变压器低压绕组及有载调容变压器的制作方法

本申请涉及电力变压器技术领域，尤其是涉及一种变压器低压绕组及有载调容变压器。

背景技术：

现有的有载调容变压器的低压绕组由于其绕制结构的限制，会出现绕组上端的出头过多，出头需加包绝缘，导致绕组绕制不紧实而造成器身抗短路能力低的技术问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种变压器绕组及有载调容变压器，解决了现有技术中存在的低压绕组由于其绕制结构的限制，会出现绕组上端的出头过多，导致器身抗短路能力低的技术问题。

本申请提供了一种变压器低压绕组，包括第一线圈和第二线圈；所述第一线圈和所述第二线圈均呈筒状，所述第二线圈套设于所述第一线圈外；

所述第一线圈由第一组导线和第二组导线共同绕制形成，所述第一线圈为单螺旋结构或双螺旋结构；所述第一组导线的两端分别从所述第一线圈的两端引出，所述第二组导线的两端分别从所述第一线圈的两端引出，所述第一组导线的两端、所述第二组导线的两端用于与分接开关上不同的接线端相连接，所述分接开关能够使所述第一组导线和所述第二组导线在串联连接和并联连接两种连接方式之间进行切换；

所述第二线圈由第三组导线绕制形成，所述第三组导线的两端分别从所述第二线圈的两端引出；所述第一组导线和所述第二组导线串联连接或所述第一组导线和所述第二组导线并联连接后，与所述第三组导线串联连接。

在上述技术方案中，进一步地，所述第二组导线的导线数量与所述第一组导线的导线数量相同；所述第一组导线的导线和所述第二组导线的导线沿所述第一线圈的径向叠积排布形成一排导线组；所述第一组导线和所述第二组导线采用单螺旋212换位法绕制。

在上述技术方案中，进一步地，所述第一组导线中的单根导线截面和所述第二组导线中的单根导线截面相同；

所述第一线圈高度的计算公式为：h1＝(n1+1+3)×h

其中，h1表示所述第一线圈的高度，n1表示所述第一组导线的线匝数量或所述第二组导线的线匝数量；h表示所述第一组导线或所述第二组导线的单根导线在所述第一线圈的轴向方向的高度；k表示绕制轴向松紧裕量。

在上述技术方案中，进一步地，所述第一组导线的导线沿所述第一线圈的径向叠积并列排布；所述第二组导线的导线数量与所述第一组导线的导线数量相同，多个所述第二组导线的导线沿所述第一线圈的径向叠积并列排布；所述第一组导线和所述第二组导线沿所述第一线圈的轴向并列排布形成两排导线组；所述第一组导线和所述第二组导线采用双螺旋交叉换位法绕制。

在上述技术方案中，进一步地，所述第一线圈由多层线匝连续层叠组成；在所述第一线圈的第一层线匝和最后一层线匝中，所述第一组导线中的导线和所述第二组导线中的导线的排布位置相同。

在上述技术方案中，进一步地，所述第一组导线中的单根导线截面和所述第二组导线中的单根导线截面相同；

所述第一线圈高度的计算公式为：h1＝(n1+1)×2×h

其中，h1表示所述第一线圈的高度，n1表示所述第一组导线的线匝数量或所述第二组导线的线匝数量；h表示所述第一组导线或所述第二组导线的单根导线在所述第一线圈的轴向方向的高度；k表示绕制轴向松紧裕量。

在上述技术方案中，进一步地，所述第三组导线的绕向与所述第一组导线及所述第二组导线的绕向相反。

在上述技术方案中，进一步地，所述第一组导线的两端具有第一绝缘层，所述第二组导线的两端具有第二绝缘层。

在上述技术方案中，进一步地，所述第三组导线为轴向多根并列且径向单根并绕的结构，所述第三组导线不进行换位。

本申请还提供了一种有载调容变压器，包括上述方案所述的变压器低压绕组。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的变压器低压绕组，包括第一线圈和第二线圈；第一线圈和第二线圈均呈筒状，第二线圈套设于第一线圈外；第一线圈由第一组导线和第二组导线共同绕制形成，第一线圈为单螺旋结构或双螺旋结构；第一组导线的两端分别从第一线圈的两端引出，第二组导线的两端分别从第一线圈的两端引出，第一组导线的两端、第二组导线的两端用于与分接开关上不同的接线端相连接，分接开关能够使第一组导线和第二组导线在串联连接和并联连接两种连接方式之间进行切换；第二线圈由第三组导线绕制形成，第三组导线的两端分别从第二线圈的两端引出；第一组导线和第二组导线串联连接或第一组导线和第二组导线并联连接后，与第三组导线串联连接。

具体来说，变压器低压绕组包括内外两层线圈，内层线圈为第一线圈，外层线圈为第二线圈，第一线圈由第一组导线和第二组导线共同绕制而成，具体地，第一线圈的绕制方式可以为单螺旋绕制或者双螺旋绕制。第一组导线的两端以及第二组导线的两端分别从第一线圈的两端引出出头，第一组导线的两端以及第二组导线的两端和分接开关上不同的接线端子相连，开关可以切换第一组导线和第二组导线的连接方式，实现二者串联连接或者并联连接，第三线圈由第三组导线绕制，第三组导线的两端分别从第二线圈的两端引出，第一组导线和第二组导线串联连接或者并联连接后与第三组导线串联。

需要说明的是，从电连接的角度来说，第一组导线绕制形成第一段绕组，第二组导线绕制形成第二段绕组，第三组导线绕制形成第三段绕组，在分接开关的作用下，使得第一段绕组和第二段绕组串联连接或者并联连接后，与第三段绕组串联连接。对于三相变压器来说，每一相的第一段绕组的首尾两端和第二段绕组的首尾两端均与开关相连接，每一相第三段绕组的首端也与开关相连接，每一相第三段绕组的尾端封星连接。

上述变压器低压绕组适用的有载调容变压器应用于具有典型季节性负荷波动的农村电网、煤改电地区；具有典型日负荷波动的写字楼、城市用电等场所。有载调容采用高压d-y、低压并串转换，实现变压器大、小容量转换，从而实现节约电能的目的。在大容量下第一组导线和第二组导线并联后与第三组导线串联；小容量下第一组导线和第二组导线串联后与第三组导线串联。

本申请提供的变压器低压绕组通过设置两层线圈，且第一组导线及第二组导线的两端分别从第一线圈的两端引出，第三组导线的两端分别从第二线圈的两端引出，变压器绕组的上、下端分别有3个引出头，实现了局部高点减小，绕组绕制紧实，减小材料用量，降低成本，提升了变压器抗短路能力水平。

本申请还提供了有载调容变压器，包括上述变压器低压绕组。基于上述分析可知，该有载调容变压器实现了通过设置两层线圈，且第一组导线及第二组导线的两端分别从第一线圈的两端引出，第三组导线的两端分别从第二线圈的两端引出，变压器绕组的上、下端分别有3个引出头，实现了局部高点减小，绕组绕制紧实，减小材料用量，降低成本，提升了变压器抗短路能力水平。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的变压器低压绕组的透视示意图；

图2为本申请实施例一提供的变压器低压绕组的结构示意图；

图3为本申请实施例一提供的第一组导线和第二组导线的初始排布的截面示意图；

图4为本申请实施例一提供的第一组导线和第二组导线采用单螺旋212换位法绕制的示意图；

图5为本申请实施例二提供的第一组导线和第二组导线的初始排布的截面示意图；

图6为本申请实施例二提供的第一组导线和第二组导线采用双螺旋交叉换位法绕制的示意图；

图7为本申请实施例三提供的第一线圈的结构示意图；

图8为本申请实施例三提供的第一组导线和第二组导线的出头绝缘层的结构示意图；

图9为本申请实施例三提供的第一组导线和第二组导线的出头绝缘层的又一的结构示意图；

图10为本申请实施例五提供的变压器低压绕组的接线示意图。

图中：101-第一线圈；102-第二线圈；103-第一组导线；104-第二组导线；105-第三组导线；106-第一绝缘层；107-第二绝缘层。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例一

参见图1至图4所示，本申请实施例一提供了一种变压器低压绕组，包括第一线圈101和第二线圈102；第一线圈101和第二线圈102均呈筒状，第二线圈102套设于第一线圈101外；第一线圈101由第一组导线103和第二组导线104共同绕制形成，第一线圈101为单螺旋结构或双螺旋结构；第一组导线103的两端分别从第一线圈101的两端引出，第二组导线104的两端分别从第一线圈101的两端引出，第一组导线103的两端、第二组导线104的两端用于与分接开关上不同的接线端相连接，分接开关能够使第一组导线103和第二组导线104在串联连接和并联连接两种连接方式之间进行切换；第二线圈102由第三组导线105绕制形成，第三组导线105的两端分别从第二线圈102的两端引出；第一组导线103和第二组导线104串联连接或第一组导线103和第二组导线104并联连接后，与第三组导线105串联连接。

具体来说，变压器低压绕组包括内外两层线圈，内层线圈为第一线圈101，外层线圈为第二线圈102，第一线圈101由第一组导线103和第二组导线104共同绕制而成，具体地，第一线圈101的绕制方式可以为单螺旋绕制或者双螺旋绕制。第一组导线103的两端以及第二组导线104的两端分别从第一线圈101的两端引出出头，第一组导线103的两端以及第二组导线104的两端和分接开关上不同的接线端子相连，开关可以切换第一组导线103和第二组导线104的连接方式，实现二者串联连接或者并联连接，第三线圈由第三组导线105绕制，第三组导线105的两端分别从第二线圈102的两端引出，第一组导线103和第二组导线104串联连接或者并联连接后与第三组导线105串联。

需要说明的是，从电连接的角度来说，第一组导线103绕制形成第一段绕组，第二组导线104绕制形成第二段绕组，第三组导线105绕制形成第三段绕组，在分接开关的作用下，使得第一段绕组和第二段绕组串联连接或者并联连接后，与第三段绕组串联连接。对于三相变压器来说，每一相的第一段绕组的首尾两端和第二段绕组的首尾两端均与开关相连接，每一相第三段绕组的首端也与开关相连接，每一相第三段绕组的尾端封星连接。

上述变压器绕组适用的有载调容变压器应用于具有典型季节性负荷波动的农村电网、煤改电地区；具有典型日负荷波动的写字楼、城市用电等场所。有载调容采用高压d-y、低压并串转换，实现变压器大、小容量转换，从而实现节约电能的目的。在大容量下第一组导线103和第二组导线104并联后与第三组导线105串联；小容量下第一组导线103和第二组导线104串联后与第三组导线105串联。

本申请提供的变压器绕组通过设置两层线圈，且第一组导线103及第二组导线104的两端分别从第一线圈101的两端引出，第三组导线105的两端分别从第二线圈102的两端引出，变压器绕组的上、下端分别有3个引出头，实现了局部高点减小，绕组绕制紧实，减小材料用量，降低成本，提升了变压器抗短路能力水平。

该实施例可选的方案中，第二组导线104的导线数量与第一组导线103的导线数量相同；第一组导线103的导线和第二组导线104的导线沿第一线圈101的径向叠积排布形成一排导线组；第一组导线103和第二组导线104采用单螺旋212换位法绕制。

在该实施例中，第一组导线103和第二组导线104采用单螺旋212换位法绕制，具体地，以图3和图4所示结构进行说明，其中图3为本申请实施例一提供的第一组导线103和第二组导线104的初始排布的截面示意图，图中e侧对应第一线圈101的内径侧，f侧对应第一线圈101的外径侧，第一组导线103和第二组导线104中的导线的数量均为4个，第一组导线103和第二组导线104换位前的初始位置为第一组导线103位于第二组导线104的外侧。

图4为本申请实施例一提供的第一组导线103和第二组导线104采用单螺旋212换位法绕制的示意图。第一组导线103和第二组导线104自下向上绕制，其中，第一次换位时，位于线圈内侧的第二组导线104中的四根导线和位于线圈外侧的第一组导线103中的四根导线进行整体换位，即第一组导线103换位至第二组导线104的内侧。第二次换位时，位于内侧的第一组导线103与位于外侧的第二组导线104进行交换位置的同时，对于第一组导线103的每一根导线也进行换位，第二组导线104的每一根导线也进行换位。如定义最内侧的位置为1位，从内侧至外侧依次为1位至8位，对于位于第一组导线103的最内侧的导线来说，其换位至外侧的同时，原来位于第一组导线103最内侧的一根换位后位于第一组导线103中的最外侧，即原位于1位的第一组导线103中的导线由1位置调整至8位，原位于2位的第一组导线103中的导线位置调整至7位，其余第一组导线103和第二组导线104中的导线的换位规则与上述规则相同，即在第二次换位时，第一组导线103所有的导线和第二组导线104所有的导线进行了完全换位。第三次换位时，位于内侧的第二组导线104和位于外侧的第一组导线103进行整体换位。

采用单螺旋212换位法绕制，使得每根第一组导线103和第二组导线104的长度相等，第一组导线103和第二组导线104所处漏磁情况基本相同，减小导线环流损耗，节约材料成本，提升变压器过载能力。

该实施例可选的方案中，第一线圈101由多层线匝层叠组成，第一组导线103和第二组导线104之间的换位次数为三次，三次换位位置分别位于第一线圈101的线匝总匝数的四分之一处、第一线圈101的线匝总匝数的二分之一处及第一线圈101的线匝总匝数的四分之三处。

在该实施例中，三次换位位置将整个线圈四等分，对于每一种第一组导线103和第二组导线104的排布方式来说，其绕制线圈的线匝匝数是等同的，即其绕制线圈的高度是等同的，即可以保证第一组导线103和第二组导线104中的每一根所用的长度相等，减小导线环流损耗，节约材料成本，提升变压器过载能力。

该实施例可选的方案中，第一组导线103中的单根导线截面和第二组导线104中的单根导线截面相同；

第一线圈101高度的计算公式为：h1＝(n1+1+3)×h×k

其中，h1表示第一线圈101的高度，n1表示第一组导线103的线匝数量或第二组导线104的线匝数量；h表示第一组导线103或第二组导线104的单根导线在第一线圈101的轴向方向的高度；k表示绕制轴向松紧裕量。

在该实施例中，第一组导线103和第二组导线104并列绕制形成第一线圈101的整体结构，所以二者的线匝数量相等，在绕制过程中进行了三次换位，第一组导线103和第二组导线104位于同一层，换位会增加线圈的总体高度，三次换位增加了三层第一组导线103或第二组导线104的轴向高度，且第一线圈101的首端和尾端都是半匝，两个半匝相加即为一个整匝，即一层第一组导线103或第二组导线104中单根导线轴向的高度，公式中需要增加上述因素的影响。

实施例二

参照图5和图6所示，该实施例也提供了一种第一组导线103与第二组导线104的排布方式和换位方式，该实施例是第一组导线103与第二组导线104的排布方式和换位方式另一种实现方案，除此之外的实施例一的技术方案也属于该实施例，不再重复描述。

该实施例可选的方案中，第一组导线103的导线沿第一线圈101的径向叠积并列排布；第二组导线104的导线数量与第一组导线103的导线数量相同，多个第二组导线104的导线沿第一线圈101的径向叠积并列排布；第一组导线103和第二组导线104沿第一线圈101的轴向并列排布形成两排导线组；第一组导线103和第二组导线104采用双螺旋交叉换位法绕制。

在该实施例中，第一组导线103和第二组导线104采用双螺旋交叉换位法绕制，第一组导线103和第二组导线104自下向上绕制，具体地，以图5和图6所示结构进行说明，图5为本申请实施例二提供的第一组导线103和第二组导线104的初始排布的截面示意图，图中e侧对应第一线圈101的内径侧，f侧对应第一线圈101的外径侧，第一组导线103和第二组导线104轴向并列，且第一组导线103位于第二组导线104的上方，第一组导线103径向排列，第二组导线104径向排列。第一组导线103和第二组导线104进行双螺旋交叉换位法绕制时，位于上层的第一组导线103中最外侧的导线换位至外侧的下层，同时下层的第二组导线104中的导线依次向内换位，位于下层的第二组导线104中的最内侧的导线换位至上层的最内侧，每一次换位都重复上述操作。

该实施例可选的方案中，换位次数为第一组导线103的导线数量和第二组导线104的导线数量之和。

该实施例可选的方案中，第一线圈101由多层线匝连续层叠组成；在第一线圈101的第一层线匝和最后一层线匝中，第一组导线103中的导线和第二组导线104中的导线的排布位置相同。

在该实施例中，第一组导线103和第二组导线104进行双螺旋交叉换位法绕制时，位于上层的第一组导线103中外侧的导线换位至外侧的下层，同时下层的第二组导线104中的导线依次向内换位，位于下层的第二组导线104中最内侧的导线换位至上层的最内侧，每一次换位都重复上述操作，直至第一组导线103中的导线和第二组导线104中的导线的位置又回到初始位置，即第一线圈101的第一层线匝和最后一层线匝中，第一组导线103中的导线和第二组导线104中的导线的排布位置是相同的。

该实施例可选的方案中，第一组导线103中的单根导线截面和第二组导线104中的单根导线截面相同；

第一线圈101高度的计算公式为：h1＝(n1+1)×2×h×k

其中，h1表示第一线圈101的高度，n1表示第一组导线103的线匝数量或第二组导线104的线匝数量；h表示第一组导线103或第二组导线104的单根导线在第一线圈101的轴向方向的高度；k表示绕制轴向松紧裕量。

在该实施例中，第一组导线103和第二组导线104并列绕制形成第一线圈101的整体结构，所以二者的线匝数量相等，且第一线圈101的首端和尾端都是半匝，两个半匝相加即为一个整匝，即一层第一组导线103或第二组导线104中的单根导线的轴向高度，公式中需要增加上述因素的影响。

实施例三

该实施例三中的变压器低压绕组是在上述任一实施例基础上的改进，上述实施例中公开的技术内容不重复描述，上述实施例中公开的内容也属于该实施例三公开的内容。

该实施例可选的方案中，第三组导线105的绕制方向与第一组导线103及第二组导线104的绕制方向相反。

在该实施中，具体地，参见图7所示，第一线圈101由下至上绕制，从图中d方向看，第一组导线103和第二组导线104为逆时针绕制，定义其为右绕向，第三组导线105的绕制方向与第一组导线103及第二组导线104的绕制方向相反，即为左绕向。

该实施例可选的方案中，第一组导线103的两端具有第一绝缘层106，第二组导线104的两端具有第二绝缘层107。

在该实施中，具体地，参见图8所示，图中示出了第一组导线103和第二组导线104采用单螺旋212换位法绕制时，第一线圈101的上端及下端的端出头处，第一组导线103和第二组导线104的绝缘结构。参见图9所示，图中示出了第一组导线103和第二组导线104采用双螺旋交叉换位法绕制时，第一线圈101的上端及下端的端出头处，第一组导线103和第二组导线104的绝缘结构。第一线圈101由第一组导线103和第二组导线104共同绕制形成，在第一线圈101的两端，将第一组导线103和第二组导线104分开进行单独的绝缘处理或者绝缘包扎，即第一组导线103的两端具有第一绝缘层106，第二组导线104的两端具有第二绝缘层107。

该实施例可选的方案中，第三组导线105为轴向多根并列且径向单根并绕的结构，第三组导线105不进行换位。

在该实施中，第三组导线105采用轴向多根导线并列排布，且径向单根并列排布的方式进行绕制，在绕制的过程中，第三组导线105不进行换位操作。

实施例四

本申请实施例四提供了一种有载调容变压器，包括上述任一实施例所述的变压器低压绕组。因而，具有上述任一实施例所述的变压器低压绕组的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

实施例五

参见图10所示，本申请实施例五提供了上述任一实施例所述的变压器低压绕组的具体应用，具体地，在变压器的a相中，第一组导线103的上端是x1，下端是a1；第二组导线104的上端x2，下端是a2；第三组导线105的上端是x2＇，下端是x。即a相的变压器绕组的上端有3个出头，分别是x1、x2、x2＇，a相的变压器绕组的下端有3个出头，分别是a1、a2、x。变压器的b相和c相与a相同理，在此不再赘述。x2和x2＇(y2和y2＇，z2和z2＇)在变压器绕组的上部连接；x、y、z在绕组下部封星连接，连接点为o；a1和a2(b1和b2，c1和c2)从绕组下部向上引线，并与开关对应触点连接；x1和x2(y1和y2，z1和z2)从绕组上部向上引，并与开关对应触点连接。整个引线布局美观，便于工艺操作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。