圆筒式(层式)绕组设计原则方案.doc

圆筒式绕组的设计原则11适用范围：单层圆筒式绕组一般用于220kV和110kV的调压线圈，多层圆筒式绕组用于35kV级及以下的中小型油浸式电力变压器。本文主要针对35kV级以下变压器。12不满匝层的位置（1）无内部油道的情况：不满匝层位于最外层。若最外层由于分接出头需要满匝时，不满匝层应在次外层，并用纸条进行填充。（2）带内部油道的情况：不满匝层位于油道内侧最外层（稀绕不填充纸条）。（3）四层圆筒式：不满匝层位于中间的第二层或第三层，且要填充纸条。（4）双层圆筒式：不满匝层位于外层，且要填充纸条，填满无导线的空间，以增加线圈整体的机械强度。圆线绕制的线圈采用纸板条立放，扁线绕制的线圈采用弧形纸板圈平放（如果厚度较大时可以层压），弧形纸板宽度应大于5mm。 （5）最外层匝数应为正常层匝数的95%98%。13导线换位当导线沿辐向并联时需要要增加换位高度，并用纸条填充。辐向为2根并绕的单层、双层或多层圆筒式，应在每层的1/2匝数处进行一次换位，换位使线圈轴向尺寸增加一根导线高度。14匝数简图中应表示出以下内容 （1）总匝数、各分接匝数，引出分接头之前应绕的总匝数和引出分接头之后应绕的总匝数；（2）层数，层绝缘是否分级以及分级层绝缘布置情况；（3）有无静电屏；（4）油道位置； （5）图纸中须有线圈绕向图。15线圈零部件的选用原则 （1）端绝缘（有三种），用来填平线圈的螺旋端面，提高线圈端部的机械稳定性，同时又是线圈端部绝缘的一部分。 纸筒型：用酚醛纸筒切割而成，用于双层圆筒式，四层圆筒式最内和最外层以及四层或靠近纵向油道的外层，防止其他端绝缘干燥变形后堵塞油道； 纸板型：用1.0、1.5或2.0纸板切成，用于四层圆筒式和扁线（裸线厚2.0）绕制的多层圆筒式； 粘条型：用1.0或1.5纸板条与0.05电话纸粘合而成，用于圆线和扁线（裸线厚2.0）绕制的多层圆筒式或者静电屏的端部。（2）层绝缘：层绝缘可几层共用一种长度，一般是油道内段为一种长度，油道外段为另一种长度，其搭接长不小于10mm。其宽度等于线圈（包括端绝缘）的总高略小（34mm）。 不分级绝缘：即每层层绝缘为一种宽度，用于每层23张电缆纸； 分级绝缘：即每层层绝缘有2种宽度的等绝缘，每层中有一半张数的宽度略小于线圈总高，另一半宽度略小于线圈高度的一半。分级层绝缘在线圈油道之间要成对放置。 （3）油隙撑条：既是层间绝缘，又是冷却油道。圆筒式线圈根据散热要求, 有时在层间需放有轴向油道, 轴向油道一般采用撑条、撑条帘( 纸板上粘有撑条 )或瓦楞纸板等构成。（4）纸槽：扁线出头和换位处选用厚0.5纸槽，引出轴向分接线选用1.0厚纸槽（0.5纸槽2张）。16轴向油道尺寸（1）油道位置当绕组内外径侧均为散热面时，中部油道位于绕组辐向的1/2处；当内径侧无散热面时，中部油道位于（从内径侧起）绕组辐向的1/32/5处。（2）油道尺寸如表1：表1 层式绕组轴向油道尺寸绕组高度380381460461540541620621700701780781860861940940油道厚度3.03.54.04.55.05.56.06.57.0表2 瓦楞油道尺寸表 (mm)瓦楞纸厚瓦楞高 ( Ac y )瓦楞间距 适 用 范 围0.5461418 漆包线绕制的高压线圈层间1.05.571418 纸包线绕制的高压及低压线圈层间1.5671418 高低压线圈之间（3）层间绝缘厚度如表3:表3 层式绕组层间绝缘厚度两层间最大工作电压(V)Ucmax = 2 wcetwc每层匝数; et每匝电压(V)50050180080112001201160016012000200124002401280028013200320135003501380038014100层间绝缘(0.08电缆纸)总张数m345678910111213分 级两层间长绝缘张数z34344556677放 置两层间短绝缘张数d223344556a ) 线圈层间数为偶数(即线圈层数为奇数)b ) 线圈层间数为奇数 (即线圈层数为偶数)图1 圆筒式线圈层间绝缘分级放置方式17 线圈导线总截面积( Sq )计算 S q = m bn bnS mm2 ( 1 . 1 ) 式中: m b - 导线沿线圈径向的并联根数, 如采用圆筒式线圈可从表2.14中选取; n b - 导线沿线圈轴向的并联根数, 如采用多列螺旋式线圈, 而各列并联时,取其螺 旋的列数;如采用中部进线上下并联时,取n b =2; 圆筒式线圈按表2.4选取。 N - 每根组合导线或换位导线内的单根数; S - 单根导线的截面积(mm2 ), 从表中选取。表 4 圆筒式线圈沿线圈径向及轴向的导线并联根数和排列方式. 线 圈 内 电 流 Iq (A) 200200400400700700900径向并联数(m b)轴向并联数(n b )1112212223或或导 线 并 联 排 列 方 式 18 圆筒式线圈油道每侧的辐向厚度( Bqy ) 计算 圆筒式线圈中有轴向油道时,应将油道内外两侧分别计算,且尾数分别取0.5 的倍数。 Bqy = Atmbmcy + c (zCz +dCd ) kf mm ( 1 .2 )式中: A t 包绝缘后的绝缘导线厚度(mm), 如采用圆导线, 则为绝缘导线直径(D t); m b 沿线圈径向的导线并联根数, 从表4中选取; m cy油道一侧的层数; c 层绝缘每张厚度( mm ) , 一般采用厚度为 0.08 的电缆纸; z 两层间长绝缘的张数, 从表3中选取; d 两层间短绝缘的张数, 从表3中选取; C z 长绝缘的层间数; C d 短绝缘的层间数; ; k f 圆筒式线圈辐向裕度系数,从表5中选取。表5 圆筒式线圈的辐向裕度系数( k f )及轴向裕度系数( k zh ) 线圈所用导线漆包圆线纸包圆线纸包扁线名 称10kV35kV10kV35kV单根绕制多根并绕辐向裕度系数(k f )1.071.081.121.151.081.101.151.181.031.061.041.07轴向裕度系数(kzh ) 1.0001.0051.0081.01219 圆筒式线圈辐向厚度( Bq )计算 圆筒式线圈辐向厚度 ( Bq ), 是包含线圈层间轴向油道两侧的所有线圈辐向厚度之和(Bq y )以及线圈层间所有轴向油道厚度之和(Acy ), 高压、低压线圈分别按下式计算: Bq = Bq y + Acy mm ( 1 .3 )式中: Bq y - 油道两侧的所有线圈辐向厚度之和; 分别按公式(1.2)计算; Acy - 线圈层间所有轴向油道厚度之和, 分别从表1中选取。110 圆筒式线圈轴向高度( Hq )计算 圆筒式线圈轴向高度( Hq ), 是沿线圈轴向排列的所有导线的总和, 并包括线圈两端出头所占一匝高度, 以及当导线沿辐向2根并联( mb =2 )时, 在每层匝数的1/2处进行一次换位, 而使线圈轴向增加的一根导线高度。故圆筒式线圈轴向高度( Hq ) , 高压、低压线圈分别按下式计算, 且尾数分别凑成整数。 Hq = Btnb ( Wc + 1 ) + Bth kzh mm ( 1 .4 )式中: Bt包绝缘后的绝缘导线宽度(mm), 如采用圆导线, 则为绝缘导线直径( Dt ) ; Bth当导线沿辐向2根并联( mb = 2 )时, 需在每层的1/2处进行一次换位, 而使 线圈轴向增加一根绝缘导线宽度Bth= Bt; 如 mb = 1 (无换位)时, 则Bth = 0 ; nb 沿线圈轴向导线的并联根数, 从表4中选取; Wc每层匝数; kzh圆筒式线圈轴向裕度系数, 从表5中选取。111 分段圆筒式线圈轴向高度( Hq )计算 分段圆筒式线圈轴向高度( Hq ) 是包含所有各分段轴向高度之和 (Hqd )以及所有线段间绝缘距离之和(hdj )。分段圆筒式线圈轴向高度( Hq ), 按下式计算: Hq = Hqd +hdj mm ( 1 .5 )式中: Hqd 所有分段线段轴向高度之和(mm), 可分别按公式(1.4)计算; hdj 所有线段间绝缘距离之和 (mm), 见线圈主纵绝缘。112 圆筒式线圈电抗高度( Hk )计算Hk斜垫条Hk 线圈电抗高度( Hk )是指电抗计算时线圈的电气高度, 即减去两端出头所占一匝几何高度(见图1.1)。为考虑短路机械强度,往往将400630kVA的低压400V线圈的两端各有一图1.1 普通圆筒式线圈图1.2 端部线匝拉平 结构圆筒式线圈匝拉平,对端部线匝拉平结构,不需要