SCB18干式變壓器繞組結構解析

　　SCB18干式變壓器是一種高效節能的電力設備，其繞組結構對變壓器的性能、散熱、絕緣等方面起著關鍵作用。以下從繞組類型、排列方式、絕緣結構、繞制工藝等方面詳細介紹其繞組結構。

　　一、繞組類型

　　層式繞組

　　結構特點：層式繞組是將導線一層一層地繞制在繞線模上，各層之間用絕緣材料隔開。一般有單層、雙層和多層之分。在SCB18干式變壓器中，低壓繞組常采用多層圓筒式層式繞組。例如，對于額定容量較小的變壓器，低壓繞組可能采用2 - 3層導線繞制。

　　優勢：結構簡單，繞制工藝相對容易，散熱性能較好，因為導線直接暴露在空氣中，熱量容易散發出去。

　　適用場景：適用于電壓較低、容量較小的SCB18干式變壓器低壓側。

　　餅式繞組

　　結構特點：餅式繞組由若干個線餅組成，每個線餅是由多匝導線繞制而成的扁平形狀，線餅之間通過墊塊隔開并形成油道(干式變壓器中為氣道)。高壓繞組通常采用餅式繞組，如連續式、糾結式等。連續式餅式繞組是將線餅依次串聯起來，導線在各線餅之間連續繞制;糾結式餅式繞組則是通過特殊的繞制方式，使相鄰線餅之間的匝間電位差降低，提高繞組的抗沖擊電壓能力。

　　優勢：機械強度高，能承受較大的短路電動力;電氣性能好，尤其是糾結式餅式繞組，能有效改善繞組的沖擊電壓分布。

　　適用場景：適用于電壓較高、容量較大的SCB18干式變壓器高壓側。

　　二、繞組排列方式

　　同心式排列

　　結構特點：同心式排列是指高壓繞組和低壓繞組同心套在鐵芯柱上，一般低壓繞組靠近鐵芯，高壓繞組套在低壓繞組外面。這種排列方式結構緊湊，占空間小。例如，在常見的SCB18 - 1000/10干式變壓器中，低壓繞組為內層，高壓繞組為外層，兩者同心布置。

　　優勢：便于繞組的繞制和安裝，絕緣處理相對簡單，且能有效利用鐵芯空間。

　　散熱考量：由于低壓繞組在內層，散熱條件相對高壓繞組稍差，但通過合理的氣道設計和散熱措施，如增加散熱氣道數量、優化氣道形狀等，可保證繞組的散熱效果。

　　交疊式排列

　　結構特點：交疊式排列是將高壓繞組和低壓繞組分成若干個線餅，按照一定的順序交替排列在鐵芯柱上。這種排列方式在SCB18干式變壓器中較少采用，但在一些特殊結構或特殊用途的變壓器中可能會出現。

　　優勢：能改善繞組的漏磁分布，降低漏磁引起的附加損耗和局部過熱現象。

　　劣勢：繞制工藝復雜，絕緣處理難度大，成本較高。

　　三、絕緣結構

　　導線絕緣

　　材料與作用：繞組導線通常采用漆包線或紙包線，漆包線是在銅(鋁)導線表面涂覆一層絕緣漆，紙包線則是在導線外包裹絕緣紙。這些絕緣材料能有效防止導線之間以及導線與鐵芯之間的短路。例如，漆包線的絕緣漆厚度一般為幾十微米，能承受一定的電壓而不被擊穿。

　　選擇依據：導線絕緣的選擇取決于變壓器的額定電壓和絕緣等級。SCB18干式變壓器的絕緣等級通常為F級或H級，對應的導線絕緣材料要能滿足相應的耐熱和耐壓要求。

　　層間絕緣

　　材料與設置：在層式繞組中，各層導線之間需要設置層間絕緣，一般采用絕緣紙或絕緣薄膜。例如，在多層圓筒式繞組中，每層導線繞完后，會墊上一層0.05 - 0.1mm厚的絕緣紙作為層間絕緣。

　　作用：層間絕緣能防止層間短路，保證繞組的電氣性能。

　　餅間絕緣

　　材料與結構：餅式繞組的線餅之間通過墊塊形成氣道，同時墊塊也起到餅間絕緣的作用。墊塊一般采用絕緣性能良好的材料，如環氧樹脂板等。例如，在連續式餅式繞組中，相鄰線餅之間墊有環氧樹脂板，板厚根據變壓器的電壓等級和絕緣要求確定，一般為2 - 5mm。

　　功能：餅間絕緣不僅能防止線餅之間的短路，還能保證氣道的暢通，有利于繞組的散熱。

　　主絕緣

　　概念與范圍：主絕緣是指繞組對鐵芯、繞組對油箱(干式變壓器中為繞組對空氣或其他支撐結構)以及不同繞組之間的絕緣。在SCB18干式變壓器中，高壓繞組與低壓繞組之間、繞組與鐵芯之間需要設置足夠厚度的主絕緣。

　　實現方式：主絕緣通常采用絕緣紙板、環氧樹脂澆注體等材料。例如，在高壓繞組與低壓繞組之間，會放置多層絕緣紙板形成絕緣筒，絕緣筒的厚度根據變壓器的額定電壓和絕緣水平確定，一般可達幾十毫米。

　　四、繞制工藝

　　手工繞制

　　適用情況：對于一些小容量、特殊規格的SCB18干式變壓器繞組，可能會采用手工繞制。手工繞制時，繞線工需要按照設計要求，將導線均勻地繞制在繞線模上，并嚴格控制匝數和繞制緊密度。

　　優勢與局限：手工繞制的優點是靈活性高，能適應一些特殊結構的繞組繞制;但缺點是生產效率低，繞制質量受工人技術水平影響較大，繞組的均勻性和一致性可能難以保證。

　　機器繞制

　　設備與流程：大容量的SCB18干式變壓器繞組通常采用機器繞制。繞線機具有自動計數、自動張力控制等功能，能保證繞組的匝數準確、繞制緊密度均勻。繞制過程中，導線通過放線架放出，經過張力調節裝置后，均勻地繞制在繞線模上。

　　優勢：機器繞制生產效率高，產品質量穩定，能滿足大規模生產的需求。同時，通過優化繞線機的參數和繞制工藝，還能進一步提高繞組的性能，如降低繞組的損耗、提高繞組的散熱性能等。

　　五、繞組結構對變壓器性能的影響

　　電氣性能

　　電壓調整率：繞組的電阻和漏抗會影響變壓器的電壓調整率。合理的繞組結構，如采用糾結式餅式繞組降低漏抗，能有效改善電壓調整率。例如，在高壓側采用糾結式繞組的SCB18干式變壓器，其電壓調整率相比采用連續式繞組的變壓器可能會降低0.5% - 1%。

　　短路阻抗：繞組的排列方式、匝數和絕緣結構等因素決定了變壓器的短路阻抗。短路阻抗的大小對變壓器的短路電流和并列運行穩定性有重要影響。同心式排列且合理設計繞組匝數的變壓器，能在保證一定短路阻抗的同時，降低短路電流。

　　散熱性能

　　繞組結構與散熱：層式繞組由于導線直接暴露在空氣中，散熱性能較好;而餅式繞組通過設置氣道也能保證良好的散熱。合理的氣道設計和繞組排列方式，如增加氣道數量、優化氣道形狀等，能提高變壓器的散熱效率，降低繞組溫度，延長變壓器的使用壽命。例如，采用新型氣道結構的SCB18干式變壓器，其繞組溫度可比傳統結構降低5 - 10℃。

　　機械強度

　　應對短路能力：餅式繞組具有較高的機械強度，能承受較大的短路電動力。在變壓器發生短路故障時，餅式繞組能保持結構的完整性，減少繞組變形和損壞的可能性，提高變壓器的可靠性。