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在同心式排列時，繞組的漏磁通如何分布及產生電磁力？

對于雙繞組同心式排列，漏磁通一般較同心式排列要小，而在多繞組同心式排列中則更為減小。以雙繞組單同心式排列為例，闡述漏磁通的分布情況。

在雙繞組中，電流方向相反。假設低壓繞組電流方向向外（用⊙表示），高壓繞組電流方向向內（用×表示），根據右手定則，它們之間的漏磁通（用虛線表示）必然向上。

為了方便，漏磁通可以分為兩個分量：軸向（縱向）漏磁通和輻向（橫向）漏磁通。軸向漏磁通是垂直向上的，而輻向漏磁通則由于繞組上端漏磁通向外發散，而下端向繞組內側收攏產生水平分量。根據左手定則，軸向漏磁通產生輻向電磁力，輻向漏磁通產生軸向電磁力。

軸向漏磁通導致外側高壓繞組產生向外的輻向張力，即高壓繞組的直徑需要增大，圓周方向受到拉伸應力，繞組導線必須承受這個力。相反，軸向漏磁通使內側低壓繞組產生向內的輻向壓力，即低壓繞組的圓周方向被壓縮。在設計和制造時，必須防止該繞組失穩并發生形變。

輻向漏磁通使高低壓繞組均產生向內的軸向壓力。這個力作為繞組的壓縮力，導致兩端導線承受最大的作用力。對于墊塊的壓縮力是導線上作用力的合力，因此在繞組中部這個力是最大的。由這些力在導線和墊塊中產生的應力必須限制在允許的范圍內。對于使用油浸層壓紙板制作的墊塊，其允許的壓縮應力應在39.2MPa以下。

此外，由于繞組的高度不同、匝數的不平衡以及分接線段的切除等因素，產生的軸向壓力和張力類似于交錯式排列時的軸向力。

長沙麓山電子，成立于1975年， 公司在變壓器、電抗器行業歷經49年的追逐與創新，在行業應用領域具有豐富的技術沉淀與經驗累積。專業定制單相控制變壓器、單相隔離變壓器、三相變壓器、控制變壓器，環形變壓器、R型變壓器、中高頻變壓器、中高頻電感、交流輸入電抗器、交流輸出電抗器、直流電抗器、環氧澆注變壓器等變壓器設備，涉及軌道交通、工程機械、光伏風電新能源、醫療設備、智能制造、變頻器、水電勵磁、真空燒結、煤礦防爆、中央空調等十大應用領域。

通過自主和合作開發等途徑，對新技術、新材料、新工藝研究并運用，以高新技術為特色，不斷優化創新，主要技術能力居國內領先水平。在質量管理和質量保證方面嚴格執行ISO9001:2015體系標準，部分產品通過CE、TüV和PSE認證。公司產品暢銷全國各地，并遠銷日本、歐美等多個國家和地區、深受客戶信賴和贊譽。

公司本著“強化控制過程、提升產品品質、增強顧客滿意、成就一流企業”的企業精神，為客戶提供性能優越、質量可靠的應用方案與產品，并為用戶提供滿意的技術服務和優質的售前、售中、售后服務。以顧客為關注焦點，滿足客戶的需求是我們永恒的追求。

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什么是主磁通？什么是漏磁通？

當變壓器中的一個繞組與電源相連時，會在鐵心中產生磁通。在鐵心中由于勵磁電壓產生的磁通被稱為主磁通，而主磁通的大小取決于勵磁電壓的大小。在額定電壓勵磁時，主磁通的產生不應導致鐵心飽和，即此時磁通密度不應達到飽和狀態。主磁通是一個相量，通常以峰值表示。

當變壓器中通過負載電流時，在繞組周圍會產生磁通。由負載電流產生的磁通被稱為漏磁通，漏磁通的大小取決于負載電流。漏磁通不應通過鐵磁材質，而通常以峰值表示。

主磁通和漏磁通都是封閉回路，都是相量，但它們不處于相同的相位。主磁通在閉合磁路的鐵心中形成封閉回路，但在飽和后可能溢出鐵心形成回路。漏磁通在開磁路的結構件中包括通過部分心柱或磁屏蔽形成回路。主磁通和漏磁通在心柱內相互疊加或相減，主磁通在鐵心內導致空載損耗，而漏磁通在繞組內和結構件內導致額外的負載損耗。

主磁通和漏磁通在數量上存在以下關系：

式中u?% 為變壓器阻抗電壓百分數，Φ為主磁通， s 為漏磁通。

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變壓器繞組的排列方式有哪幾種?

變壓器繞組的排列方式指的是每相中各次繞組的擺放位置。在選擇繞組的排列方式時，主要考慮阻抗電壓、方便出線和合理的絕緣結構等因素。目前有兩種主要的排列方式，即同心式和交錯式。同心式排列的雙繞組變壓器通常將低壓繞組放在內部，因為它與鐵心所需的絕緣距離較小；而高壓繞組則套在外部，以方便設置分接頭，因為分接頭一般設置在高壓繞組上。交錯式排列的高、低壓繞組沿著高度方向相互交錯，具有較好的機械強度，出線布置和焊接都較為方便，因此常用于電爐變壓器。

此外，還可以采用多個磁勢平衡組的排列方式。

對于有載調壓變壓器，其獨立調壓繞組可以采用不同的排列方式。例如，如果繞組采用同心式排列，調壓繞組可以放在最里面，也可以放在最外面。這兩種布置方式在最大和最小分接時的阻抗電壓變化是不同的。

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什么是繞組的繞向？

繞組的繞向與電流在繞組中產生的磁場方向以及磁場變化時繞組中感應電勢方向密切相關。繞組的繞向可分為左繞向和右繞向兩種。

左繞向指當線匝從起頭向繞組中部沿線匝方向逆時針旋轉時；右繞向則指當線匝沿線匝方向順時針旋轉。在繞線時，操作者面對繞線機，導線由操作者身后進入繞線機，此時繞成的繞組起頭在繞線機左側稱為右繞向繞組，起頭在繞線機右側稱為左繞向繞組。簡而言之，“左起右繞向，右起左繞向”。

通常情況下，繞組一旦完成，其繞向是不可更改的。然而，對于雙數層圓筒式繞組和只有一個單餅的繞組，如果起頭和完頭的符號互換，那么繞向也需要相應改變，因為這時起頭沿線匝方向會發生變化。

根據變壓器原理，對于兩柱式單相變壓器，如果一次繞組的繞向有誤，鐵心中將沒有磁通；而如果二次繞組的繞向有誤，那么并聯時會導致短路，而串聯時二次電壓將為零。一次或二次繞組繞向錯誤都將改變變壓器的連接組。在三相變壓器中，如果一次繞組的繞向有誤，同樣會導致鐵心中的磁通無法形成閉合回路；而如果一次或二次繞組的繞向都有誤，同樣也會使變壓器的連接組發生變化。

因此，可以看出在變壓器中，繞組的繞向是不允許出錯的。在一臺變壓器中，各個繞組的繞向不一定相同，這取決于其連接方式。例如，在單相變壓器的兩柱并聯連接中，繞向必然不同，其中一個柱為左繞向，而另一個柱為右繞向。同樣，一個繞組內部的繞向也可能不一致，例如反接法繞組的兩部分線段的繞向就相反，上下并聯的繞組上下兩并聯支路的繞向也相反。

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什么是電壓比？

在變壓器銘牌上標明的電壓比是指變壓器在空載時的電壓比，作為制造廠內判斷繞組匝數是否符合規定要求的一個參數。在實際運行中的電壓比與負載的類型（容性或感性）、負載電流大小以及變壓器本身參數（如電阻和電感值）有關。需要強調的是，電壓比是空載電壓比的概念，而非實際運行中的電壓比。

在標注電壓比時，對于三相變壓器，應標注線電壓的比，如Yd聯結變壓器可標注為121000V/10500V。如果存在分接時，可以標注為(110000±8×1.25%)V/10500V。所標注的電壓具體值都是指線電壓，單位可以使用伏特或千伏。然而，對于單相變壓器，標注的不是線電壓，而是相電壓，而Y聯結相電壓還必須以線電壓被√3除來標注。

電壓比的概念涉及到一次側聯結成三相組時為Y聯結或YN聯結，而二次側為d聯結。因此，電壓比必須按照規定在空載時標注出來，對于三繞組變壓器，應先標注高壓，然后標注中壓，最后標注低壓的電壓值。

當分接范圍正負范圍不同時，可以分別標注出來，例如(110000±8×1.25%)V/(35000+}×2.5%)V/10500V。

分接電壓的具體值是判斷分接繞組匝數的參數，因此分接電壓可以大于系統最高電壓U。例如，以121000±5%V為例，121000+5%等于127050V，大于110kV級的U=126kV。這表明在運行時，如果變壓器在最大分接位置，分接電壓為127050V，而加在變壓器上各個分接位置的電壓不允許大于126000V。在最大分接位置時，變壓器為欠勵磁運行，而在最小分接位置時（最小分接電壓為114950V），為過勵磁運行。過勵磁應符合標準規定，長期空載可過勵磁10%，長期滿載可過勵磁5%。否則，應改變分接位置以滿足過勵磁的規定，或改變加在各分接位置上的電壓。

電壓比不一定等于匝數比，匝數比是實測電壓比，加上標準上允許的偏差后應符合電壓比。因此，電壓比還應是空載的標稱電壓比。與實測電壓比之差要符合標準上的允許偏差值。

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什么是并聯導線的換位？

經過導線的電流后，除了電阻損耗外，還存在渦流損耗。在電阻損耗方面，無論是采用單根還是多根并聯繞制的繞組，只要截面相同、長度相等，電阻損耗都保持一致。然而，渦流損耗由軸向漏磁引起，與導線厚度相關。當厚度增加一倍時，渦流損耗增加四倍。因此，為了降低導線的厚度，在電流較大時需要采用多根導線并聯繞制。

在多根并聯導線中，一般情況下各導線長度不一致，且漏磁場引起的感應電勢也不相等。因此，必須進行換位操作，即導線位置的互換，以使各導線的電流輸出趨于平衡。

有三種常見的換位方式：

標準換位：各根導線按順序進行位置互換，適用于圓簡式、連續式繞組和單螺旋式繞組的中部換位；

交叉換位：適用于雙螺旋式繞組；

分組換位：適用于單螺旋式繞組的特殊換位。

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繞組在變壓器中扮演著什么角色？

繞組又是如何分類的呢？

繞組是指變壓器電路的組成部分，由電導率較高的銅導線或鋁導線繞制而成。其設計要求具備足夠的絕緣強度、機械強度和耐熱能力。

通常，繞組可以分為兩種類型：層式和餅式。

層式繞組是指繞組的線匝沿其軸向依次排列，連續繞制而成。層式繞組可以分為雙層圓筒式和多層圓簡式，其中雙層圓筒式由兩層組成，而多層圓簡式由多層組成。

餅式繞組是指繞組的線匝沿其輻向連續繞制成一餅（或段），再由多個餅沿軸向排列組成。餅式繞組包括連續式、插入電容式和糾結式等。

在層式和餅式之間，還有一些介于兩者之間的繞組類型，如箔式繞組和螺旋式繞組。箔式繞組形式類似筒狀，線匝沿軸向連續繞制，一匝通常等同于一層，因此可歸類為層式繞組。而螺旋式繞組一般每餅一匝，或兩餅、四餅一匝，各匝沿軸向連續繞制，但形式由各餅組成，因此可歸類為餅式繞組。

層式繞組結構緊湊，生產效率高，對沖擊電壓有較好的耐受性，但機械強度相對較差。餅式繞組散熱性能良好，機械強度高，適用范圍廣，但其耐受沖擊電壓的性能較差。

對于變壓器繞組的更詳細分類，包括圓簡式、箔式、連續式、糾結式、插入電容式和螺旋式等多個細分形式。其中，圓簡式包括單層圓筒式、雙層圓簡式、多層圓簡式和分段圓筒式。箔式包括一般箱式和分段縮式。連續式包括一般連續式、半連續式和糾結連續式。糾結式又分為普通糾結式和插花糾結式。螺旋式包括單螺旋式（單半螺旋式）、雙螺旋式（雙半螺旋式）和四螺旋式（交錯式），其中交錯式是由連續式或螺旋式線段交錯排列而成。半連續式和半螺旋式是指油道與紙圈交錯分布的連續式或螺旋式繞組的一種形式。

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為何在變壓器空載合閘時會出現勵磁涌流呢？

當變壓器空載投入線路時，勵磁電流會立即經歷一個瞬變的過渡階段，其瞬時峰值可能超過額定負載電流的幾倍，相較于正常的勵磁電流，即變壓器的穩態空載電流要大數十倍。這一暫態電流即被稱為勵磁涌流。過大的涌流可能導致繼電器誤動作，從而阻止變壓器順利投入線路。涌流的大小取決于投入變壓器時線路電壓的相位和鐵心剩磁通的狀態。空載合閘過程主要表現為變壓器磁通變化的過渡過程。

當鐵心沒有剩磁時，如果合閘瞬間電壓為最大值，磁通會領先電壓90°，從而使磁通為零。此時，合閘前后鐵心中無磁通，磁通不發生突變，也就不會出現過渡過程。如果合閘瞬間電壓為零，磁通將達到最大值。為了使合閘瞬時磁通仍為零，鐵心內會形成一個反磁通（直流分量磁通），以抵消該瞬時的磁通（穩態磁通），并且大小相等但方向相反。這樣，合閘瞬時合成磁通為零，但在半波后，合成磁通將是穩態磁通的兩倍。

這兩倍磁通值會導致鐵心大幅飽和，由于鐵心磁化曲線是非線性的，因此勵磁電流會變得很大。當鐵心存在剩磁φ，且與第一個半波的磁通方向一致時，瞬時磁通將增加至2①+φ。這將導致更大的勵磁涌流。

由于直流分量磁通會衰減，勵磁涌流也會隨之減小，在幾個周波內將衰減至正常的穩態勵磁電流值，因此對變壓器的危害并不大。實際上，發生如此大涌流的可能性很小，原因如下： a. 斷路器在電壓過零點時投入的可能性很小； b. 涌流流通時，外部線路的電壓本身會下降； c. 剩磁通也不一定與電壓變化方向同相，并且根據外部線路的狀態，還可能減小。

三相變壓器組中的某一相總是會產生過渡現象，因為無論何時投入，都不可避免地會出現涌流。通常，心式變壓器內側繞組的電抗較小，因此在內側繞組勵磁時，涌流較大。為了防止繼電器誤動作，也可以采用在變壓器投入后一定時間內采用閉鎖繼電器的方法等。

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