淺談?shì)椣螂p分裂與軸向雙分裂變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

張曄 田猛

：文章主要針對(duì)輻向雙分裂與軸向雙分裂變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行概述，詳細(xì)介紹了輻向與軸向雙分裂變壓器的結(jié)構(gòu)以及工藝特點(diǎn)，為變壓器設(shè)計(jì)提供一定的理論參考。

在變壓器設(shè)計(jì)制造過程中為了實(shí)現(xiàn)一臺(tái)產(chǎn)品產(chǎn)生多路電源并聯(lián)或獨(dú)立對(duì)負(fù)載供電，分裂變壓器便應(yīng)運(yùn)而生。它能將多臺(tái)變壓器合成一臺(tái)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)相等或者是不等的電壓輸出，彼此之間構(gòu)成獨(dú)立的回路，確保各路電壓能夠獨(dú)立運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)雙低壓，實(shí)現(xiàn)雙分裂的目的。文章在探究過程中，主要針對(duì)輻向雙分裂與軸向雙分裂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析，以選擇科學(xué)的結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

電力系統(tǒng)在運(yùn)作過程中，為了實(shí)現(xiàn)兩基一變的發(fā)電目標(biāo)，會(huì)使用低壓雙分裂變壓器。低壓雙分裂變壓器也會(huì)使用在整流等特殊用途中，在進(jìn)行變壓器產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，要考慮到不同的分裂方式，通常有輻向雙分裂或者是軸向雙分裂，對(duì)于輻向雙分裂來說，在使用過程中它具有不同的分裂結(jié)構(gòu)，而軸向雙分裂使用的都是高低壓軸向分裂的方式。在進(jìn)行雙分裂變壓器探究過程中需要對(duì)分裂變壓器的阻抗進(jìn)行定義，大致有分裂阻抗、穿越阻抗、半穿越阻抗、以及分裂系數(shù)四個(gè)參數(shù)。對(duì)于分裂阻抗來說，主要是為了反映兩個(gè)低壓繞組之間出現(xiàn)的短路阻抗。對(duì)于穿越阻抗來說，它主要是指兩個(gè)低壓繞組并聯(lián)對(duì)高壓繞組運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的短路阻抗。半穿越阻抗，它是兩個(gè)低壓繞組之間的一個(gè)開路，另外一個(gè)低壓繞組和高壓繞組運(yùn)行形成的短路阻抗。而分裂系數(shù)是分裂阻抗和全穿越阻抗的比值。

2.1 輻向雙分裂結(jié)構(gòu)

（1）低—高—低輻向雙分裂結(jié)構(gòu)

在輻向雙分裂結(jié)構(gòu)探究過程中，最常使用的有兩種結(jié)構(gòu)，主要是低—高—低，低—低—高兩種方式。在低—高—低輻向雙分裂方式分析時(shí)，要考慮到不同的分裂方式，阻抗值是不同的，這時(shí)需要對(duì)實(shí)際的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行探究，進(jìn)而才能對(duì)輻向雙分裂結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在進(jìn)行輻向雙分裂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，主要將高壓繞組分布在兩路低壓繞組之間，這時(shí)可以通過半穿越阻抗值進(jìn)行分析，調(diào)節(jié)高低壓之間主空道的大小，對(duì)數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，將半穿越阻抗設(shè)計(jì)成等同的。在進(jìn)行低壓之間主空道分析時(shí)，需要考慮到分裂阻抗的實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)過程中，阻抗實(shí)際數(shù)值較大，這時(shí)會(huì)在低壓間產(chǎn)生耦合，出現(xiàn)斷路嚴(yán)重影響低壓線路的運(yùn)行，引發(fā)線路故障。

（2） 低—低—高輻向雙分裂結(jié)構(gòu)

在低—低—高輻向雙分裂結(jié)構(gòu)探究過程中，必須要滿足半穿越阻抗相等的要求，將電路分為兩個(gè)部分的電壓，實(shí)現(xiàn)兩路低壓的相互嵌套，在低壓繞制工藝探究時(shí)，需要使用低壓箔繞產(chǎn)品。主要是有在低—低—高輻向雙分裂結(jié)構(gòu)模型。它能直接的將兩路低壓繞制呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，將其組成一個(gè)共同的低壓線圈，這種簡單的分裂使用是低壓繞制的操作，低壓回路的要求并不高電壓也較低，這成為低壓運(yùn)作的主要產(chǎn)品，在低—低—高輻向雙分裂結(jié)構(gòu)分裂阻抗值分析時(shí)，如果該結(jié)構(gòu)的分裂數(shù)值較小，會(huì)出現(xiàn)低壓磁耦合強(qiáng)的現(xiàn)象，兩路低壓之間產(chǎn)生的影響較大，在設(shè)計(jì)過程中必須要考慮到分裂阻抗以及實(shí)際的運(yùn)作。除此之外，需要對(duì)雙分裂結(jié)構(gòu)上的制造尺寸進(jìn)行控制，如果兩路低壓的半穿越阻抗無法一致，會(huì)誘發(fā)半穿越阻抗制造誤差較大，這時(shí)需要根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

2.2軸向雙分裂結(jié)構(gòu)

在對(duì)軸向上并列結(jié)構(gòu)分析時(shí)，需要考慮到低壓繞組電壓等級(jí)和低壓繞組的結(jié)構(gòu)，最常見的是軸向雙分裂結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。該結(jié)構(gòu)被廣泛使用在整流變壓器產(chǎn)品中，這種結(jié)構(gòu)分裂的阻抗在設(shè)計(jì)過程中較大，兩路會(huì)出現(xiàn)高低壓相互獨(dú)立的現(xiàn)象，保證各個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)作。如果各個(gè)高壓線圈和低壓線圈的內(nèi)外徑或者是高度基本相同，可以使用雙繞組變壓器由于它的基本參數(shù)一致，在使用過程中半穿越阻抗數(shù)值也是相同的，能對(duì)軸向雙分裂結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的偏差進(jìn)行嚴(yán)格的把控。

3.1 輻向雙分裂工藝特點(diǎn)

在輻向雙分裂工藝特點(diǎn)探究過程中，需要考慮到繞組結(jié)構(gòu)。最常見的繞組結(jié)構(gòu)是輻向雙并列結(jié)構(gòu)，它和常規(guī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是相同的。如果使用的是高壓繞組的方式，會(huì)使得高壓線圈的繞制效率增高;如果使用是輻向雙分裂結(jié)構(gòu)，會(huì)誘發(fā)低壓繞組產(chǎn)生斷裂。低壓繞組在運(yùn)作過程中，不可避免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。除此之外，輻向雙分裂裝置還需要具備引線結(jié)構(gòu)。輻向雙分裂結(jié)構(gòu)，使用的都是高壓繞組，主要是為了方便引線連接。如果分接引線的數(shù)目，減少一半，會(huì)使分裂效率更高。

3.2軸向雙分裂工藝特點(diǎn)

在軸向雙分裂工藝特點(diǎn)探究時(shí)，第一，需要對(duì)繞組結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，軸向雙分裂的結(jié)構(gòu)在總體上和輻向雙分裂相比結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，而且都是使用低壓軸向分裂。在低壓電壓較高時(shí)容易出現(xiàn)部位中斷，這時(shí)需要對(duì)低壓線圈中部的中段位置進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，有效避免中部高壓之間發(fā)生擊穿現(xiàn)象，產(chǎn)生不必要的局部干擾。大多數(shù)情況會(huì)由于高低壓發(fā)生分裂，高壓線圈的繞制匝數(shù)會(huì)增加。增加線圈工藝的目的是為了提高線圈的數(shù)目，需要對(duì)裝備工時(shí)進(jìn)行分析。如果容量過小，制造成本會(huì)大大增高。第二，在進(jìn)行引線結(jié)構(gòu)探究時(shí)，如果使用的是高壓線圈分裂，會(huì)使得分接引線遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)，是常規(guī)引線的兩倍，引線較多，使得變壓器結(jié)構(gòu)自身的布線也就復(fù)雜，占用大部分的空間，無疑中會(huì)大大增加造價(jià)。

通常情況下，在針對(duì)以上兩種雙分裂工藝特點(diǎn)探究過程中，發(fā)現(xiàn)兩種雙分裂結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，上、下端絕緣距離有著不同的差異。也就意味著，不同輻相位置，漏磁分布規(guī)律是不同的，可能會(huì)出現(xiàn)制造偏差。變壓器在運(yùn)作過程中，尤其是在滿負(fù)荷運(yùn)作狀態(tài)下產(chǎn)生的低壓容量，不可能對(duì)半分配。輻向雙分裂必須使用高壓端出線結(jié)構(gòu)，將低壓繞組排布在最外層，解決局放難以控制的問題。由于軸向分裂變壓器在運(yùn)作過程中，高壓繞組電流分布不均勻，會(huì)出現(xiàn)安匝不平衡現(xiàn)象，引發(fā)短路。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)：輻向雙分裂，它的能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于軸向分裂。

綜上所述，在輻向雙分裂結(jié)構(gòu)和軸向雙分裂結(jié)構(gòu)選取過程中，要考慮到分裂阻抗以及運(yùn)作的基本需求，以實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)作為主，在產(chǎn)品制造上可以使用輻向雙分裂結(jié)構(gòu)。在使用過程中半穿越阻抗的制造偏差較小，如果產(chǎn)品對(duì)半穿越阻抗制造的偏差要求較高，可以優(yōu)先考慮軸向雙分裂結(jié)構(gòu)。通過對(duì)上文分析，希望能為變壓器設(shè)計(jì)提供一定的理論幫助。

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