不同的应用和安置场景有不同类型的绕组。绕组是以各种形式缠绕的导体,例如螺旋形,圆盘形,圆柱形,交叉形。磁动势则由铁心到具有不同级别的电压的其他绕组产生磁动势。主要有两种类型的变压器:
▸ 芯式变压器
▸ 壳式变压器
在芯式类型中,我们将初级绕组和次级绕组缠绕在外侧分支上,而在壳式中,我们将初级绕组和次级绕组缠绕在内侧分支上。
在芯式变压器中使用同心型绕组,将低压绕组靠近铁心。但为了减少泄漏电抗,绕组可以交错。芯式的绕组取决于许多因素,例如额定电流、短路承受能力、温升限制、阻抗、浪涌电压以及运输设施等等。
这些绕组是分层绕组,并使用图(a)和(b)所示的矩形或圆形导体。导体缠绕在图(c)所示的扁平侧,缠绕在图(d)的肋侧。
圆柱形绕组是低压绕组,对于600-750kVA容量,使用的最高电压6.6 kV,额定电流在10至600 A之间。
圆筒式绕组经常使用多层绕组形式。使用两层扁平导体,因为它易于固定引出端。油管将绕组的各层分开,这种布置有助于通过绕组中的油循环进行冷却。
在多层圆柱形绕线,我使用圆形导体缠绕在垂直条来改善冷却条件。这种布置产生的油管道方便更好的散热。使用这种类型的绕组来提供高达33 kV,800 kVA的高压额定值以及高达80A的额定电流,所用的裸导体的最大直径为4mm。
使用螺旋绕组的低电压、高容量的变压器,其中电流较高,同时绕组匝数较小。变压器的输出在0.23~15 kV范围内,从160~1000 kVA不等。为了确保足够的机械强度,带材的横截面面积不得小于75-100毫米见方。平行构成导体的最大条带数为16。
单螺旋绕组包括沿具有倾斜度的螺旋线在轴向上缠绕。每个绕组中只有一层匝。双螺旋绕组的优点是可以减少导体中的涡流损耗。这是由于沿径向布置的平行导体的数量减少了。
在盘形螺旋绕组中,平行连接的条带在径向上并排放置以占据绕组的总径向深度。
多层螺旋绕组通常用于110 kV及以上的高压等级。这些类型的绕组由同心缠绕并串联连接的多个圆柱层组成。
通常让外层短于内层,达到均匀地分布电容的目的, 这些绕组主要改善了变压器的电涌性能。
交叉式绕组用于小型变压器的高压绕组。导体是纸包的圆线或带状,绕组被分成多个线圈来减小相邻层之间的电压。这些线圈轴向分开0.5至1毫米的距离,相邻线圈之间的电压不应超过800到1000V。
线圈的内端连接到相邻线圈的输出侧端,如上图所示。每个线圈的实际轴向长度约为50毫米,而两个线圈之间的间距约为6毫米来容纳绝缘材料块。
线圈的宽度为25至50毫米。在正常情况下,交叉式绕组的强度要比圆筒式绕组高。但交叉式绕组比圆筒式绕组具有更强的脉冲强度。当然了,这种类型也具有较高的人工成本。
这种绕组主要用于大容量变压器。绕组由多个串联或并联的扁平线圈或圆盘组成。线圈由矩形条形成,矩形条从中心沿径向方向向外螺旋缠绕,如下图所示。
导体可以是单条,也可以是平行地缠绕在扁平面上的多条,这使得这种绕组的结构更加坚固。圆盘彼此分离,压板扇区附在垂直条纹上。
垂直和水平隔圈提供了径向和轴向通道,用于油的自由循环,每转接触一次。导体的面积从4到50平方毫米不等,电流限制为12 ~ 600A。
对于35 kV电压来说,油管的最小宽度为6 mm。盘式绕组和连续盘式绕组的优点是它们具有更大的机械轴向强度和更小的成本。
两个线圈位于同一磁轴上的距离越近,互感器的比例越大,漏磁通越小,可以轻松控制电抗。
通过细分低压和高压部分,可以减少泄漏。端部低压部分包含正常低压部分的一半匝数,即半线圈。
为了平衡相邻部分的磁通势,每个正常部分(无论高电压还是低电压)都承载相同数量的匝数。细分程度越高,电抗越小。