏线而成的，故又称为插入电容式。其外观极似纠结式。每段插入自由线段的匝数可以视需要自由改变。

（3）螺旋式。螺旋式绕组主要用于低电压、大电流变压器上，螺旋式主要通过多根导线缠绕而成的单层圆筒式绕组，通过匝间油道形成的线饼，因此也属于饼式绕组。

2.4 饼式绕组的结构特点

在我国采用较为广泛且使用范围较广的为饼式绕组机械，该机械有散热性能良好的特点，主要纠结式绕组和内屏蔽式绕组的组合而成，在增加绕组纵向电容的同时，还可以改变和分布绕组的冲击电压，良好的冲击性能。

3 绕组的材料

油浸式变压器绕组用的导电材料主要是铜材和铝材。由于铝绕组变压器存在机械强度差，负载损耗较大，对焊接质量要求高等不利因素，因此目前国内主要选用铜材料作为变压器的导体材料。表2.1为铜和铝导体的物理性能比较表。

表1 铜和铝导体的物理性能比较

4 绕组绝缘

绕组绝缘主要是只匝间、层间、饼间绝缘和端圈、绝缘筒灯绝缘。前者构成绕组纵绝缘，后者构成绕组主绝缘。绝缘材料存在工作温度高时会出现老化的问题，为防止出现类似情况而采用高耐热等级的纸包铜样式的导线来绕制。为满足S11系列油浸式变压器的要求采用芳香聚酞胺绝缘纸，聚酞胺绝缘纸具有电气、机械性能好，耐潮湿和耐高温的特性，完全可以满足S11系列的要求。

［1］刘传彝.电力变压器设计计算方法与实践［M］.沈阳：辽宁科学技术出版社，2002（09）.

［2］变压器制造技术丛书编委会，魏春华，王显文，王承志，冷晨.变压器装配工艺［M］.北京：机械工业出版社，1998.

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