变压器绕组是缠绕在变压器铁芯上的铜或铝线圈。它们通过电磁感应在电路之间传输电能。绕组类型、导体材料和绝缘方式直接影响变压器在负载下的效率。
一、变压器绕组通常缠绕在什么周围:
要了解变压器绕组通常缠绕在什么周围,需要查看铁芯结构。变压器绕组缠绕在变压器铁芯上,变压器铁芯由薄的堆叠硅钢板制成。
磁芯为磁通量创建了一条低电阻路径。这增强了初级线圈和次级线圈之间的电磁场。
在铁芯式变压器中,绕组围绕铁芯的垂直边缘。在壳式设计中,铁芯围绕绕组以增加机械保护。
二、电力变压器绕组类型:
选择的绕组设计取决于电压水平、电流负载以及变压器需要如何管理热量和机械应力。
以下是工业变压器中使用的主要类型:
1.层绕组:
层绕组使用绝缘线从上到下堆叠层缠绕,每一层都由绝缘层隔开,它们之间有小风道。
会在中压配电变压器中找到这种类型,因为它可以很好地处理热量并提供坚固的机械强度。
干式变压器采用无氧铜或铝导体的层绕组,可在苛刻的工厂条件下保持电压稳定。
2.圆盘绕组:
圆盘绕组将导体排列在垂直堆叠的扁平螺旋圆盘中。圆盘之间的垫片为油或空气循环创建通道,从而使变压器在重负载下保持凉爽。
这种设计比大多数其他类型更能处理高电压并抵抗短路期间的机械应力。
20MVA以上的大型电力变压器通常使用盘式绕组,额定功率超过69kV的变压器也是如此。
3.螺旋绕组:
螺旋绕组使用以螺旋图案缠绕的扁平矩形条带。它有单层、双层或多层配置。
这适用于低压、大电流应用,因为该设计减少了涡流损耗并改善了冷却效果。
在电力变压器的低压侧会看到它,其中紧凑的设计在不损失性能的情况下节省了材料。
4.圆柱绕组:
圆柱绕组有多个线层缠绕在同心环中,冷却管道将各层分开。
这种类型适用于电流为10至600A的600至700kVA范围内的变压器。
简单的设计使生产成本保持合理,这就是为什么它在工厂和商业场所的中等容量变压器中很常见。
三、变压器绕组:铜与铝
在铜和铝之间的选择会影响运行效率、热量输出和长期成本。
1.铜变压器绕组:
铜变压器使用的电阻低于铝的导体,这意味着在运行过程中转化为热量的能量更少。
这意味着更高的效率,特别是在空间有限的紧凑设计中。
光滑、无毛刺的表面减少了热点并改善了电气接触。
2.铝变压器绕组:
铝制变压器比铜变压器成本更低,重量更轻,这对于运输重量增加的大型变压器来说非常重要。
铝具有更高的电阻,因此绕组需要更厚才能处理与铜相同的电流。但对于许多项目来说,成本的节省证明了权衡的合理性。
3.铜绕组或铝绕组哪个更好:
以下是它们的比较:
| 因素 | 铜绕组 | 铝绕组 |
| 传导率 | 更高(更低的电阻) | 较低(较高的电阻) |
| 效率 | 更高的能源效率 | 效率略低 |
| 重量 | 重 | 轻 |
| 成本 | 更贵 | 更实惠 |
| 耐久性 | 更长的使用寿命 | 保养得当,寿命长 |
| 最适合 | 高效、紧凑的变压器 | 大型、成本敏感的安装 |
在效率和尺寸最重要时选择铜。当预算和重量是更大的问题时,选择铝。
四、为什么缠绕材料质量很重要:
变压器绕组中使用的铜线和铝线决定了变压器的运行效率以及负载下的使用寿命。
五、变压器绕组设备及工艺:
变压器绕组需要精密的变压器绕组设备和严格的质量控制。
以下是变压器线圈缠绕的典型工艺:
1.导体准备:铜线或铝线切割成一定长度并绝缘。
2.绕组:导体使用自动或半自动机器缠绕在模板上。
3.绝缘:用牛皮纸、环氧树脂或气隙分隔层。
4.组装:绕组安装在铁芯上,并将它们固定到位。
5.测试:每个变压器线圈都经过连续性、绝缘电阻和短路强度测试。
绕组复杂性因应用而异。中压变压器的层绕组可以在半自动设备上运行,并获得一致的结果。用于69kV以上高压应用的盘式绕组需要熟练的技术人员,他们了解如何在绕组过程中管理严格的公差和热膨胀。
六、定义绕组:主要和次要功能
简单来说,绕组是在变压器中产生和响应电磁场的导电线圈。每个变压器至少有两个绕组:初级和次级。
初级绕组连接到输入电压源。次级绕组将转换后的电压输送到负载。
这些绕组之间的匝数比决定了电压是上升还是下降。次级匝数多于主匝数意味着升压,而匝数越少意味着降压。
七、变压器绕组的绝缘方法:
适当的绝缘可防止电气击穿并延长变压器的使用寿命。绝缘方法取决于使用的是油浸式变压器还是干式变压器。
常见的绝缘方法包括:
1.牛皮纸:通过在导体之间形成物理屏障来分离油浸变压器中的绕组层。
2.环氧树脂:在干式变压器中提供强大的介电强度和阻燃性,通常直接浇铸到绕组上。
3.气隙:用于干式设计,以改善冷却循环并减少绕组层之间的局部放电。
八、什么是变压器绕组规则:
变压器绕组规则很简单:初级绕组和次级绕组之间的匝数比决定电压变化。
如果主轮有1,000轮,次轮有100轮,则您将得到10:1的比例。这会使电压降低10倍。
同样的原理反过来适用于升压变压器。
九、什么是变压器绕组规则:
变压器绕组规则很简单:初级绕组和次级绕组之间的匝数比决定电压变化。
如果初级有1,000匝,次级有100匝,则得到10:1的比率,这将电压降低10倍。
同样的原理反过来适用于升压变压器。
十、螺旋绕组和圆盘绕组有什么区别:
螺旋绕组使用缠绕成螺旋的连续条带,这使其成为狭小空间内低压、大电流应用的理想选择。
圆盘绕组堆叠扁平圆盘,它们之间有垫片。这种设计比螺旋设计更能处理高电压并抵抗故障引起的机械应力。
螺旋成本更低,占用空间更少,而圆盘在恶劣条件下提供更高的耐用性。
十一、电流互感器中有哪些不同类型的绕组:
电流互感器使用环形或棒状绕组。环形绕组缠绕在环形铁芯上,初级导体穿过中心。
棒状绕组使用单个棒材作为初级,次级缠绕在铁芯上。
两者都准确测量电流,用于电力系统的保护和监控。
结论:变压器绕组会影响设备的日常性能。层绕组、圆盘绕组、螺旋绕组和圆柱绕组各适合不同的电压和电流需求。铜在更小的封装中为您提供更高的效率。铝降低了成本和运输重量。