CN101968999A - 换位导线绕制的线圈结构 - Google Patents

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张中
江建清
贺平
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Jiangsu Sunel Transformer Co., Ltd.
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Jiangsu Sunel Transformer Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种换位导线绕制的线圈结构，包括第一换位导线、第二换位导线和垫块，线圈结构为所述第一换位导线和第二换位导线两股换位导线并绕的连续式线圈且每段匝数少于1.5匝。线圈的垫块档数为2N档，则连续式线圈正常段的匝数不超过
Figure 201010227656.9_AB_0
匝，而首末端出头段的匝数则为
Figure 201010227656.9_AB_1
匝。本发明有效地填补了常规的连续式线圈和螺旋式线圈两种结构型式之间的中间地带，为大型电力变压器线圈结构选型提供了新的选择。

Description

换位导线绕制的线圈结构
技术领域
本发明属于变压器领域，涉及一种在大型电力变压器中电压等级为35千伏及以下的电流较大的连续式线圈结构的特殊设计，具体地说是一种换位导线绕制的特殊半匝式连续式线圈结构。
技术背景
目前，大容量电力变压器中的电压等级为35千伏及以下的中低压线圈，由于电压较低，当电流较小匝数较多时，一般采用多根普通导线或换位导线并绕的连续式线圈结构；当电流很大而匝数较少时，一般采用多根普通导线或换位导线并绕的单螺旋式或双螺旋式线圈结构；如果考虑变压器抗突发短路的机械性能时，由于螺旋式线圈存在相当的反弹力且在抵抗向外辐向变形时存在相对的弱点，因此通常优先选择为多根普通导线或换位导线并绕的连续式线圈作为中低压线圈最合理的线圈型式。
但随着变压器用户对变压器容量、电压、接法的技术要求日趋个性化和定制化，考虑变压器首先必须满足的阻抗、损耗等重要参数的要求，对中低压线圈的电抗高度和辐向尺寸有着更多的限制，于是在有些规格的大型电力变压器中就出现了原有的常规线圈结构型式不能满足要求的情形：如果采用每个线饼匝数为1匝的螺旋式线圈结构，由于匝数相对偏多，而出于制造工艺的限制，线圈导线的轴向规格不能取太小，使得线圈的电抗高度偏大，与其他线圈不匹配；如果采用每个线饼匝数为2匝或以上整数匝的常规连续式线圈结构，线圈的匝数有相对偏少，使得线圈的段数太少，同样出于制造工艺的限制，线圈的轴向规格不可能取太大，使得线圈的电抗高度偏小，一样与其他线圈不匹配；此时，就有必要设计一种新的线圈结构型式，应用于电流较大匝数较少的线圈中，其电抗高度和辐向尺寸介于常规的连续式线圈和螺旋式线圈之间，且能和其他线圈恰当匹配，以满足变压器阻抗和损耗的多样化要求。
发明内容
本发明的目的是要提供一种换位导线绕制的换位导线绕制的线圈结构，它能有效地填补常规的连续式线圈和螺旋式线圈两种结构型式之间的中间地带，其电抗高度和辐向尺寸能和其他线圈恰当匹配以满足变压器阻抗和损耗的多样化要求。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种换位导线绕制的线圈结构，包括第一换位导线、第二换位导线和垫块，其改进点在于：线圈结构为所述第一换位导线和第二换位导线两股换位导线并绕的连续式线圈且每段匝数少于1.5匝。
线圈的垫块档数为2N档，则连续式线圈正常段的匝数不超过
Figure BSA00000191964900021
匝，而首末端出头段的匝数则为匝。
在设计电流较大匝数较少且不能采用常规的螺旋式线圈或连续式线圈结构时，将每个线段的匝数名义上设计为1.5匝，采用两股换位导线并绕，即线圈的辐向宽度尺寸为名义上为3股换位导线的宽度尺寸。在实际匝数设计时，为保证线圈辐向尺寸不超差，根据产品开发过程中的经验总结，正常段及首末端出线段的匝数则有着特定的限制。
本发明可有效地填补现有的连续式线圈和螺旋式线圈两种结构型式之间的中间地带，其电抗高度和辐向尺寸则能和其他线圈恰当匹配以满足更多变压器阻抗和损耗的多样化要求。这种线圈结构承袭了连续式线圈的较强的抗短路能力特性，且不需要进行任何的特殊换位。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，标示换位导线绕制的线圈结构的正常段绕制结构及成型垫块配置；
图2为本发明的结构示意图，标示换位导线绕制的线圈结构的首末端出头段绕制结构及成型垫块配置。
(其中，图中，N表示内换位中心，W表示外换位中心。)
具体实施方式
以下对照附图，通过具体实施方式的描述，对本发明作出进一步说明。
如图1与图2所示，一种换位导线绕制的线圈结构，包括第一换位导线1、第二换位导线2和垫块3，线圈结构为所述第一换位导线1和第二换位导线2两股换位导线并绕的连续式线圈且每段匝数少于1.5匝。
线圈的垫块4档数为2N档，则连续式线圈正常段的匝数不超过
Figure BSA00000191964900023
匝，而首末端出头段的匝数则为
Figure BSA00000191964900024
匝。
在设计电流较大匝数较少且不适用常规的螺旋式线圈或连续式线圈时，将每个线段的匝数名义上设计为1.5匝，采用第一换位导线1和第二换位导线2的两股换位导线并绕且每段匝数略少于1.5匝的半匝式连续式线圈。两股换位导线并绕，即线圈的辐向宽度尺寸为名义上为三股换位导线的宽度尺寸。
在绕制正常线段时，将两股并绕的换位导线前后错开3档撑条的位置，以利于平滑过渡，保证线圈各线段的辐向尺寸不超差。在实际匝数设计时，为保证线圈辐向尺寸不超差，正常段及首末端出线段的匝数则应遵循如下的限制。
设线圈的垫块3档数为2N档，则特殊半匝式连续式线圈正常段的匝数应不超过
Figure BSA00000191964900025
匝，而首末端出头段的匝数规定为
Figure BSA00000191964900026
匝，如此则可满足线段辐向宽度尺寸不超差的要求。在绕制过程中，应同时设置如图1所示的层压纸板制成的成型垫块3，为线段轴向受力时作可靠支撑。图1、图2中，在顺时针方向卷绕的前提下，依次给出了匝数为
Figure BSA00000191964900031
匝的正常段、匝数为
Figure BSA00000191964900032
匝的首末端出头段的换位导线绕制的线圈结构的绕制结构及成型垫块的常规配置方法。绕制其余介于两者之间的匝数时可以据此类推。
图中，1、2分别标示并绕的两股换位导线，3指各种成型垫块(由于单股换位导线的辐向宽度通常达到10～30mm，因此必须使用成型垫块来过渡与填充，而不能使用传统的1mm厚的纸板垫条)，4指沿圆周均匀分布的线圈的油道垫块。当这两股并绕导线不在同一档内换位时，它们的中间位置称为换位中心，根据换位中心来计算实际的匝数。在图1所示的正常段中，外换位中心与内换位中心相差3档，其匝数为
Figure BSA00000191964900033
匝；在图2所示的出头段中，出头的两股并绕导线在同一档，与内换位中心相差4.5档，其匝数则为
Figure BSA00000191964900034
匝。图1、2中，仅标示出线饼圆周的一部分，未示出部分均为规则的辐向三股换位导线满绕且不需要放置成型垫块的圆弧。
按照图1、图2进行线圈匝数计算、结构设计及实施绕制，则可有效地填补现有的连续式线圈和螺旋式线圈两种结构型式之间的中间地带，其电抗高度和辐向尺寸则能和其他线圈恰当匹配以满足更多变压器阻抗和损耗的多样化要求。

Claims (2)

1.一种换位导线绕制的线圈结构，包括第一换位导线(1)、第二换位导线(2)和垫块(3)，其特征在于：线圈结构为所述第一换位导线(1)和第二换位导线(2)两股换位导线并绕的连续式线圈且每段匝数少于1.5匝。
2.根据权利要求1所述的换位导线绕制的线圈结构，其特征在于：线圈的垫块(3)档数为2N档，则连续式线圈正常段的匝数不超过
Figure FSA00000191964800011
匝，而首末端出头段的匝数则为
Figure FSA00000191964800012
匝。
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