变压器漏磁场的分析

配电变压器常见故障分析判断及处理内容提要：配电变压器的安全运行管理工作是我们日常工作的重点，本文重点介绍变压器常见故障分析判断及处理方法，为同行们分析、判断、故障原因及故障的预防和处理提供一些依据。

关键词：变压器、故障分析、处理建筑电力用户通常采用的中小型电力变压器，他需要一个长期稳定的运行环境，正确维护电力变压器，对提高电力用户的供电可靠性具有很深远的意义。

要想正确有效的维护电力变压器正常运行，除掌握变压器的理论知识外，对运行中变压器经常出现的异常情况及故障也应具有准确的分析判断能力，从而为故障的预防和处理提供准确的依据。

一、电力变压器常见故障的分析判断电气工作人员可以随时通过对声音、振动、气味、变色、温度及其它现象的变化来判断变压器的运行状态，分析事故发生的原因、部位及程度。

从而根据所掌握的情况进行综合分析，结合各种检测结果对变压器的运行状态做出最后判断。

（一）直观判断1、声音正常运行时，由于交流电通过变压器绕组，在铁芯里产生周期性的交变磁通，引起电钢片的磁致伸缩，铁芯的接缝与叠层之间的磁力作用以及绕组的导线之间的电磁力作用引起振动，发出平均的“嗡嗡”响声。

如果产生不均匀响声或其它响声，都属不正常现象。

（1）若音响比平常增大而均匀时，则一种可能是电网发生过电压，另一种也可能是变压器过负荷，在大动力设备（如大型电动机），负载变化较大，因五次谐波作用，变压器内瞬间发出“哇哇”声。

此时，再参考电压与电路表的指示，即可判断故障的性质。

然后，根据具体情况改变电网的运行方式与减少变压器的负荷，或停止变压器的运行等。

（2）音响较大而噪杂时，可能是变压器铁芯的问题。

例如，夹件或压紧铁芯的螺钉松动时，仪表的指示一般正常，绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化，这时应当停止变压器的运行进行检查。

（3）音响中夹有放电的“吱吱”声时，可能是变压器或套管发生表面局部放电。

如果是套管的问题，在气候恶劣或夜间时，还可见到电晕辉光或蓝色、紫色的小火花，此时应清除套管表面的脏污，再涂上硅油或硅脂等涂料。

主磁通与漏磁通当变压器中一个绕组与电源相联后，就会在铁心中产生磁通，在铁心中由于激磁电压产生的磁通叫主磁通，主磁通大小决定于激磁电压的大小。

额定电压激磁时产生的主磁通不应使铁心饱和，即此时的磁通密度不应饱和。

主磁通是矢量，一般用峰值表示。

当变压器中流过负载电流时，就会在绕组周围产生磁通，在绕组中由负载电流产生的磁通叫漏磁通，漏磁通大小决定于负载电流。

漏磁通不宜在铁磁材质中通过。

漏磁通也是矢量，也用峰值表示。

主磁通与漏磁通都是封闭回线，都是矢量，但不在同一相位上。

主磁通在闭合磁路的铁心中成封闭回路，但在饱和后会溢出铁心成回路，漏磁通在开磁路结构件包括通过部分心柱或磁屏蔽成回路，主漏通与漏磁通在心柱内为矢量相加或相减，主磁通在铁心内产生空载损耗，漏磁通在绕组内与结构件内产生附加负载损耗。

主磁通在数量上有下列关系：式中Uk%为变压器阻抗电压分数，0为主磁通，s为漏磁通。

从此式可以理解：漏磁通产生阻抗电压，高阻抗电压百分数的变压器实质上是高漏磁变压器。

在这种变压器中应采用漏磁回路控制技术，使漏磁在希望的回路中成闭合回路，以免过大的附加负载损耗或避免不应该有的局部过热。

漏磁产生4的效应较多，除上述说明中提到的漏磁通会引起绕组内涡流损耗、换位不完全损耗、心柱小及叠片上涡流损耗、结构损耗外，还会引起机械力。

由于负载电流在高、低压绕组沿轴向分布不均衡，即所谓安匝不平衡，还会引起附加的漏磁通。

绕组中负载电流产生的漏磁通为轴磁通（绕组端部有横向漏磁通），不平衡安匝引起的漏通一般为横向漏磁通。

即使导电材料内无负载电流，漏磁通会使处于漏磁场内无电流的导电材料中产生涡流损耗。

大容量变压器与高阻抗变压器中要合理控制漏磁通回路。

采用高压—低压—高压或低压—高压—低压排列的绕组结构可使漏磁通密度降低。

另外要特别注意大电流引线产生的漏磁通，引线产生的漏磙这分布与绕组产生的漏磁通分布不同。

为减少引线漏磁通的影响，引线不宜靠箱壁很近；A、B、C三相垂直引线靠近走线时三相漏磁通之矢量和可为零。

变压器主磁通和漏磁通的作用变压器，听起来是不是有点儿高深？其实它就是我们日常生活中常见的电器，负责把电压变换成我们需要的那种。

但要说变压器的主磁通和漏磁通，那可就有点意思了。

主磁通，顾名思义，就是变压器的主要磁场，像是大海里的大浪，推动着电流在铁心中流动。

它是那样的强大，让电能在变压器中游刃有余，轻松转换成我们日常用的电压。

哎呀，漏磁通就有点儿不一样了，它就像是海面上那些小小的涟漪，虽然不如主磁通那么显眼，但它也在悄悄影响着变压器的效率。

漏磁通是指没有完全穿过铁心，而是从变压器外部流失的磁场。

这就好比你去游泳，水流过你的身体，却有一部分水流出去了，没能充分利用，这样就会浪费一些能量。

不过，别看漏磁通不起眼，它其实也有自己的作用，能帮助我们防止变压器过热，保护设备。

想象一下，你在厨房里做饭，火力过大，锅底容易烧焦，变压器也是这个道理。

主磁通帮你把火力掌控在合适的范围内，而漏磁通则是那把可以适时调节火力的锅铲，确保一切在最佳状态下进行。

这样一来，变压器就可以稳定地工作，发挥出最大的效能。

主磁通和漏磁通就像是好朋友，一个负责主要任务，另一个则是默默支持的那一位。

它们之间的关系，就像是一个团队，互相配合，才能达到最佳效果。

主磁通的强大让电流飞驰，而漏磁通则确保电流不至于失控。

想想看，如果没有了漏磁通，变压器就会出现过热现象，那可就麻烦了，谁也不想在半夜突然断电，真是“煮熟的鸭子飞了”。

再说，变压器的工作原理其实很简单。

主磁通产生了电动势，驱动着电流，而漏磁通则在这个过程中承担了保护的职责。

就好比你在考试时，考卷上的主干知识是你的主磁通，而那些小细节、附加题目就像是漏磁通，虽然不是重点，但绝对能让你的分数更高。

它们的结合，使得整个变压器运转得更加顺畅，简直就是天作之合。

说到底，主磁通和漏磁通的重要性是毋庸置疑的。

它们让变压器不仅能够高效工作，还能延长使用寿命。

这就像是你每天早晨的运动，不仅让你保持健康，还能让你的一天充满活力。

变压器产生漏磁场的原因英文回答：Leakage magnetic fields in transformers are caused by several factors, including:1. Non-Ideal Core Material: The core of a transformeris made of ferromagnetic material, which is highly permeable to magnetic flux. However, no core material is perfectly permeable, and some flux will always leak through the core.2. Air Gaps: Air gaps in the core, such as those between laminations or at the joints between core sections, provide a path for magnetic flux to leak.3. Saturation: When the transformer is operating athigh flux densities, the core material can become saturated. Saturation reduces the permeability of the core, allowing more flux to leak.4. Winding Leakage: Magnetic flux produced by the windings of the transformer can also leak through the insulation between windings or through the windings themselves.5. Tank Leakage: In oil-filled transformers, the tank walls can provide a path for magnetic flux to leak.Leakage magnetic fields can cause several problems in transformers, including:1. Eddy Current Losses: Leakage flux can induce eddy currents in the transformer tank or other nearby conducting objects. These eddy currents can cause additional heating and power loss.2. Stray Losses: Leakage flux can also cause stray losses in the transformer windings. These losses are due to the additional magnetic energy stored in the windings due to the leakage flux.3. Audible Noise: Leakage flux can also generate audible noise in transformers. This noise is caused by the vibration of the transformer core or windings due to the magnetic forces.4. Interference with Nearby Equipment: Leakage magnetic fields can interfere with the operation of nearbyelectronic equipment, such as sensors or communication systems.中文回答：变压器产生漏磁场的原因有以下几个：1. 非理想铁芯材料，变压器的铁芯由铁磁材料制成，其对磁通具有很高的磁导率。

变压器绕组变形的分析判断和处置摘要：当变压器承受外界短路冲击跳闸时，主要采用的绕组变形判定方法是低电压短路阻抗法；因试验条件、环境等因素的影响，短路阻抗法的试验结果关联性分析不强，需要采用其他试验方法进行验证。

本文对绕组电容量和短路阻抗之间的变化关系进行定性分析，发现了变压器低压、中压绕组发生变形时，电容量和阻抗电压百分数会相应变化。

依据220kV变压器抗短路不足典型案例进行阻抗试验、电容量试验和解体分析，提出变压器绕组变形综合判定方法。

关键词：变压器；绕组变形；判断；位置引言电力系统中变压器是基础设备，它是否安全运行，直接影响了供电系统的安全。

变压器制造完成后，其线圈和内部结构及每个线圈的频率响应特性也就确定了。

变压器无论是运输过程的撞击而导致的变压器线圈相对位移，或是试验出现的匝间、相间短路，又或是运行中的短路和故障产生的电磁拉力而导致的线圈变形等现象，都会改变内部绕组的分布参数，使变压器的谐振频点偏移、频率响应幅度变化。

频率响应测试是一种量化处理，是依据变化量的大小、频率响应变化的幅度、频率响应变化的趋势等测量结果确定变压器的破坏程度。

因此有必要对变压器绕组变形测试仪的校准，而变压器绕组变形测试仪是否符合其技术指标，对变压器甚至对整个电力系统都有重要性。

1绕组变形产生的原因变压器绕组变形可分为:径向拉伸、径向压缩、轴向延伸、轴向压缩、轴向套叠和绕组扭曲。

绕组形变会导致变压器内部绕组发生不同类型的故障，为变压器的安全运行留下隐患。

绕组变形主要有以下几种原因:①变压器在遭受各种短路电流的冲击后，绕组中流过的电流远大于正常运行时的电流，在变压器内部产生较大磁场，强大的电动力引发绕组变形，绕组变形主要是由于短路故障引起。

②变压器在远距离运输或者安装时，意外的碰撞和颠簸有可能导致变压器绕组发生变形。

③变压器绕组的保护系统不完善或者动作失灵，故障时长时间承受故障电流，会加剧变压器绕组形变。

变压器绕组发生变形后，会导致内部绝缘破坏引发匝间短路或导致局部放电，由于绝缘距离发生改变造成场强过高，击穿变压器主体结构，从而降低变压器抗短路能力。

变压器主磁通和漏磁通的作用大家好，我今天要给大家讲一下变压器主磁通和漏磁通的作用。

我们要知道变压器是一种用来改变电压的设备，它的主要作用是将高电压降低到低电压，或者将低电压升高到高电压。

那么，变压器的主磁通和漏磁通分别起到了什么作用呢？下面我将从理论和实际应用两个方面来给大家详细介绍。

一、理论分析1.1 主磁通的作用主磁通是指变压器的一个或多个线圈中的磁通量。

在变压器中，主磁通的大小和方向对整个系统的性能有很大影响。

主磁通可以影响变压器的输出电压。

当主磁通增大时，铁芯内的磁场也会增强，从而使得铁芯产生较大的涡流损耗。

为了减少这种损耗，我们需要适当调整主磁通的大小。

主磁通还可以影响变压器的效率。

当主磁通增大时，铁芯内的磁场强度也会增加，从而使得铁芯产生较大的热量。

为了保证变压器的正常工作，我们还需要控制主磁通的大小，使其不超过一定范围。

1.2 漏磁通的作用漏磁通是指变压器的铁芯中产生的磁通量。

在变压器中，漏磁通的大小和方向也对整个系统的性能有很大影响。

漏磁通可以影响变压器的输出电压。

当漏磁通增大时，铁芯内的磁场会减弱，从而导致输出电压降低。

为了提高输出电压，我们需要减小漏磁通的大小。

漏磁通还可以影响变压器的效率。

当漏磁通增大时，铁芯内的磁场强度会减小，从而使得铁芯产生的热量减少。

但是，过多的漏磁通会导致铁芯过热，从而影响变压器的寿命。

因此，我们还需要控制漏磁通的大小，使其不超过一定范围。

二、实际应用2.1 电力系统中的应用在电力系统中，变压器的主磁通和漏磁通主要应用于电压调整和无功补偿。

通过调整主磁通的大小，我们可以实现对输出电压的有效控制；通过调整漏磁通的大小，我们可以实现对电网的无功补偿。

变压器的主磁通和漏磁通还可以用于电力设备的保护。

例如，在发电机中，主磁通的变化可以反映出发电机的运行状态；在电抗器中，漏磁通的变化可以反映出电抗器的运行状态。

通过对这些信号的检测和分析，我们可以及时发现设备的异常情况，从而采取相应的措施进行维修和保养。

大型电力变压器漏磁场的A N SY S有限元分析陈玉庆蔡斌(曲阜师范大学电气信息与自动化学院，山东日照276826)研究与开发摘要首先，讨论了电力变压器中漏磁场的基本问题。

然后，运用电磁场理论和有限元法，对其进行了系统的研究，分别建立了二维和三维漏磁场计算模型，准确计算了油箱中的漏磁场分布情况，给出了详细的分析方法，并得出有关结论。

变压器容量越大，漏磁场也越强，油箱中损耗就不能忽略。

如果不采取措施，油箱壁出现局部过热点能影响变压器性能。

传统的计算方法是根据经验公式来估算，这就具有相当大的误差，于是更加准确的有限元法被引进到漏磁场计算中。

关键词：变压器；漏磁场；有限元分析T he Fi ni t e E l em ent A na l ys i s of L e akage M agne t i cFi e l d of L ar ge-Scal e E l ect r i c T r a ns f or m erC he n Y uq i ng C ai B i n(S chool of E l ect r i ca l I nfor m at i on and A ut om at i o n，Q uf u N or m a l U ni ver si t y,R i zhao，Sh andong276826)A bs t r act Fi r st，t he bas i cp r obl em of l eak age m agn et i c f i el d i n t r ans for m er s ar e di s cus se d．Then，t he l eak age m agne t i c f i el d i s i nt e ns i ve w hen pow e r is bi gg eL SO t he l os ses i n t an k ar e hi gh．If nom e asur em en t s hav e be en t ak en．t he t ank w al l m ay have l oca l hot s po t t hat can det er i ora t e t het r ans f or m er per for m ance．I t i S neces s ar y t o c al c ul a t e accur at el y t he l O SS i n t he t ank．2一D and3．Dl eak age m agn et i c f i e l d m ode l of t r ans for m er ar e bui l t us i ng FEM．R e sul t s show s3．D m ode l iS m or ea cc u r a t e and pr ov i de hel p f or t aki ng bet t e r s hi e l di ng m eas ur es．T he det ai l ed a na l ys i s is gi v en．So m enew r e sul t s w hi c h have bot h t heore t i ca I and pr ac t i ca l s i gni f i can ce a r e drow n．K ey w or ds t t r ans f or m er；l eakage m agn et i c fi el d；f i ni t e el e m ent a na l ys i s1引言电力变压器是电力网中的主要设备，其总容量达到发电设备总容量的5～6倍。

74．变压器的漏磁场主题：“……磁通量Ф必须完全限定在铁芯内部，即两组线圈内的磁通量必须相等（没有漏磁通）。

”[1]“当用比较精确的方法测定次级线圈的电压时，其读数比计算值要小。

其原因有：一方面是由于焦耳损耗（译者注：又叫做铜损）……；另一方面是由于漏磁，通过次级线圈的磁通量只有初级线圈的一部分。

”[2]缺点：学生们知道，漏磁场或杂散场是需要避免的东西。

原则上，它们是不需要的。

如果我们想象物理世界中不存在这些东西，基本的物理原理不会受到破坏。

它们跟力学中的摩擦一样。

摩擦也是令人讨厌的东西，人们总力图要消除它。

一种近似的类比是花园中的水龙头。

水龙头肯定有一些小孔，或接头的密封程度不大高。

原则上，我们可以将这些漏洞彻底堵塞。

实际上，这也可以说成是一种“杂散场”。

我们可以用金属罩来避免漏电场的发生，也可以用镍铁高导磁合金屏蔽罩把磁场保护起来，或避免其他装置对它的影响。

有些装置的工作原理要涉及到“漏磁场”或“杂散场”这些名称。

下面要讨论的变压器就是这种装置。

图1. 在铁芯中的磁场强度H为零，只有在铁芯外部的那部分积分路径上的磁场强度H 不为零。

我们来讨论最简单的变压器：一个矩形铁芯的两个较短的边上装有线圈，如图1所示。

习惯上，我们作这样的假定：1．两个线圈的电阻比它们的感抗小得多；2．负载电阻比次级线圈的感抗小得多；3．负载电阻比每个线圈的电阻大得多；4．铁芯材料的磁导率μ比1大得多。

现在我们来应用安培定律。

第一个积分的路径是A ： .11∫=A I n d H这个积分的值等于积分路径所包围的总电流n 1I 1。

（n 1和n 2分别表示初级线圈和次级线圈的匝数。

）在铁芯内部的磁场强度H 比在外部的小μ倍。

由于典型的μ值在1000以上，所以沿铁芯内部的路径的积分可以忽略不计。

因此，只有“漏磁场”才对积分有贡献。

现在我们来考虑积分路径B 。

它包围了两个线圈。

由于这条路径通过了整个铁芯内部，所以这个积分值等于0： .02211∫=−=B I n I n d这样，我们得到了大家熟悉的关系式：n 1I 1=n 2I 2.我们发现，如果没有“漏磁场”这个关系式就不成立了。