一种移相变压器高压绕组端部绕线结构及绕制方法

技术领域

本发明涉及一种移相变压器高压绕组端部绕线结构及绕制方法，属于变压器制造技术领域。

背景技术

在大电网内加装移相变压器等控制装置，能有效地提升关键断面输送能力，控制电网潮流分布，缓解潮流不均衡局面，确保交流输电网络潮流通道畅通，同时还能有效控制电磁环流等问题。移相变压器可在不断电的条件下对相角进行连续的调节，能更好发挥调节电网潮流、改善线路动态性能，提高大电网的稳定性。而且移相变压器相较其他控制策略，能大幅降低投资和运维成本。

移相变压器串联在高压线路上，两侧均要具备承受相应绝缘水平的雷电冲击过电压能力。根据移相变压器原理，高压绕组两端的电压差与移相角的大小有关，移相角小时，电压差也小，绕组匝数少。绕组的匝数还与容量有关，当容量较大时，铁心直径更大，绕组的匝电势更高，匝数更少。高压绕组为了改善过电压下的冲击分布，已有技术通常在端部的若干线饼采用内屏蔽式结构或纠结式结构，这两种结构的绕组都是饼式，每饼多匝连续绕制。由于大容量、小移相角的移相变压器高压绕组总匝数少，每个线饼的匝数也很少，若再使用以上两种结构，绕组的纵向电容增加不明显，无法有效地改善雷电冲击过电压分布。

发明内容

本发明目的是提供一种移相变压器高压绕组端部绕线结构及绕制方法，针对大容量、小相角移相变压器的高压绕组匝数少、绝缘设计存在困难等问题而提出的一种新型高压绕组端部绕线结构及绕制方法，能大幅提升绕组的纵向电容，从而使得该类移相变压器的高压绕组冲击过电压分布得以改善，以满足产品纵绝缘设计的要求，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种移相变压器高压绕组端部绕线结构，特别适用于大容量、小相角移相变压器，本发明的绕组为饼式结构，每饼两匝，每个线饼绕组之间有水平的绝缘和饼间油道；绕组的端部每六饼为一个绕组单元，绕组由2n（n为整数，且n≥2）根导线并联且分成两列在不同线饼上绕制，每个线饼上n根导线交错排列，每根导线绕制两匝后与其他线饼的导线交叉换位后连接，所有导线遍历所有线饼后轴向引出，接下一组六饼的绕组单元或普通的绕组单元。

本发明在绕组端部采用绕组单元结构，该绕组单元为饼式绕组，首端在上部进线，末端在下部出线，根据绕组总匝数以及辐向相邻线匝间的匝数差来决定绕组每个线饼的满匝数和每个单元的总饼数；每个线饼的满匝数或总饼数越多时，匝数差越大，提升绕组纵向电容的效果就越明显。

一种移相变压器高压绕组端部绕线结构的绕制方法，该绕组单元的绕组由m个线饼组成，方向相同的正饼和反饼各占一半，总匝数N匝，也就是每饼有N/m匝。采用轴向进（出）线结构，上部为绕组单元的进线端，下部为绕组单元的出线端；由2n（n为整数，且n≥2）根导线并联并分成两列，每列n根导线分别在不同的两个线饼上开始进线开绕，每根导线在每个线饼上绕制N/m匝；每个线饼上的每匝n根并绕导线与其他n根并绕导线交错排列，每根导线绕制N/m匝后与其他线饼的导线交叉换位后连接，反饼绕饼的导线在内径侧跨线饼换位后连接到正饼绕组，正饼绕饼的导线在外径侧跨线饼换位后连接到反饼绕组，每根绕组导线的线匝代号从进线端到出线端依次为1～N；选取遍历路径让所有导线按顺序遍历全部m个线饼后轴向引出，接下一组本发明绕组单元或普通的绕组单元；通过这种布置的线匝间匝数差可达到N/2。

本发明的绕组单元结构可以通过调节每饼满匝数和单元总饼数，提高线匝间的电压差，从而增大匝间储存的电场能量，大幅提升绕组的纵向电容。大容量、小相角移相变压器的高压绕组冲击分布得以大为改善，以满足产品纵绝缘设计的要求，提高了变压器的安全可靠性。

为了增大绕组的串联电容，必须改变绕组结构。本发明利用大容量变压器的绕组因为通过电流大，使用多根导线并联的特点，将其端部若干线饼的线匝采用本发明的绕线结构，提高每个线饼辐向相邻线匝间的匝数差，也就是提高线匝间的电压差，从而增大匝间储存的电场能量，如果合理安排线饼间纠结换位穿越的线饼数，能大幅提升绕组的纵向电容，从而使得大容量、小相角移相变压器的高压绕组冲击分布得以大为改善，以满足产品纵绝缘设计的要求，提高了变压器的安全可靠性。

移相变压器在容量较大、移相角较小时，高压绕组匝数有可能会很少，为了改善过电压下的冲击分布，高压绕组常规采用的内屏蔽式结构或纠结式结构将不再适用。本发明不同于背景技术的单饼或双饼纠结式结构，由多根并联导线跨饼交错纠结绕制而成。

本发明的有益效果是：能大幅提升绕组的纵向电容，从而使得大容量、小相角移相变压器的高压绕组冲击分布得以改善，以满足产品纵绝缘设计的要求。

附图说明

图1是本发明实施例高压绕组端部绕线结构单元示意图；

图中：绕组单元的进线端1、绕组导线匝2、饼间油道3、外径侧纠结换位4、绕组单元的出线端5、线饼绕制方向6、线饼号7、内径侧纠结换位8。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

一种移相变压器高压绕组端部绕线结构，特别适用于大容量、小相角移相变压器，本发明的绕组为饼式结构，每饼两匝，每个线饼绕组之间有水平的绝缘和饼间油道；绕组的端部每六饼为一个绕组单元，绕组由2n（n为整数，且n≥2）根导线并联且分成两列在不同线饼上绕制，每个线饼上n根导线交错排列，每根导线绕制两匝后与其他线饼的导线交叉换位后连接，所有导线遍历所有线饼后轴向引出，接下一组六饼的绕组单元或普通的绕组单元。

一种移相变压器高压绕组端部绕线结构的绕制方法，该绕组单元的绕组由m个线饼组成，方向相同的正饼和反饼各占一半，总匝数N匝，也就是每饼有N/m匝。采用轴向进（出）线结构，上部为绕组单元的进线端，下部为绕组单元的出线端；由2n（n为整数，且n≥2）根导线并联并分成两列，每列n根导线分别在不同的两个线饼上开始进线开绕，每根导线在每个线饼上绕制N/m匝；每个线饼上的每匝n根并绕导线与其他n根并绕导线交错排列，每根导线绕制N/m匝后与其他线饼的导线交叉换位后连接，反饼绕饼的导线在内径侧跨线饼换位后连接到正饼绕组，正饼绕饼的导线在外径侧跨线饼换位后连接到反饼绕组，每根绕组导线的线匝代号从进线端到出线端依次为1～N；选取遍历路径让所有导线按顺序遍历全部m个线饼后轴向引出，接下一组本发明绕组单元或普通的绕组单元；通过这种布置的线匝间匝数差可达到N/2。

在实施例中，由2n（n为整数，且n≥2）根并联的绕组导线匝2绕制而成，图1以绕组单个线饼最少匝数为两匝，每个线饼上四根绕组导线匝（n=2）交错排列，每六个线饼为一个绕组单元为例说明该发明的具体实施方式。

如图1所示，该绕组单元的绕组由六个线饼组成，采用轴向进（出）线结构，上部为绕组单元的进线端1，下部为绕组单元的出线端5。线饼号7对应的线饼Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为方向相同的反饼，线饼号7对应的线饼Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ为方向相同的正饼。由八根导线并联并分成两列分别从反饼Ⅰ和正饼Ⅴ上开始进线（每列绕组导线编号分别为a、b、c、d），四根绕组导线匝2代号从进线端到出线端依次为a1～a12，b1～b12，c1～c12，d1～d12。每个线饼上的每匝四根并绕导线与其他四根并绕导线交错排列，每根导线绕制两匝后与其他饼的导线交叉换位后连接，反饼绕饼的导线在内径侧跨饼换位，内径侧纠结换位8后连接到正饼绕组，正饼绕饼的导线在外径侧跨饼换位，外径侧纠结换位4后连接到反饼绕组。对于从反饼Ⅰ进线的绕组遍历线饼号的顺序为：Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅴ→Ⅲ→Ⅵ；对于从正饼Ⅴ进线的绕组遍历线饼号的顺序为：Ⅴ→Ⅲ→Ⅵ→Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ。所有导线按这个顺序遍历全部六个线饼后轴向引出，接下一组六饼的绕组单元或普通的绕组单元。