Welke soorten transformatorwindingen zijn er?

Welke soorten transformatordraadwonden zijn er?

Soorten transformatoren

• Kerntransformatoren hebben draadwonden op de buitenste ledematen

• Huls-transformatoren hebben draadwonden op de binnenste ledematen

Er zijn voornamelijk twee soorten transformatoren

• Kerntransformator

• Huls-transformator

Soorten draadwonden voor kerntransformatoren

Cilindrische wonden

Deze wonden zijn van het laagtype en gebruiken een rechthoekig of rond geleider zoals getoond in fig. (a) en (b). De geleiders worden gewikkeld aan de platte zijden zoals getoond in fig. (c) en aan de ribzijde in fig. (d).

Gebruik van cilindrische wonden

Cilindrische wonden zijn lage spanning wonden die tot 6,6 kV gebruikt worden voor kVA tot 600-750, en stroomvermogen tussen 10 en 600 A.

Helische wonden

We gebruiken helische wonden voor lage spanning, hoge capaciteit transformatoren, waarbij de stroom hoger is, terwijl de aantal wonden minder zijn. Het vermogen van de transformator varieert van 160 – 1000 kVA van 0,23-15 kV. Om voldoende mechanische sterkte te verzekeren wordt de doorsnede van de strook niet kleiner gemaakt dan 75-100 mm vierkant. Het maximale aantal parallelle stroken dat gebruikt wordt om een geleider te vormen is 16.

Er zijn drie soorten

• Enkelvoudige helische winding

• Dubbele helische winding

• Schijf-helische winding

Enkelvoudige helische wonden bestaan uit wonden in axiale richting langs een schroeflijn met een hellingshoek. Er is slechts één laag wonden per winding. Het voordeel van dubbele helische winding is dat deze de stroomkringverliezen in de geleiders reduceert. Dit komt doordat het aantal parallelle geleiders in radiale richting is teruggebracht.

Bij schijf-helische wonden worden parallelle stroken naast elkaar in radiale richting geplaatst om de volledige radiale diepte van de winding te bedekken.

Meerlagige helische winding

We gebruiken dit vaak voor hoge spanning van 110 kV en hoger. Deze soort wonden bestaat uit meerdere concentrisch gewonden cilindrische lagen die in serie zijn verbonden.

We maken de buitenste lagen korter dan de binnenste lagen om de capaciteit gelijkmatig te verdelen. Deze wonden verbeteren vooral het overbelastinggedrag van transformatoren.

Oversteekwinding

Deze wonden worden gebruikt in hoge spanning wonden van kleine transformatoren. De geleiders zijn papieromhulde ronde draden of stroken. De wonden zijn verdeeld in verschillende spoelen om de spanning tussen aangrenzende lagen te verlagen. Deze spoelen zijn axiaal gescheiden door 0,5 tot 1 mm, met de spanning tussen aangrenzende spoelen binnen 800 tot 1000 V gehouden.

Het binnenste einde van een spoel is verbonden met het uitgangseinde van de aangrenzende spoel zoals getoond in de bovenstaande figuur. De werkelijke axiale lengte van elke spoel is ongeveer 50 mm, terwijl de afstand tussen twee spoelen ongeveer 6 mm is om blokken isolatiemateriaal te plaatsen.

De breedte van de spoel is 25 tot 50 mm. De oversteekwinding heeft onder normale omstandigheden een grotere sterkte dan de cilindrische winding. Echter, de oversteek heeft een lagere impulssterkte dan de cilindrische. Deze type heeft ook hogere arbeidskosten.

Schijf- en continue schijfwinding

Voornamelijk gebruikt voor hoge capaciteit transformatoren. De winding bestaat uit een aantal vlakke spoelen of schijven in serie of parallel. De spoelen worden gevormd met rechthoekige stroken die spiraalsgewijs vanuit het midden naar buiten in de radiale richting worden gewikkeld, zoals getoond in de onderstaande figuur.

De geleiders kunnen een enkele strook of meerdere parallelle stroken zijn die aan de platte zijde zijn gewikkeld. Dit maakt een robuuste constructie voor dit type wonden. Schijven zijn van elkaar gescheiden met pressboard sectoren die aan verticale stroken zijn bevestigd.

De verticale en horizontale spacers zorgen voor radiale en axiale kanalen voor de vrije circulatie van olie die contact maakt met elke winding. Het oppervlak van de geleider varieert van 4 tot 50 mm vierkant en de stroomlimieten liggen tussen 12 en 600 A. De minimale breedte van de oliekanaal is 6 mm voor 35 kV. Het voordeel van schijf- en continue wonden is hun grotere mechanische axiale sterkte en goedkope constructie.

Winden voor huls-transformatoren

Sandwich-winding

Staat gemakkelijke controle toe over de reactantie, hoe dichter twee spoelen bij elkaar staan op dezelfde magnetische as, hoe groter het aandeel van de wederzijdse flux en hoe kleiner de lekflux.

Lekkage kan worden verkleind door de lage- en hoge-spanningssecties te verdelen. De eindelijke lage-spanningssecties, bekend als halve spoelen, bevatten de helft van de windingen van de normale lage-spanningssecties.

Om de magnetische krachten van aangrenzende secties in evenwicht te brengen, draagt elke normale sectie, of het nu hoog- of lagespanning is, hetzelfde aantal ampère-windingen. Hoe groter de mate van verdelering, hoe kleiner de reactantie.

Voordelen van huls-winden in transformatoren

• Hoog doorlaatvermogen bij kortsluiting

• Hoog mechanisch verzet

• Hoog diëlektrisch verzet

• Uitstekende controle over lek magnetische flux

• Efficiënte koelcapaciteit

• Flexibele ontwerp

• Compact formaat

• Zeer betrouwbaar ontwerp