国产电力变压器大多数是油浸式,所以,此处重点介绍油浸式变压器结构。变压器的主要部分是绕组和铁心,由它们组成为器身。为了解决散热、绝缘、密封、安全等问题,还需要油箱、绝缘套管、储油柜、冷却装置、压力释放阀、安全气道、温度计和气体继电器等附件,其结构如图4-3所示。
1、绕组
绕组是变压器的电路部分,常用绝缘铜线或铝线绕制而成,也有用铝箱或铜箔绕制的。接电源的绕组称一次绕组;接负载的绕组称二次绕组。也可按绕组所接电压高低分为高压绕组和低压绕组。按绕组绕制的方式不同,可分为同心绕组和交叠绕组两种类型。
(1)同心绕组
同心绕组是将一-次、二次侧线圈套在同一铁心柱的内外层,般低压绕组在内层,高压绕组在外层,如图4-4所示。当低压绕组电流较大时,绕组导线较粗,也可放到外层。绕组的层间留有油道,以利绝缘和散热。同心绕组结构简单,制造方便,大多数电力变压器采用同心绕组。同心绕组又可分为圆筒式、线段式、连续式和螺旋式等结构,-般圆筒式用于容量不大的变压器绕组;线段式用于小容量高压绕组;连续式主要用于大容量、高电压绕组;螺旋式用于大容量低压绕组。
(2)交叠绕组
交叠绕组是将高、低压线圈绕成饼状,沿铁心轴向交叠放置,一-般两端靠近铁轭处放置低压绕组,有利于绝缘。此种绕组大多用于壳式、干式变压器及电炉变压器中,如图4-5所示。
2、铁心
铁心因线圈的位置不同,可分成芯式和壳式两类,如图4-6所示。
芯式指线圈包着铁心,结构简单,装配容易,省导线,适用于大容量、高电压,所以,电力变压器大多采用三相芯式铁心,如图4-7所示。壳式是铁心包着线圈,铁心易散热,用线量多,工艺复杂,除小型千式变压器外很少采用。
铁心柱与铁轭的装配有对接式和叠接式两种工艺。对接式是将铁心和铁轭分别叠装夹紧,然后把它们对接起来,再把它们夹紧。这种工艺气隙大,从而增加磁阻和励磁电流。叠接式是把铁心柱和铁轭的钢片-层层相互交错的重叠(每层不能多于三片),接缝相互错开,气隙较小,磁阻也相应减小,从而减少了励磁电流,改善了性能,大型变压器都采用这种方式,如图4-8(a)所示。
大、中型变压器中采用高导磁、低损耗的冷轧硅钢片。冷轧硅钢片顺辗压方向导磁性好,损耗小,所以,冷轧硅钢片叠装时要求硅钢片在对接处按45°角剪裁,以保证磁力线与辗压方向一致,如图4-8(b)所示。
现在铁心加工工艺-一般不打穿心孔,改用新的夹紧工艺,可以提高铁心装配质量,减少铁耗。还有一种C形铁心结构,它由冷轧钢带卷绕而成,铁心端面加工精确,大大减少了气隙,提高了效率,节省了材料,装配也方便,小功率的此类铁心变压器在电子线路中应用很广。小型变压器般也采用叠接工艺,结构简单,经济实用。小型单相变压器常用铁心有E字形、F字形、日字形和C字形,如图4-9所示。