一种双饼式绕组结构的制作方法

本发明涉及变压器技术领域,尤其涉及一种双饼式绕组结构。

背景技术：

在大型整流变压器和电炉变压器中，由于低压侧绕组电压低、电流大，多路并联的双饼式绕组得到广泛应用，每个双饼式绕组由30-60个双饼并联组成。多组线饼沿轴向排列，每组线饼分别由上线饼和下线饼两个线饼组成，每组线饼上安装有一个接线头，各层线饼由导线绕制而成，导线的匝数和横截面积都是相等、均匀的。这种线圈在使用时，由于变压器线圈在轴向高度上各线饼所处的磁场强度不同，每个双饼上的电流也不同。当线圈工作时，靠近内层的线饼所处的磁场强度大于外层，因而，内层线饼上的电流强度大于外层，造成内层线圈通过电流过大，内层线圈老化快、容易烧毁的问题；另外，由于绕组端部横向漏磁的影响，这些并联的双饼式绕组中，两端双饼中的电流高于中部双饼内电流。因此，双饼式绕组两端的第一个双饼温升大大高于绕组的平均温升，可能会导致双饼式绕组的局部过热，危及变压器的安全运行，减小变压器的使用寿命。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单合理、能够杜绝局部过热的双饼式绕组结构，提高变压器的运行可靠性，尤其适用于大型整流变压器和电炉变压器。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种双饼式绕组结构，包括绕制在铁芯柱外部的高压绕组和低压绕组，所述低压绕组设置在高压绕组外侧，所述高压绕组和低压绕组均由多组线饼沿轴向排列而成，每组线饼均由上线饼和下线饼组成；所述低压绕组包括N组线饼，所述低压绕组第Ⅴ组至第N-Ⅰ组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度均相同，第Ⅰ组及第N组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度均大于第Ⅴ组至第N-Ⅰ组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组及第N-Ⅲ、N-Ⅱ、N-Ⅰ组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度均小于第Ⅴ组至第N-Ⅰ组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度。

优选的，所述低压绕组的第Ⅴ组至第N-Ⅰ组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度均为h，第Ⅰ组及第N组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度均为1.4h～2h，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组及第N-Ⅲ、N-Ⅱ、N-Ⅰ组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度均为0.7h～0.9h。

优选的，所述低压绕组的轴向高度H比高压绕组轴向高度H′高30～60mm。

优选的，所述低压绕组的辐向导线间隙内间隔设有绝缘块，相邻绝缘块间形成油道，所述绝缘块厚度为5mm。

优选的，所述油道设置在低压绕组的辐向、且由内到外的三分之一处。

优选的，所述绝缘块包括纸板和绝缘垫块，所述绝缘垫块粘贴在纸板上，所述纸板厚度为0.5mm，所述绝缘垫块厚度为4.5mm。

优选的，所述低压绕组和高压绕组之间还间隔设有撑条。

优选的，所述撑条厚度为6～10mm。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过增大低压绕组的第Ⅰ组及第N组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度，可以降低低压绕组上下两端线饼中的电流密度，降低温升；通过减小第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组及第N-Ⅲ、N-Ⅱ、N-Ⅰ组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度，可使导线得到充分利用，提高低压绕组的填充系数，提高材料利用率。本发明具有结构简单合理、制作简便的优点，能够杜绝低压绕组局部过热，提高变压器的运行可靠性，提高变压器的使用寿命。本发明尤其适用于大型整流变压器和电炉变压器。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种双饼式绕组结构的纵截面示意图；

图2是低压绕组的结构示意图；

图中：1-铁芯柱，2-高压绕组，3-低压绕组，4-上线饼，5-下线饼，6-绝缘块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、2所示，本发明提供的一种双饼式绕组结构，包括绕制在铁芯柱1外部的高压绕组2和低压绕组3，所述低压绕组3设置在高压绕组2外侧，所述高压绕组2和低压绕组3均由多组线饼沿轴向排列而成，每组线饼均由上线饼4和下线饼5组成；所述低压绕组3包括N组线饼，所述低压绕组3第Ⅴ组至第N-Ⅰ组线饼的上线饼4和下线饼5导线轴向高度均相同，第Ⅰ组及第N组线饼的上线饼4和下线饼5导线轴向高度均大于第Ⅴ组至第N-Ⅰ组线饼的上线饼4和下线饼5导线轴向高度，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组及第N-Ⅲ、N-Ⅱ、N-Ⅰ组线饼的上线饼4和下线饼5导线轴向高度均小于第Ⅴ组至第N-Ⅰ组线饼的上线饼4和下线饼5导线轴向高度。

在本发明的一个具体实施例中，所述低压绕组3第Ⅴ组至第N-Ⅰ组线饼的上线饼4和下线饼5导线轴向高度均为h，因为上线饼4和下线饼5均由一根截面为矩形的导线围绕铁芯柱沿其径向盘绕而成，上线饼4和下线饼5导线轴向高度h即为单根导线的高度；第Ⅰ组及第N组线饼的上线饼4和下线饼5导线轴向高度均为1.4h～2h，通过增大导线轴向高度降低端部线饼中的电流密度，降低温升；第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组及第N-Ⅲ、N-Ⅱ、N-Ⅰ组线饼的上线饼4和下线饼5导线轴向高度均为0.7h～0.9h，通过降低第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组及第N-Ⅲ、N-Ⅱ、N-Ⅰ组线饼的导线轴向高度，使低压绕组中的导线得到充分利用，提高绕组的填充系数，并提高材料利用率，降低成本。

进一步地，所述低压绕组3的轴向高度H比高压绕组2轴向高度H′高30～60mm，可以减小低压绕组端部的第一个双饼中的电流，从而避免低压绕组的局部过热。

在本发明的一个优选实施例中，所述低压绕组3的辐向导线间隙内间隔设有绝缘块6，相邻绝缘块6间形成油道，所述绝缘块6厚度为5mm。通过设置油道可降低低压绕组的温升，延长绕组使用寿命。

其中，所述低压绕组的辐向尺寸为40-70mm，所述油道设置在低压绕组3的辐向、且由内到外的三分之一处。由于低压绕组温升较大部位处于由内到外辐向的三分之一处，可将绝缘块间隔设置在这一位置的导线间，形成油道通油降温。

在本发明的一个具体实施例中，所述绝缘块6包括纸板和绝缘垫块，所述绝缘垫块粘贴在纸板上，所述纸板厚度为0.5mm，所述绝缘垫块厚度为4.5mm。

另外，所述低压绕组3和高压绕组2之间还间隔设有撑条。其中，所述撑条厚度为6～10mm。利用撑条间的油道使得高压绕组和低压绕组中线饼的热量能充分散发出去，避免局部过热。

综上所述，本发明具有结构简单合理、制作简便的优点，通过增大低压绕组的第Ⅰ组及第N组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度，可以降低低压绕组上下两端线饼中的电流密度，降低温升；通过减小第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组及第N-Ⅲ、N-Ⅱ、N-Ⅰ组线饼的上线饼和下线饼导线轴向高度，可使导线得到充分利用，提高低压绕组的填充系数，提高材料利用率；通过增大低压绕组的轴向高度减小低压绕组端部线饼中的电流，在低压绕组的辐向由内到外的三分之一处设置油道、在高压绕组与低压绕组间增设撑条，均可避免绕组的局部过热，使整个绕组温度分布均匀，提高变压器的运行可靠性。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。