在干式变压器的设计中,高低压绕组的排列顺序(低压绕组靠近铁芯、高压绕组在外部)并非偶然,而是综合考虑绝缘性能、制造成本与运维便利性的结果。其核心逻辑可从以下两方面解析:
一、绝缘性能:降低制造成本与体积
变压器的铁芯通常直接接地(安全接地要求),而绕组需与铁芯保持足够的绝缘距离以避免击穿。若将高压绕组靠近铁芯,由于高压侧电压等级高(如10kV、35kV),需在高压绕组与铁芯之间增加大量绝缘材料(如绝缘纸、绝缘胶)并扩大绝缘间距,这会导致两个问题:
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体积增大:额外的绝缘层和间距会显著增加绕组占据的空间,使变压器整体尺寸变大,不利于小型化设计;
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成本上升:高电压等级的绝缘材料(如高压绝缘纸板)价格昂贵,过量使用会大幅推高制造成本。
反之,将低压绕组(电压等级低,如0.4kV、10kV)靠近接地的铁芯,仅需满足低压侧的绝缘要求(绝缘等级低、材料用量少),即可有效降低绝缘成本与设备体积。
二、运维便利性:高压绕组外置便于调压与引线
变压器的电压调节(如有载调压或无励磁调压)通常通过改变高压绕组的分接头实现。若高压绕组布置在外部,其引出线可直接连接至分接开关,操作更便捷;同时,外部绕组的结构暴露性更高,便于检修时观察分接开关状态、检测绝缘性能或处理局部故障。
若高压绕组内置,不仅引线需穿过多层低压绕组(增加布线复杂度),调压操作也需拆解绕组,大幅增加维护难度与时间成本。
总结
干式变压器“低压绕组在内、高压绕组在外”的排列方式,本质是绝缘经济性与运维便利性的最优平衡:低压绕组靠近接地的铁芯,以更低成本满足绝缘需求;高压绕组外置,则为调压操作与维护提供了更便捷的条件。这一设计已成为行业通用标准,广泛应用于工业与民用电力系统中。