交錯(cuò)式排列時(shí)，繞組的漏磁通及產(chǎn)生的電磁力如何分布?

在繞組采用交錯(cuò)式排列時(shí)，其漏磁通的分布與之前提到的同心式排列有所不同。這種排列產(chǎn)生的漏磁通主要是輻向漏磁通，并且其引起的主要是軸向力。

由于高壓繞組和低壓繞組的輻向尺寸非常接近，匝數(shù)分布基本上是均勻的。因此，不僅可以忽略軸向漏磁通，而且在正常運(yùn)行條件下，輻向漏磁通也較小，其引起的軸向力也相對較小。圖中所示的情況涉及兩個(gè)磁勢平衡組。這里所謂的“磁勢平衡組”指的是磁勢大小相等但方向相反的一對或一部分繞組。

長沙麓山電子，成立于1975年， 公司在變壓器、電抗器行業(yè)歷經(jīng)49年的追逐與創(chuàng)新，在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域具有豐富的技術(shù)沉淀與經(jīng)驗(yàn)累積。專業(yè)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(huán)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(huán)氧澆注變壓器等變壓器設(shè)備，涉及軌道交通、工程機(jī)械、光伏風(fēng)電新能源、醫(yī)療設(shè)備、智能制造、變頻器、水電勵(lì)磁、真空燒結(jié)、煤礦防爆、中央空調(diào)等十大應(yīng)用領(lǐng)域。

通過自主和合作開發(fā)等途徑，對新技術(shù)、新材料、新工藝研究并運(yùn)用，以高新技術(shù)為特色，不斷優(yōu)化創(chuàng)新，主要技術(shù)能力居國內(nèi)領(lǐng)先水平。在質(zhì)量管理和質(zhì)量保證方面嚴(yán)格執(zhí)行ISO9001:2015體系標(biāo)準(zhǔn)，部分產(chǎn)品通過CE、TüV和PSE認(rèn)證。公司產(chǎn)品暢銷全國各地，并遠(yuǎn)銷日本、歐美等多個(gè)國家和地區(qū)、深受客戶信賴和贊譽(yù)。

公司本著“強(qiáng)化控制過程、提升產(chǎn)品品質(zhì)、增強(qiáng)顧客滿意、成就一流企業(yè)”的企業(yè)精神，為客戶提供性能優(yōu)越、質(zhì)量可靠的應(yīng)用方案與產(chǎn)品，并為用戶提供滿意的技術(shù)服務(wù)和優(yōu)質(zhì)的售前、售中、售后服務(wù)。以顧客為關(guān)注焦點(diǎn)，滿足客戶的需求是我們永恒的追求。

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在同心式排列時(shí)，繞組的漏磁通如何分布及產(chǎn)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(shè)低壓繞組電流方向向外（用⊙表示），高壓繞組電流方向向內(nèi)（用×表示），根據(jù)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(gè)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(fā)散，而下端向繞組內(nèi)側(cè)收攏產(chǎn)生水平分量。根據(jù)左手定則，軸向漏磁通產(chǎn)生輻向電磁力，輻向漏磁通產(chǎn)生軸向電磁力。

軸向漏磁通導(dǎo)致外側(cè)高壓繞組產(chǎn)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(yīng)力，繞組導(dǎo)線必須承受這個(gè)力。相反，軸向漏磁通使內(nèi)側(cè)低壓繞組產(chǎn)生向內(nèi)的輻向壓力，即低壓繞組的圓周方向被壓縮。在設(shè)計(jì)和制造時(shí)，必須防止該繞組失穩(wěn)并發(fā)生形變。

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

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

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什么是主磁通？什么是漏磁通？

當(dāng)變壓器中的一個(gè)繞組與電源相連時(shí)，會(huì)在鐵心中產(chǎn)生磁通。在鐵心中由于勵(lì)磁電壓產(chǎn)生的磁通被稱為主磁通，而主磁通的大小取決于勵(lì)磁電壓的大小。在額定電壓勵(lì)磁時(shí)，主磁通的產(chǎn)生不應(yīng)導(dǎo)致鐵心飽和，即此時(shí)磁通密度不應(yīng)達(dá)到飽和狀態(tài)。主磁通是一個(gè)相量，通常以峰值表示。

當(dāng)變壓器中通過負(fù)載電流時(shí)，在繞組周圍會(huì)產(chǎn)生磁通。由負(fù)載電流產(chǎn)生的磁通被稱為漏磁通，漏磁通的大小取決于負(fù)載電流。漏磁通不應(yīng)通過鐵磁材質(zhì)，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(jié)構(gòu)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(nèi)相互疊加或相減，主磁通在鐵心內(nèi)導(dǎo)致空載損耗，而漏磁通在繞組內(nèi)和結(jié)構(gòu)件內(nèi)導(dǎo)致額外的負(fù)載損耗。

主磁通和漏磁通在數(shù)量上存在以下關(guān)系：

式中u?% 為變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，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(shí)，主要考慮阻抗電壓、方便出線和合理的絕緣結(jié)構(gòu)等因素。目前有兩種主要的排列方式，即同心式和交錯(cuò)式。同心式排列的雙繞組變壓器通常將低壓繞組放在內(nèi)部，因?yàn)樗c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(shè)置分接頭，因?yàn)榉纸宇^一般設(shè)置在高壓繞組上。交錯(cuò)式排列的高、低壓繞組沿著高度方向相互交錯(cuò)，具有較好的機(jī)械強(qiáng)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(gè)磁勢平衡組的排列方式。

對于有載調(diào)壓變壓器，其獨(dú)立調(diào)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(diào)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(shí)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(chǎn)生的磁場方向以及磁場變化時(shí)繞組中感應(yīng)電勢方向密切相關(guān)。繞組的繞向可分為左繞向和右繞向兩種。

左繞向指當(dāng)線匝從起頭向繞組中部沿線匝方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)；右繞向則指當(dāng)線匝沿線匝方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在繞線時(shí)，操作者面對繞線機(jī)，導(dǎo)線由操作者身后進(jìn)入繞線機(jī)，此時(shí)繞成的繞組起頭在繞線機(jī)左側(cè)稱為右繞向繞組，起頭在繞線機(jī)右側(cè)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(shù)層圓筒式繞組和只有一個(gè)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(yīng)改變，因?yàn)檫@時(shí)起頭沿線匝方向會(huì)發(fā)生變化。

根據(jù)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(lián)時(shí)會(huì)導(dǎo)致短路，而串聯(lián)時(shí)二次電壓將為零。一次或二次繞組繞向錯(cuò)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(huì)導(dǎo)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(huì)使變壓器的連接組發(fā)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(cuò)的。在一臺變壓器中，各個(gè)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(lián)連接中，繞向必然不同，其中一個(gè)柱為左繞向，而另一個(gè)柱為右繞向。同樣，一個(gè)繞組內(nèi)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(lián)的繞組上下兩并聯(lián)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(biāo)明的電壓比是指變壓器在空載時(shí)的電壓比，作為制造廠內(nèi)判斷繞組匝數(shù)是否符合規(guī)定要求的一個(gè)參數(shù)。在實(shí)際運(yùn)行中的電壓比與負(fù)載的類型（容性或感性）、負(fù)載電流大小以及變壓器本身參數(shù)（如電阻和電感值）有關(guān)。需要強(qiáng)調(diào)的是，電壓比是空載電壓比的概念，而非實(shí)際運(yùn)行中的電壓比。

在標(biāo)注電壓比時(shí)，對于三相變壓器，應(yīng)標(biāo)注線電壓的比，如Yd聯(lián)結(jié)變壓器可標(biāo)注為121000V/10500V。如果存在分接時(shí)，可以標(biāo)注為(110000±8×1.25%)V/10500V。所標(biāo)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(biāo)注的不是線電壓，而是相電壓，而Y聯(lián)結(jié)相電壓還必須以線電壓被√3除來標(biāo)注。

電壓比的概念涉及到一次側(cè)聯(lián)結(jié)成三相組時(shí)為Y聯(lián)結(jié)或YN聯(lián)結(jié)，而二次側(cè)為d聯(lián)結(jié)。因此，電壓比必須按照規(guī)定在空載時(shí)標(biāo)注出來，對于三繞組變壓器，應(yīng)先標(biāo)注高壓，然后標(biāo)注中壓，最后標(biāo)注低壓的電壓值。

當(dāng)分接范圍正負(fù)范圍不同時(shí)，可以分別標(biāo)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(shù)的參數(shù)，因此分接電壓可以大于系統(tǒng)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(yùn)行時(shí)，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(gè)分接位置的電壓不允許大于126000V。在最大分接位置時(shí)，變壓器為欠勵(lì)磁運(yùn)行，而在最小分接位置時(shí)（最小分接電壓為114950V），為過勵(lì)磁運(yùn)行。過勵(lì)磁應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，長期空載可過勵(lì)磁10%，長期滿載可過勵(lì)磁5%。否則，應(yīng)改變分接位置以滿足過勵(lì)磁的規(guī)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(shù)比，匝數(shù)比是實(shí)測電壓比，加上標(biāo)準(zhǔn)上允許的偏差后應(yīng)符合電壓比。因此，電壓比還應(yīng)是空載的標(biāo)稱電壓比。與實(shí)測電壓比之差要符合標(biāo)準(zhǔn)上的允許偏差值。

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什么是并聯(lián)導(dǎo)線的換位？

經(jīng)過導(dǎo)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(lián)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(dǎo)線厚度相關(guān)。當(dāng)厚度增加一倍時(shí)，渦流損耗增加四倍。因此，為了降低導(dǎo)線的厚度，在電流較大時(shí)需要采用多根導(dǎo)線并聯(lián)繞制。

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

有三種常見的換位方式：

標(biāo)準(zhǔn)換位：各根導(dǎo)線按順序進(jìn)行位置互換，適用于圓簡式、連續(xù)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。

長沙麓山電子，成立于1975年， 公司在變壓器、電抗器行業(yè)歷經(jīng)49年的追逐與創(chuàng)新，在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域具有豐富的技術(shù)沉淀與經(jīng)驗(yàn)累積。專業(yè)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(huán)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(huán)氧澆注變壓器等變壓器設(shè)備，涉及軌道交通、工程機(jī)械、光伏風(fēng)電新能源、醫(yī)療設(shè)備、智能制造、變頻器、水電勵(lì)磁、真空燒結(jié)、煤礦防爆、中央空調(diào)等十大應(yīng)用領(lǐng)域。

通過自主和合作開發(fā)等途徑，對新技術(shù)、新材料、新工藝研究并運(yùn)用，以高新技術(shù)為特色，不斷優(yōu)化創(chuàng)新，主要技術(shù)能力居國內(nèi)領(lǐng)先水平。在質(zhì)量管理和質(zhì)量保證方面嚴(yán)格執(zhí)行ISO9001:2015體系標(biāo)準(zhǔn)，部分產(chǎn)品通過CE、TüV和PSE認(rèn)證。公司產(chǎn)品暢銷全國各地，并遠(yuǎn)銷日本、歐美等多個(gè)國家和地區(qū)、深受客戶信賴和贊譽(yù)。

公司本著“強(qiáng)化控制過程、提升產(chǎn)品品質(zhì)、增強(qiáng)顧客滿意、成就一流企業(yè)”的企業(yè)精神，為客戶提供性能優(yōu)越、質(zhì)量可靠的應(yīng)用方案與產(chǎn)品，并為用戶提供滿意的技術(shù)服務(wù)和優(yōu)質(zhì)的售前、售中、售后服務(wù)。以顧客為關(guān)注焦點(diǎn)，滿足客戶的需求是我們永恒的追求。

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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(dǎo)率較高的銅導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線繞制而成。其設(shè)計(jì)要求具備足夠的絕緣強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)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(xù)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(xù)繞制成一餅（或段），再由多個(gè)餅沿軸向排列組成。餅式繞組包括連續(xù)式、插入電容式和糾結(jié)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(xù)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(xù)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(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率高，對沖擊電壓有較好的耐受性，但機(jī)械強(qiáng)度相對較差。餅式繞組散熱性能良好，機(jī)械強(qiáng)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(xì)分類，包括圓簡式、箔式、連續(xù)式、糾結(jié)式、插入電容式和螺旋式等多個(gè)細(xì)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(xù)式包括一般連續(xù)式、半連續(xù)式和糾結(jié)連續(xù)式。糾結(jié)式又分為普通糾結(jié)式和插花糾結(jié)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(cuò)式），其中交錯(cuò)式是由連續(xù)式或螺旋式線段交錯(cuò)排列而成。半連續(xù)式和半螺旋式是指油道與紙圈交錯(cuò)分布的連續(xù)式或螺旋式繞組的一種形式。

長沙麓山電子，成立于1975年， 公司在變壓器、電抗器行業(yè)歷經(jīng)49年的追逐與創(chuàng)新，在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域具有豐富的技術(shù)沉淀與經(jīng)驗(yàn)累積。專業(yè)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(huán)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(huán)氧澆注變壓器等變壓器設(shè)備，涉及軌道交通、工程機(jī)械、光伏風(fēng)電新能源、醫(yī)療設(shè)備、智能制造、變頻器、水電勵(lì)磁、真空燒結(jié)、煤礦防爆、中央空調(diào)等十大應(yīng)用領(lǐng)域。

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