在干式變壓器的設(shè)計(jì)中,高低壓繞組的排列順序(低壓繞組靠近鐵芯、高壓繞組在外部)并非偶然,而是綜合考慮絕緣性能、制造成本與運(yùn)維便利性的結(jié)果。其核心邏輯可從以下兩方面解析:
一、絕緣性能:降低制造成本與體積
變壓器的鐵芯通常直接接地(安全接地要求),而繞組需與鐵芯保持足夠的絕緣距離以避免擊穿。若將高壓繞組靠近鐵芯,由于高壓側(cè)電壓等級(jí)高(如10kV、35kV),需在高壓繞組與鐵芯之間增加大量絕緣材料(如絕緣紙、絕緣膠)并擴(kuò)大絕緣間距,這會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)問題:
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體積增大:額外的絕緣層和間距會(huì)顯著增加繞組占據(jù)的空間,使變壓器整體尺寸變大,不利于小型化設(shè)計(jì);
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成本上升:高電壓等級(jí)的絕緣材料(如高壓絕緣紙板)價(jià)格昂貴,過(guò)量使用會(huì)大幅推高制造成本。
反之,將低壓繞組(電壓等級(jí)低,如0.4kV、10kV)靠近接地的鐵芯,僅需滿足低壓側(cè)的絕緣要求(絕緣等級(jí)低、材料用量少),即可有效降低絕緣成本與設(shè)備體積。
二、運(yùn)維便利性:高壓繞組外置便于調(diào)壓與引線
變壓器的電壓調(diào)節(jié)(如有載調(diào)壓或無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓)通常通過(guò)改變高壓繞組的分接頭實(shí)現(xiàn)。若高壓繞組布置在外部,其引出線可直接連接至分接開關(guān),操作更便捷;同時(shí),外部繞組的結(jié)構(gòu)暴露性更高,便于檢修時(shí)觀察分接開關(guān)狀態(tài)、檢測(cè)絕緣性能或處理局部故障。
若高壓繞組內(nèi)置,不僅引線需穿過(guò)多層低壓繞組(增加布線復(fù)雜度),調(diào)壓操作也需拆解繞組,大幅增加維護(hù)難度與時(shí)間成本。
總結(jié)
干式變壓器“低壓繞組在內(nèi)、高壓繞組在外”的排列方式,本質(zhì)是絕緣經(jīng)濟(jì)性與運(yùn)維便利性的最優(yōu)平衡:低壓繞組靠近接地的鐵芯,以更低成本滿足絕緣需求;高壓繞組外置,則為調(diào)壓操作與維護(hù)提供了更便捷的條件。這一設(shè)計(jì)已成為行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn),廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用電力系統(tǒng)中。