SCB18干式變壓器繞組結(jié)構(gòu)解析

　　SCB18干式變壓器是一種高效節(jié)能的電力設(shè)備，其繞組結(jié)構(gòu)對(duì)變壓器的性能、散熱、絕緣等方面起著關(guān)鍵作用。以下從繞組類型、排列方式、絕緣結(jié)構(gòu)、繞制工藝等方面詳細(xì)介紹其繞組結(jié)構(gòu)。

　　一、繞組類型

　　層式繞組

　　結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：層式繞組是將導(dǎo)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(duì)于額定容量較小的變壓器，低壓繞組可能采用2 - 3層導(dǎo)線繞制。

　　優(yōu)勢(shì)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，繞制工藝相對(duì)容易，散熱性能較好，因?yàn)閷?dǎo)線直接暴露在空氣中，熱量容易散發(fā)出去。

　　適用場(chǎng)景：適用于電壓較低、容量較小的SCB18干式變壓器低壓側(cè)。

　　餅式繞組

　　結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：餅式繞組由若干個(gè)線餅組成，每個(gè)線餅是由多匝導(dǎo)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(xù)式、糾結(jié)式等。連續(xù)式餅式繞組是將線餅依次串聯(lián)起來，導(dǎo)線在各線餅之間連續(xù)繞制;糾結(jié)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(yōu)勢(shì)：機(jī)械強(qiáng)度高，能承受較大的短路電動(dòng)力;電氣性能好，尤其是糾結(jié)式餅式繞組，能有效改善繞組的沖擊電壓分布。

　　適用場(chǎng)景：適用于電壓較高、容量較大的SCB18干式變壓器高壓側(cè)。

　　二、繞組排列方式

　　同心式排列

　　結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：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(jié)構(gòu)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(nèi)層，高壓繞組為外層，兩者同心布置。

　　優(yōu)勢(shì)：便于繞組的繞制和安裝，絕緣處理相對(duì)簡(jiǎn)單，且能有效利用鐵芯空間。

　　散熱考量：由于低壓繞組在內(nèi)層，散熱條件相對(duì)高壓繞組稍差，但通過合理的氣道設(shè)計(jì)和散熱措施，如增加散熱氣道數(shù)量、優(yōu)化氣道形狀等，可保證繞組的散熱效果。

　　交疊式排列

　　結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：交疊式排列是將高壓繞組和低壓繞組分成若干個(gè)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(jié)構(gòu)或特殊用途的變壓器中可能會(huì)出現(xiàn)。

　　優(yōu)勢(shì)：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(xiàn)象。

　　劣勢(shì)：繞制工藝復(fù)雜，絕緣處理難度大，成本較高。

　　三、絕緣結(jié)構(gòu)

　　導(dǎo)線絕緣

　　材料與作用：繞組導(dǎo)線通常采用漆包線或紙包線，漆包線是在銅(鋁)導(dǎo)線表面涂覆一層絕緣漆，紙包線則是在導(dǎo)線外包裹絕緣紙。這些絕緣材料能有效防止導(dǎo)線之間以及導(dǎo)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(jù)：導(dǎo)線絕緣的選擇取決于變壓器的額定電壓和絕緣等級(jí)。SCB18干式變壓器的絕緣等級(jí)通常為F級(jí)或H級(jí)，對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線絕緣材料要能滿足相應(yīng)的耐熱和耐壓要求。

　　層間絕緣

　　材料與設(shè)置：在層式繞組中，各層導(dǎo)線之間需要設(shè)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(dǎo)線繞完后，會(huì)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(jié)構(gòu)：餅式繞組的線餅之間通過墊塊形成氣道，同時(shí)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(huán)氧樹脂板等。例如，在連續(xù)式餅式繞組中，相鄰線餅之間墊有環(huán)氧樹脂板，板厚根據(jù)變壓器的電壓等級(jí)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(duì)鐵芯、繞組對(duì)油箱(干式變壓器中為繞組對(duì)空氣或其他支撐結(jié)構(gòu))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(shè)置足夠厚度的主絕緣。

　　實(shí)現(xiàn)方式：主絕緣通常采用絕緣紙板、環(huán)氧樹脂澆注體等材料。例如，在高壓繞組與低壓繞組之間，會(huì)放置多層絕緣紙板形成絕緣筒，絕緣筒的厚度根據(jù)變壓器的額定電壓和絕緣水平確定，一般可達(dá)幾十毫米。

　　四、繞制工藝

　　手工繞制

　　適用情況：對(duì)于一些小容量、特殊規(guī)格的SCB18干式變壓器繞組，可能會(huì)采用手工繞制。手工繞制時(shí)，繞線工需要按照設(shè)計(jì)要求，將導(dǎo)線均勻地繞制在繞線模上，并嚴(yán)格控制匝數(shù)和繞制緊密度。

　　優(yōu)勢(shì)與局限：手工繞制的優(yōu)點(diǎn)是靈活性高，能適應(yīng)一些特殊結(jié)構(gòu)的繞組繞制;但缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低，繞制質(zhì)量受工人技術(shù)水平影響較大，繞組的均勻性和一致性可能難以保證。

　　機(jī)器繞制

　　設(shè)備與流程：大容量的SCB18干式變壓器繞組通常采用機(jī)器繞制。繞線機(jī)具有自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)張力控制等功能，能保證繞組的匝數(shù)準(zhǔn)確、繞制緊密度均勻。繞制過程中，導(dǎo)線通過放線架放出，經(jīng)過張力調(diào)節(jié)裝置后，均勻地繞制在繞線模上。

　　優(yōu)勢(shì)：機(jī)器繞制生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。同時(shí)，通過優(yōu)化繞線機(jī)的參數(shù)和繞制工藝，還能進(jìn)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(jié)構(gòu)對(duì)變壓器性能的影響

　　電氣性能

　　電壓調(diào)整率：繞組的電阻和漏抗會(huì)影響變壓器的電壓調(diào)整率。合理的繞組結(jié)構(gòu)，如采用糾結(jié)式餅式繞組降低漏抗，能有效改善電壓調(diào)整率。例如，在高壓側(cè)采用糾結(jié)式繞組的SCB18干式變壓器，其電壓調(diào)整率相比采用連續(xù)式繞組的變壓器可能會(huì)降低0.5% - 1%。

　　短路阻抗：繞組的排列方式、匝數(shù)和絕緣結(jié)構(gòu)等因素決定了變壓器的短路阻抗。短路阻抗的大小對(duì)變壓器的短路電流和并列運(yùn)行穩(wěn)定性有重要影響。同心式排列且合理設(shè)計(jì)繞組匝數(shù)的變壓器，能在保證一定短路阻抗的同時(shí)，降低短路電流。

　　散熱性能

　　繞組結(jié)構(gòu)與散熱：層式繞組由于導(dǎo)線直接暴露在空氣中，散熱性能較好;而餅式繞組通過設(shè)置氣道也能保證良好的散熱。合理的氣道設(shè)計(jì)和繞組排列方式，如增加氣道數(shù)量、優(yōu)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(zhǎng)變壓器的使用壽命。例如，采用新型氣道結(jié)構(gòu)的SCB18干式變壓器，其繞組溫度可比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)降低5 - 10℃。

　　機(jī)械強(qiáng)度

　　應(yīng)對(duì)短路能力：餅式繞組具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，能承受較大的短路電動(dòng)力。在變壓器發(fā)生短路故障時(shí)，餅式繞組能保持結(jié)構(gòu)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。