CN209766215U - 侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线及多饼式绕组 - Google Patents

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刘自铭
吴济安
范建伟
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Abstract

本实用新型公开了一种侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线,所述宽扁导线由不间断的绕在多个饼式绕组上的绕组导线和相邻饼式绕组之间的过渡段导线组成,所述过渡段导线一端与上一个饼式绕组的绕组导线一侧尾端顺延连接,另一端与下一个饼式绕组的绕组导线另一侧始端顺延连接,使得绕组导线从上一个饼式绕组一侧平顺过渡到下一个饼式绕组的另一侧,且上下两个饼式绕组的绕组导线之间基本相互平行。本实用新型的宽扁导线在上下饼过渡区用过渡段导线的结构后能使导线从上饼外侧侧过来过渡到下个饼的内侧,两饼之间只需要让出稍大于宽扁导线厚度h的距离即可,由于宽扁导线h很小,绕制的多饼式绕组非常紧凑,符合变压器的节能设计的要求。

Description

侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线及多饼式绕组
技术领域
本实用新型涉及一种侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线及多饼式绕组。
背景技术
传统干式配电变压器多饼式连续线绕绕组因为绕制效率高、饼间电压低能够消除局放而被广泛采用,如图1。但在需要从上一个饼向下一个饼跨饼连续绕制时,遇到的一个问题是:(图4)宽度为W厚度为h的导线从上一个饼的外侧换位到下一个饼的内侧连续绕线时需要在两个饼间让出至少一个线宽的距离W,这样由n个饼构成的绕组需要让出(n-1)*W的空间用来做饼间过渡;在工艺上,设计扁导线(W>h)对绕线最为便利,但也会使饼间距离过大,绕组的空间利用率太低,也就是填充系数较小。其结果是导致多饼式绕组纵向尺寸过大,对节省铁柱用量和减小铁损极其不利,严重妨碍节能型变压器的设计和制造;同时扁导线从上一饼过渡到下一饼时容易产生严重扭曲,加大了产生局部放电的风险。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线,当导线从上一饼过渡到下一饼时用特殊的过渡结构来尽量少占用饼间空间。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现:
一种带侧向过渡结构的多饼式绕组宽扁导线,所述宽扁导线由不间断的绕在多个饼式绕组上的绕组导线和相邻饼式绕组之间的过渡段导线组成,所述过渡段导线一端与上一个饼式绕组的绕组导线一侧尾端顺延连接,另一端与下一个饼式绕组的绕组导线另一侧始端顺延连接,使得绕组导线从上一个饼式绕组一侧平顺过渡到下一个饼式绕组的另一侧,且上个饼式绕组的绕组导线尾端与下个饼式绕组的绕组导线始端之间基本相互平行。这时上一个饼式绕组的绕组导线尾部段与下一个饼式绕组的绕组导线起始段基本平行,不出现导线的扭曲现象。
优选的,在所述过渡段导线所在的平面内,过渡段导线相对上一个饼式绕组的绕组导线平面圆角折弯,折弯角度a≧90度,下一个饼式绕组的绕组导线相对于过渡段导线平面反向圆角折弯,折弯角度等于a,折弯后上一个饼式绕组靠近过渡段导线一侧的绕组导线尾部段、过渡段导线、下一个饼式绕组靠近过渡段导线一侧的绕组导线起始段保持在同一个平面内。
在第一个弯的折弯点D处沿导线第一个垂直折弯线将第一个弯向与导线平面垂直方向内(或向外)折成90度角,在第二个弯的折弯点E处沿导线第二个垂直折弯线将第二个弯反方向折90度角。向内折或向外折是根据导线绕制方向而定的,上一个饼外侧导线尾部第一个折弯90度是使过渡段导线弯向内筒骨架方向,下一个饼内侧起始段第二个折弯90度则向反方向即可。
结构上上一个饼式绕组外侧的绕组导线尾端所在平面与过渡段导线所在的平面保持基本垂直,过渡段导线所在的平面与下一个饼式绕组内侧的绕组导线始端所在平面保持基本垂直,且两端导线分别位于过渡段导线所在的平面两侧,使上一个饼式绕组外侧的绕组导线尾端与下一个饼式绕组外侧的绕组导线始端在三维空间基本平行。
优选的,所述宽扁导线的宽度w与厚度h之比大于3。
优选的,过渡段导线与上下两个饼式绕组的绕组导线连接部位为圆角连接。
本实用新型还公开了一种多饼式绕组,由n个饼式绕组组成,所述饼式绕组由骨架及绕在骨架上的宽扁导线组成,所述宽扁导线为上述的宽扁导线。该多饼式绕组的宽扁导线只有一根,从第一饼式绕组开始连续绕制到最后一个饼式绕组。饼式绕组的高度与宽扁导线的宽度适应,使得每个饼式绕组上只需绕一排若干圈的宽扁导线。
本实用新型有益效果如下:
1、考虑到交流电的集肤效应,同样截面积下使用宽扁导线比趋于方形的导线损耗更小。
2、宽扁导线在同一饼槽内绕制更为便捷。
3、宽扁导线在上下饼过渡区使用过渡段导线的结构后能使导线从上饼外侧侧过来过渡到下个饼的内侧,两饼之间只需要让出稍大于宽扁导线厚度h的距离即可,由于宽扁导线h很小,绕制的多饼式绕组非常紧凑,符合变压器的节能设计的要求。
4、圆角过渡不会使侧向过渡的过渡段导线产生拱曲,完全平直顺畅,以免在高电压下产生局部放电,也不影响下个饼式绕组连续用宽扁导线进行平顺绕制。
5、紧凑型绕组降低了铁柱高度,减少了铁芯成本和损耗,减轻了变压器重量。
附图说明
图1为现有的多饼式变压器绕组的剖面示意图。
图2为多饼式绕组宽扁导线的侧向过渡结构示意图。
图3为反方向折弯的多饼式绕组宽扁导线的侧向过渡结构示意图。
图4为侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线的加工示意图。
图5为侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线的宽度、厚度及加工角度示意图。
图6为现有技术的多饼式绕组的剖面示意图,其中换位空间较大。
图7为本实用新型的多饼式绕组的剖面示意图,其中换位空间明显小于图4的换位空间。
具体实施方式
如图2-3所示,本侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线,所述宽扁导线由不间断的绕在多个饼式绕组上的绕组导线和相邻饼式绕组之间的过渡段导线组成,所述过渡段导线2一端与上一个饼式绕组外侧的绕组导线尾部段1顺延连接,另一端与下一个饼式绕组内侧的绕组导线起始段3顺延连接,使得绕组导线从上一个饼式绕组外侧平顺过渡到下一个饼式绕组的内侧,且上下两个饼式绕组的绕组导线之间基本相互平行,不出现导线的扭曲现象。第一步,所述过渡段导线相对于上一个饼式绕组的绕组导线向外平面圆角折弯≧90度,所述下一个饼式绕组的绕组导线相对于过渡段导线平面反向平面圆角折弯≧90度,使得在所述过渡段导线所在的平面内。第二步,过渡段导线相对上一个饼式绕组外侧的绕组导线尾部沿折弯线向内折弯90度,相对下一个饼式绕组内侧的绕组导线起始段反向折弯90度,使折弯后上一个饼式绕组的绕组导线尾部与下一个饼式绕组的绕组导线起始段保持平行。这时上一个饼式绕组的绕组导线尾部所在平面与过渡段导线所在的平面保持基本垂直,过渡段导线所在的平面与下一个饼式绕组的绕组导线起始段所在平面保持基本垂直,且分别位于过渡段导线所在的平面两侧。
当然,绕制的时候过渡段导线2两侧的上下俩个饼式绕组的绕组导线也可能向相反的方向折弯,例如过渡段导线相对上一个饼式绕组外侧的绕组导线尾部沿折弯线向外折弯90度,相对下一个饼式绕组内侧的绕组导线起始段反向折弯90度。
且过渡段导线与上下两个饼式绕组的绕组导线连接部位均为圆角连接。
事实上,导线的宽度与厚度之比大于3即可称为宽扁导线。
实施例1
高压绕组选用扁宽型导线(W>>h)绕制,设计时根据无局放条件控制每饼的电压,饼内设计单线绕制。在跨饼时导线采取侧向过渡方法,使两饼的过渡距离比导线厚度h稍大即可。宽扁导线跨饼过渡区需要特别整形,要求平顺无扭曲。如图3所示,本侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线的加工方法为:
1、确定好过渡区的长度L,等于线饼宽度A加加工误差δ,δ由使用工具特性定,A=d*m,m为饼式绕组内绕线匝数;
2、在宽扁导线的一侧折弯点D量出相距L的另一侧折弯点E;
3、用工具在折弯点D处顺时针方向平面折一个≧90度的弯,而在折弯点E处再逆时针方向平面折另一个≧90度同样的弯,折弯顺序不分先后,折弯后宽扁导线在同一平面内处于平行状态;
4、在折弯点D处沿导线第一个垂直方向折弯线将第一个弯向与导线平面垂直方向内筒骨架方向折成90度角,在折弯点E处沿导线第二个垂直方向折弯线将第二个弯反方向折90度角。
5、整形过程会造成导线绝缘层损伤,需要在整形后对整个整形区进行加强绝缘包扎,以免发生绕组过渡区导线短路。
6、绕组总高度为n个线槽宽加上n-1个饼间过渡空间。
实施例2
本实施案例变压器由40个所述饼式绕组由骨架及绕在骨架上线槽内的宽扁导线组成。如图5所示,采用本实用新型的宽扁导线连接过渡后,换位空间可明显缩小。
实际使用规格13.4*1.8(mm)的宽扁导线。如果饼间导线直接过渡(图4),则换饼过渡空间为13.9mm;而改成侧向过渡后,换饼过渡空间仅需要2.3mm,则绕组总高度节省了(13.9mm-2.3mm)*39=354.9mm。
实施例3
本1250kVA变压器有3个高压绕组,每个绕组设计成多饼式,由40个饼式绕组组成。原设计导线规格为5.9*4.1(mm),一个饼内设计双层导线,所以线槽宽为2*6.0=12(mm),线饼间过渡空间为4.6mm,绕组总高为12.0*40+4.6*39=659.4(mm)。
绕组在饼宽A基本不变的情况下,改成使用规格13.4*1.8(mm)的宽扁导线,一个饼内设计单层导线,所以线槽宽为13.5(mm),线饼间侧向过渡空间为2.3(mm),绕组总高度为13.5*40+2.3*39=629.7(mm),节约了29.7mm。也就是同样规格的变压器铁柱高度减少约30mm,一个变压器3个绕组节约了3个铁柱的硅钢片用量,减小了变压器整机的空载损耗,也节约了成本。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式,但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线,其特征在于:所述宽扁导线由不间断的绕在多个饼式绕组上的绕组导线和相邻饼式绕组之间的过渡段导线组成,所述过渡段导线一端与上一个饼式绕组的绕组导线一侧尾端顺延连接,另一端与下一个饼式绕组的绕组导线另一侧始端顺延连接,使得绕组导线从上一个饼式绕组一侧平顺过渡到下一个饼式绕组的另一侧,且上个饼式绕组的绕组导线尾端与下个饼式绕组的绕组导线始端之间基本相互平行。
2.根据权利要求1所述的侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线,其特征在于:在所述过渡段导线所在的平面内,过渡段导线相对上一个饼式绕组的绕组导线平面圆角折弯,折弯角度a≧90度,下一个饼式绕组的绕组导线相对于过渡段导线平面反向圆角折弯,折弯角度等于a,折弯后上一个饼式绕组靠近过渡段导线一侧的绕组导线尾部段、过渡段导线、下一个饼式绕组靠近过渡段导线一侧的绕组导线起始段保持在同一个平面内。
3.根据权利要求2所述的侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线,其特征在于:上一个饼式绕组的绕组导线尾部段1所在平面与过渡段导线2所在的平面保持基本垂直,过渡段导线2所在的平面与下一个饼式绕组的绕组导线起始段3所在平面保持基本垂直,且分别位于过渡段导线所在的平面两侧,使上一个饼式绕组的绕组导线尾部段与下一个饼式绕组的绕组导线起始段基本平行。
4.根据权利要求1、2或3所述的侧向过渡的多饼式绕组宽扁导线,其特征在于:所述宽扁导线的宽度与厚度之比大于3。
5.一种多饼式绕组,由n个饼式绕组组成,所述饼式绕组由骨架及绕在骨架上的宽扁导线组成,其特征在于:所述宽扁导线为权利要求1-4中任一项所述的宽扁导线。
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