一种变压器及其线圈绕制方法与流程

本发明涉及一种变压器及其线圈绕制方法，属于变压器制造。

背景技术：

1、

2、随着新能源发电项目越来越多，而变压器作为电力传输的关键设备，面对新能源发电波动性大，变压器需要频繁应对负载变化和电压、电流冲击，导致绝缘加速老化。风电场通常位于偏远地区：如海上或高海拔，面临盐雾、潮湿、低温等；光伏电站可能在沙漠地区，高温、沙尘多，在极端环境下变压器故障率偏高。其中变压器线圈作为直接承载电压、电流的变压器核心组件，在面对上述使用工况下线圈绝缘强度、散热性能、抗短路能力等方面的故障问题尤为突出。

3、现有的变压器线圈绕制方法为分别用低压线圈绕制模具绕制低压线圈，用高压线圈绕制模具绕制高压线圈（如图1所示，为现有技术中变压器中高压线圈的绕线示意图，其中，变压器高压线圈由a起始开始绕制，从左侧起绕向右侧绕，完成1层绕制，升层后依次完成2~14层导线的绕制，分接出头x6/x4/x2由上半段线圈表面引出。上半段绕制完成后线圈需旋转180°，将下半段旋转至原上半段位置。由x起始开始绕制，从左侧起绕向右侧绕，完成1层绕制，升层后依次完成2~14层导线的绕制，分接出头x7/x5/x3由上半段线圈表面引出），然后通过在低压线圈外层设置绝缘层、撑条等将高压线圈套在低压线圈外侧；绝缘层可以起到绝缘的作用，同时还可以通过通入绝缘液起到降温的作用，但在使用过程中，由于低压线圈在绕制过程中外径会因绕制不均匀等外界因素的影响，外径尺寸很难统一，这就会出现低压线圈与高压线圈套装不紧密；另外，目前为了提高线圈的耐压强度，将高压线圈上下分段，先绕制上半段、再绕制下半段；或者先绕下半段、再绕制上半段，但在绕制过程中需要换向，若不换向，会出现绕向相反的情况，为了保证整个线圈的上、下半段左起右绕向，这样就需要将线圈旋转180。换向时需要将绕线机、模具、导线等都得拆除以进行换向，这样效率比较低，浪费工时。

4、另外，如图2所示，为现有技术中变压器器身及分接引线结构图，其中，变压器的上夹件6为金属材质，变压器在运行过程中线圈漏磁造成的金属零部件产生涡流损耗，导致上夹件6发热，变压器损耗增加、温升提高；分接引线13由线圈10表面引出，将分接引线13连接到分接开关14导致引线长度较长，不利于分接引线13的固定，导致在变压器短路电动力的作用下出现鞭打效应，导致分接引线13位移或断裂。引线长度较长从变压器下部贯穿至变压器顶部，不利于分接引线13绝缘处理，导致在变压器短路电动力的作用下不同相的分接引线13之间和对上夹件6、铁心1等金属结构件出现绝缘击穿问题。同时分接引线13较长，需要设置较多的引线固定和绝缘防护经济性较差。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种变压器线圈绕制方法，提高变压器线圈的绕制效率。本发明的目的还在于提供了一种变压器，用于解决因金属材质的上夹件导致涡流损耗的问题，以及解决分接引线较长导致引线难固定、易击穿的问题。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种变压器线圈绕制方法，包括：

3、在低压线圈绕制完成后，在低压线圈外表面绕制绝缘层，在绝缘层外绕制高压线圈；其中，所述高压线圈分为上、下两段；

4、在绕制高压线圈的上段时，高压线圈首头在高压侧轴向端部引出，并完成高压线圈上段绕制后，从高压侧轴向中部引出高压线圈上段分接出头；

5、在绕制高压线圈的下段时，从高压侧轴向中部引出高压线圈下段分接出头，并完成高压线圈下段绕制后，将高压线圈尾头在高压侧轴向中部引出。

6、进一步地，所述高压线圈采用多层圆筒式结构，在高压线圈的上段的顶部绝缘层外设置上部垫块；高压线圈的上段与高压线圈的下段之间设置中部垫块；高压线圈的下段的底部设置下部垫块。

7、进一步地，高压线圈的上段与高压线圈的下段之间设有若干层轴向贯通的散热流道；

8、在高压线圈绕制前，在低压线圈与高压线圈之间设置若干层轴向贯通的散热流道，其中，在若干层轴向贯通的散热流道中存在一层轴向贯通的散热流道用于放置高压线圈端部角环。

9、进一步地，在绕制高压线圈的上段时，高压线圈首头在高压侧轴向端部引出，每层线匝首末放置端绝缘，层间加垫绝缘材料，依次完成高压线圈上段绕制，并从高压侧轴向中部引出高压线圈上段分接出头；

10、在绕制高压线圈的下段时，从高压侧轴向中部引出高压线圈下段分接出头，每层线匝首末放置端绝缘，层间加垫绝缘材料，依次完成高压线圈下段绕制，将高压线圈尾头在高压侧轴向中部引出。

11、另一方面，本发明还提出一种变压器线圈绕制方法，包括：

12、在高压线圈绕制完成后，在高压线圈外表面绕制绝缘层，在绝缘层外绕制低压线圈；其中，所述高压线圈分为上、下两段；

13、在绕制高压线圈的上段时，高压线圈首头在高压侧轴向端部引出，并完成高压线圈上段绕制后，从高压侧轴向中部引出高压线圈上段分接出头；

14、在绕制高压线圈的下段时，从高压侧轴向中部引出高压线圈下段分接出头，并完成高压线圈下段绕制后，将高压线圈尾头在高压侧轴向中部引出。

15、进一步地，所述高压线圈采用多层圆筒式结构，在高压线圈的上段的顶部绝缘层外设置上部垫块；高压线圈的上段与高压线圈的下段之间设置中部垫块；高压线圈的下段的底部设置下部垫块。

16、进一步地，高压线圈的上段与高压线圈的下段之间设有若干层轴向贯通的散热流道；

17、在高压线圈绕制前，在低压线圈与高压线圈之间设置若干层轴向贯通的散热流道，其中，在若干层轴向贯通的散热流道中存在一层轴向贯通的散热流道用于放置高压线圈端部角环。

18、进一步地，在绕制高压线圈的上段时，高压线圈首头在高压侧轴向端部引出，每层线匝首末放置端绝缘，层间加垫绝缘材料，依次完成高压线圈上段绕制，并从高压侧轴向中部引出高压线圈上段分接出头；

19、在绕制高压线圈的下段时，从高压侧轴向中部引出高压线圈下段分接出头，每层线匝首末放置端绝缘，层间加垫绝缘材料，依次完成高压线圈下段绕制，将高压线圈尾头在高压侧轴向中部引出。

20、另一方面，本发明还提出了一种变压器，所述变压器采用上述变压器线圈绕制方法绕制得到的线圈。

21、本发明的有益效果为：在绕制高压线圈的上段时，高压线圈首头在高压侧轴向端部引出，每层线匝首末放置端绝缘，层间加垫绝缘材料，依次完成高压线圈上段绕制，并从高压侧轴向中部引出高压线圈上段分接出头；在绕制高压线圈的下段时，从高压侧轴向中部引出高压线圈下段分接出头，每层线匝首末放置端绝缘，层间加垫绝缘材料，依次完成高压线圈下段绕制，将高压线圈尾头在高压侧轴向中部引出，不仅在绕制高压线圈时无需换向，避免对绕线机、模具、导线等设备进行拆除，而且有效缩短变压器中分接引线的长度，避免线圈幅向引出连接引线后无法固定的问题，还减小变压器体积。

1.一种变压器线圈绕制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的变压器线圈绕制方法，其特征在于，所述高压线圈采用多层圆筒式结构，在高压线圈的上段的顶部绝缘层外设置上部垫块；高压线圈的上段与高压线圈的下段之间设置中部垫块；高压线圈的下段的底部设置下部垫块。

3.根据权利要求2所述的变压器线圈绕制方法，其特征在于，高压线圈的上段与高压线圈的下段之间设有若干层轴向贯通的散热流道；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的变压器线圈绕制方法，其特征在于，在绕制高压线圈的上段时，高压线圈首头在高压侧轴向端部引出，每层线匝首末放置端绝缘，层间加垫绝缘材料，依次完成高压线圈上段绕制，并从高压侧轴向中部引出高压线圈上段分接出头；

5.一种变压器线圈绕制方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的变压器线圈绕制方法，其特征在于，所述高压线圈采用多层圆筒式结构，在高压线圈的上段的顶部绝缘层外设置上部垫块；高压线圈的上段与高压线圈的下段之间设置中部垫块；高压线圈的下段的底部设置下部垫块。

7.根据权利要求6所述的变压器线圈绕制方法，其特征在于，高压线圈的上段与高压线圈的下段之间设有若干层轴向贯通的散热流道；

8.根据权利要求5-7中任一项所述的变压器线圈绕制方法，其特征在于，在绕制高压线圈的上段时，高压线圈首头在高压侧轴向端部引出，每层线匝首末放置端绝缘，层间加垫绝缘材料，依次完成高压线圈上段绕制，并从高压侧轴向中部引出高压线圈上段分接出头；

9.一种变压器，其特征在于，所述变压器包括采用如权利要求1-4中任一项或5-8中任一项所述的变压器线圈绕制方法绕制得到的线圈。