绕组是变压器的最主要构成部件之一,是变压器的导电部分。变压器的绕组通过铁芯将电能转换为磁场能,二次绕组通过铁芯将磁场能还原为电能并输出。绕组是变压器的电路部分,是表面包有绝缘的铜(铝)导线绕制而成,并套装在变压器的铁芯柱上。一般情况,按照结构形式分类,变压器绕组可划分为层式线圈和饼式线圈两大类。线圈的线匝沿其轴向按层依次排列的为层式线圈;线圈的线匝在辐向形成线饼(线段)后,再沿轴向排列的为饼式线圈。层式线圈主要有圆筒式和箔式两种结构,饼式线圈主要有连续式、纠结式、内屏蔽式、螺旋式等结构。各种线圈在结构、电气和机械性能、绕制工艺等方面有很大区别,以下介绍几种常见的线圈结构及其特点。
(1)圆筒式线圈。圆筒式线圈是目前配电变压器高、低压绕组的主要结构形式。圆筒式线圈又可分为单圆筒式如图1所示、双层(四层)圆筒式如图2所示、多层圆筒式如图3所示、分段圆筒式。其共同的结构特点是线圈沿其辐向有多层,每层内线匝沿其轴向呈螺旋状前进。圆筒式线圈层间有一油道作为绝缘,垂直布置的层间油道的冷却效果优于水平油道。同时,圆筒式线圈层间紧密接触,层间电容大,在冲击电压下,有良好的冲击分布。因此,多层圆筒式线圈可应用于高电压产品上。但是圆筒式线圈的抗短路能力相对较差,在大容量电力变压器上鲜见应用。
(3)连续式线圈。连续式线圈是最常见的饼式线圈之一。连续式线圈的主要特点是导线沿绕组的轴向排列成圆饼状,把各个圆饼状的线饼用不同的方式串联起来构成不同形式的绕组,各个线饼之间放置作为饼间绝缘和构成饼间冷却油道的绝缘件。饼式线圈的机械强度要好于圆筒式,广泛用于大中型变压器中。
连续式线圈是典型的饼式线圈,一般用扁导线绕制,线段数为30-100段,采用特殊的工艺方法(倒饼)连续绕制,饼间没有焊接头,所以称为连续式线圈如图1所示。连续式结构广泛用于大中型变压器,既可用于低压绕组,也可全部或部分用于高压绕组。