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如何選擇油浸式與干式吹風冷卻變壓器的冷卻方式？

油浸吹風冷卻變壓器有兩種可選的冷卻方式：油浸吹風冷卻（即ONAF）和油浸自冷（即ONAN）。一般情況下，當變壓器運行在100%額定容量時，選擇ONAF冷卻；當運行在67%（或其他制造廠規定的百分比）額定容量以下時，可以選擇ONAN冷卻。這個選擇基于繞組平均溫升和油面頂層溫升不超過允許限值的原則。在不進行吹風冷卻時，散熱效率較低，輸出容量也相應減小；而在吹風冷卻時，散熱效果提高，允許輸出容量增加。

按照保持溫升接近允許限值的原則選擇冷卻方式時，負載損耗取決于相應繞組的平均溫度。在較低容量運行時，選擇ONAN冷卻方式，可以通過降低風機損耗來實現節約。當運行在67%額定容量及以下時，仍然選擇吹風冷卻方式，因為散熱效率高，繞組平均溫升會低于規定限值。這時，在這個容量下運行時的繞組平均溫升低，實際負載損耗也相應降低，盡管風機損耗沒有減少，但實際負載損耗減小。因此，可以通過選擇吹風方式來最小化運行實際損耗。

然而，在額定容量附近運行時，只能選擇ONAF冷卻方式。在ONAF冷卻方式運行時，如果風機發生故障需要更換或維修，應該降低輸出容量，否則變壓器的運行壽命會降低。

對于各種耐熱等級的干式變壓器，加上吹風冷卻可以提高變壓器的輸出容量。從安裝尺寸的角度來看，較小的空間可以提高所安裝的變壓器容量40%~50%。

盡管吹風后仍能符合允許繞組溫升的限值，但從節能的角度來看，這是不經濟的。以一個例子來說明：一臺10kV級800kVA的無吹風冷卻的干式變壓器，在啟動風機后可以輸出1.4倍容量，即1120kVA。此時，輸出1120kVA時的運行損耗為1500+1.42×8950=19042W。相比之下，選擇一臺10kV級1250kVA的無吹風冷卻的變壓器，在相同輸出容量1120kVA運行時的損耗為2300+0.8962×11300=11372W。在相同輸出容量下，兩種不同容量變壓器在不同冷卻方式下的總損耗相差為19042-11372=7670W。此外，吹風冷卻時，800kVA干式變壓器還有風機的消耗功率，阻抗電壓也會增加1.4倍，對電壓調整率不利。因此，作為正常運行方式，吹風冷卻對于干式變壓器來說是不經濟的，而且容量越大，總損耗差值越大。

另一個例子是一臺10kV級10000kVA的無吹風冷卻干式變壓器，在吹風冷卻時可以輸出15000kVA。與兩臺8000kVA不吹風冷卻時輸出15000kVA的損耗相比，吹風時的總損耗為13850+1.52×43500=111725W；而兩臺8000kVA不吹風時輸出15000kVA的總損耗為2×13000+2×38900×0.93752=94379W，總損耗相差17346W。因此，吹風冷卻可以作為干式變壓器在急救超銘牌容量運行時的冷卻方式。

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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為什么需要對繞組進行真空干燥和浸漆？

對繞組進行干燥處理有助于從絕緣件中去除水分。這不僅提高了絕緣件的耐壓水平，還使絕緣件收縮到其固有尺寸，從而提供了關于繞組軸向高度和壓緊力的真實且較為合理的數據。

在繞組的干燥過程中需要注意以下事項： a. 不要求真空干燥的繞組，允許與需要真空干燥的繞組一同進行真空處理； b. 對于有電木筒和無電木筒的繞組，如果它們被裝入同一容器中處理，應按照有電木筒繞組的要求進行處理； c. 繞組出爐后到浸漆之間的時間不得超過12小時，如果超過12至16小時，則需要在100至115攝氏度下進行常壓干燥14小時。如果停放時間更長，則需要重新處理。

變壓器繞組通常使用無溶劑絕緣漆進行浸漆，對于U ≤ 40.5kV的繞組需要進行浸漆處理。

多層圓筒式繞組由于層絕緣層數較多，含水量和含氣量較高。為了排除水分和氣體，以確保漆能夠浸入繞組中，因此需要進行真空壓力浸漆。

繞組浸漆的目的在于增加繞組的機械強度。然而，不浸漆可以提高電氣強度，并有利于繞組的散熱。因此，高壓變壓器（U ≥ 72.5kV）的繞組通常不進行浸漆處理。

進行浸漆后，應在70至80攝氏度下進行預熱3小時，然后升溫至105至115攝氏度，維持14小時。對于圓筒式繞組，需要維持18小時。

值得注意的是，對于干式變壓器的繞組，其涂漆特點有所不同：對于船用和濕熱帶使用的干式變壓器繞組，通常浸漆3次絕緣漆，最后再進行一次灰漆的噴涂或浸漬。一般的干式變壓器繞組通常浸漆兩次絕緣漆。

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主絕緣和縱絕緣在繞組中是什么？

繞組的主絕緣包括繞組的紙筒、電木筒、繞組端絕緣以及靜電環與地之間的絕緣。這些部分構成了繞組的主要絕緣系統。

縱繞組的絕緣包括導線外包絕緣、圓簡式繞組層絕緣、靜電環與線段之間的絕緣，以及線段（層）之間的絕緣。這些絕緣部分在縱向方向上構成了繞組的絕緣體系。

當使用圓導線繞制圓筒式繞組時，必須采用硬質絕緣筒，以解決繞制過程中的工藝難題。然而，電木簡的電氣強度相對較差，因此對于電壓在60kV及以上、容量在8000kVA及以上的變壓器繞組，常采用繞在撐條上的設計，先圍好紙簡，然后將繞組套在紙筒外。而特大容量變壓器的繞組通常繞在厚紙板筒上。

對于繞組末端絕緣水平比首端低的情況，采用分級絕緣。在分級絕緣中，電壓高時首端到鐵軛的距離比末端大。餅式繞組的末端線餅內層通常不使用墊絕緣，也不增強絕緣，不放置靜電環和角環。在高壓試驗變壓器繞組中采用分級絕緣，有助于散熱，減小電容。

分級絕緣有助于減小繞組尺寸、簡化結構，便于制造，并可以節約材料。然而，使用分級絕緣的變壓器通常僅限于中性點有效接地的系統中，其中電壓≥126kV。

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什么是分裂式繞組？對它有什么要求？

分裂式繞組是將變壓器的低壓繞組分裂成多個部分，在電氣上彼此獨立。這些分裂后的部分低壓繞組分別連接到兩臺發電機上，使每臺發電機可以單獨運行或同時運行。在一臺發電機發生故障退出運行時，另一臺發電機仍能正常工作。這樣的繞組被稱為雙分裂繞組，其中每個分裂繞組的容量為變壓器容量的一半，也可以采用輻向分裂排列方式（低一高一低排列）。

如果低壓繞組分裂為三個部分，這些部分在電氣上互不聯系，每個部分可以連接到一臺發電機上，那么這種變壓器繞組被稱為三分裂繞組。每個分裂繞組的容量為變壓器容量的三分之一。

對于分裂繞組，有以下幾點要求：

a. 升壓變壓器分裂繞組的各支路之間需要具有足夠大的總阻抗，以確保一臺發電機發生故障時不會導致另一臺發電機退出運行。這樣的高阻抗可以限制短路電流分流到另一臺發電機中。

b.  分裂繞組的各個支路與其他不分裂繞組之間的總阻抗需要相互平衡。

c. 在三相軸向分裂變壓器中，每根高壓繞組必須上下并聯，而單相變壓器可以采用兩根高壓繞組并聯。這樣可以確保分裂繞組的每個支路在一個或兩個支路斷開時仍能正常運行，而運行中的支路需要使用避雷器進行保護。

d. 具有相同額定電壓的分裂繞組的各個支路也需要能夠并聯運行。

e. 分裂繞組各部分與其他繞組之間的絕緣結構應具備足夠的電氣強度。這是因為在高壓繞組上發生沖擊電壓作用后，相鄰端子間會產生較大的感應電壓。

f. 分裂阻抗電壓：單相雙分裂繞組的分裂阻抗電壓為普通不分裂雙繞組阻抗電壓的4倍；三相軸向雙分裂的分裂阻抗電壓為普通雙繞組不分裂時阻抗電壓的3.5倍左右。分裂式變壓器的阻抗電壓可按照繞組不分裂時的阻抗電壓計算法進行計算，最后的阻抗電壓值需要乘以上述倍數。

g. 分裂變壓器需要具備足夠承受由短路電流產生的機械力的能力。

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交錯式排列時，繞組的漏磁通及產生的電磁力如何分布?

在繞組采用交錯式排列時，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。

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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。

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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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