一种变压器分层式半匝连续式线圈的制造方法及设计应用

李 祖

（河北保定天威集团特变电气有限公司，河北 保定 071056）

0 引言

随着国家电力系统的建设速度加快、建设规模加大，变压器行业竞争也越发激烈，国内变压器制造企业也在迅速增长，这给设计、制造过程带来了许多新的挑战。优化结构设计，引进新设备、新工艺，推进标准化制造是现阶段制造变压器降低成本、提高质量的有效手段。在设计线圈结构时，不拘泥于传统的连续式线圈的设计方法和绕制方法，改进普通连续式线圈的先匝、并联导线的排列方式，不仅能降低线圈辐向、轴向等尺寸减少材料使用量，而且能进一步推进线圈设计的标准化。但是新方法操作和制作过程较传统连续式线圈有所不同，所以本文就将具体的制造方法进行介绍和阐述。

1 绕制过程

线圈绕制过程根据具体线圈结构（半匝连续段与普通连续段交替方式）不同，通常有两种绕制方式，本文绕制方式图解里为简化理解和讲述，将2n根并联导线的n取值为1 进行讲解说明。另本文介绍方法为采用立式绕线机绕制过程，有与卧式绕线机绕制不同处，文中单独进行说明。

图1 半匝连续式匝数示意图

1.1 方法1

1.1.1 反饼绕制方法

先取出并联导线（总并绕根数2）1 根延绕线模绕制一圈（即0.5 匝），然后将另外的1 根导线同时并联绕制（见图2），直至绕制到图纸中要求匝数，换位翻饼，拉紧线饼后此反饼绕制完成。

1.1.2 正饼绕制方法

并联导线底部交叉换位，2 根导线同时并联绕制正饼，在绕制到比规定匝数多0.5 匝时，将外径侧1 根并联导线取下（卧式绕线机先换位，然后将外径侧1根导线放楔形垫条上绕制一圈，作为下一个反饼的0.5匝），此时取下的1 根并联导线作为下一个反饼的第一个0.5 匝（见图3），然后对正饼的2 根并联导线进行换位，这时半匝连续式的一个连续单元绕制完毕。

图3 方法1 的正饼绕制示意图

1.2 方法2

1.2.1 反饼绕制方法

将2 根并联导线一起固定在绕线模上，绕制反饼临时饼，绕制到要求绕匝数多0.5 匝时并联导线不换位，直接翻饼，将线饼最内侧的2 根并联导线分成1 根拿出一圈作为下一正饼侧的0.5 匝（见图4），再对所有并联导线底部交叉换位，线饼拉紧。

图4 方法2 的反饼绕制示意图

1.2.2 正饼绕制方法

所有并联导线同时绕制正饼，绕制到规定匝数，然后导线线交叉换位，这时半匝连续式的一个连续单元绕制完毕。

2 应用实例

以一台SFPSZ9-120000/220 变压器为例，该产品需要改变高低压变比，为了节约改造成本只更换高压线圈，高压线圈总匝数减少到746 匝，在不改变线圈整体结构的情况下如果采用之前的普通连续式结构线圈高度会大幅缩减，影响电抗高度，在此台产品中采用了38 段分层式半匝连续式线饼与78 段普通连续式结构，通过细微调整导线线规做到了改造前线圈相同的电抗尺寸，极大地减少了重新设计的时间，降低了修造成本。

3 结论

变压器结构的优化和制作技术的提高是相辅相成的，新的设计理念也要相应的伴随着新的制造方法，尤其是变压器线圈结构种类众多，改进、创新点也有很多值得深耕细作进行发掘的地方。本文介绍的半匝连续式线圈只是此种类型线圈的一种基本制造结构单元，它还能与屏蔽、纠结等形式线圈进行结合设计制造，演变出更多的应用方法，依托不断的改进和创新提高生产效率和产品质量、降低产品制造成本。