电力变压器铁心的非线性磁化特性
变压器磁芯的种类及应用
变压器磁芯的种类及应用1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。
矩形比：Br∕Bs矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。
它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为：总功率耗散(mW)/表面积(cm2)3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。
器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。
供电技术第四版课后习题答案
1-1试述电力系统的组成及各部分的作用？各级电压的电力线路将发电厂、变配电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电及用电的整体即为电力系统。
电力系统由以下几部分组成：（1）发电将一次能源转换成电能的过程即为“发电”。
根据一次能源的不同，有火力发电、水力发电和核能发电，还有风力、地热、潮汐和太阳能等发电方式。
（2）变电与配电变电所的功能是接受电能、转换电压和分配电能。
仅用于接收和分配电能，而没有变压器的场所称为配电所（3）电力线路电力线路将发电厂、变电所和电能用户连接起来，完成输送电能和分配电能的任务。
（4）电能用户包括工业、企业在内的所有用户（用电单位），使用（消耗）电能1-4 电力系统中性点运行方式有哪几种？各自的特点是什么？答：电力系统中性点运行方式有中性点有效接地系统（包括中性点直接接地系统）和中性点非有效接地系统（包括中性点不接地和中性点经消弧线圈或电阻接地）。
1）中性点不接地系统特点：发生单相接地故障时，线电压不变，非故障相对地电压升高到原来相电压的√3倍，故障相电容电流增大到原来的3倍。
2）中性点经消弧线圈接地系统特点：发生单相接地故障时，与中性点不接地系统一样，非故障相电压升高√3倍，三相导线之间的线电压仍然平衡。
3）中性点直接接地系统特点：当发生一相对地绝缘破坏时，即构成单相接地故障，供电中断，可靠性降低。
但由于中性点接地的钳位作用，非故障相对地电压不变。
电气设备绝缘水平可按相电压考虑。
在380/220V低压供电系统中，采用中性点直接接地可以减少中性点的电压偏差，同时防止一相接地时出现超过250V的危险电压。
2--2在供电系统设计中，考虑上述因素后就需要确定一个最大的、恒定不变的等效负荷来代替实际变化的真实负荷，作为工程设计的依据。
该最大的、恒定不变的等效负荷（假想负荷）在供电系统工程设计中称为计算负荷。
实际负荷：真实存在、随机变化的；计算负荷：假想最大的、恒定不变的等效负荷；假想负荷于实际负荷之间的关系（等效含义）：根据计算负荷所选择的配电设备，在实际负荷长期作用下，其温升不超过配电设备在规定使用年限内所允许的最高温升。
21.供电系统中的谐波概述详解
供电系统中的谐波概述详解概述来源“谐波”一词起源于声学。
电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。
当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。
1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。
定义谐波 (harmonic wave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。
从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。
正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。
谐波产生的原因主要有：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。
主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。
泛音是物理学上的谐波，但次数的定义稍许有些不同，基波频率2倍的音频称之为一次泛音，基波频率3倍的音频称之为二次泛音，以此类推。
傅里叶级数法国数学家傅里叶在1807年就写成关于热传导的基本论文《热的传播》，向巴黎科学院呈交，但经拉格朗日、拉普拉斯和勒让德审阅后被科学院拒绝，1811年又提交了经修改的论文，该文获科学院大奖，却未正式发表。
傅里叶在论文中推导出著名的热传导方程，并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的级数形式表示，从而提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数。
傅立叶级数（即三角级数）、傅立叶分析等理论均由此创始。
1822年，傅里叶出版了专著《热的解析理论》（Theorieanalytique de la Chaleur ，Didot ，Paris，1822）。
这部经典著作将欧拉、伯努利等人在一些特殊情形下应用的三角级数方法发展成内容丰富的一般理论，三角级数后来就以傅立叶的名字命名。
变压器励磁涌流原理
变压器励磁涌流原理1. 引言变压器是电力系统中常见的电力传输和配电设备，它的基本原理是利用电磁感应现象将交流电能从一个电路传递到另一个电路。
在变压器的正常运行中，励磁涌流是一个重要的现象，对变压器的运行稳定性和效率产生重要影响。
本文将详细解释与变压器励磁涌流原理相关的基本原理。
2. 变压器的基本结构和工作原理变压器由两个或多个线圈（称为主线圈和副线圈）和一个铁芯组成。
主线圈连接到电源，副线圈连接到负载。
铁芯是由高导磁率的铁材料制成，主要用于集中磁通并减小磁通损耗。
变压器的工作原理可以用以下几个步骤来描述： 1. 当主线圈中通入交流电时，产生的交变磁场穿过铁芯，并感应在副线圈中产生电动势。
2. 由于副线圈的存在，电流开始流动，形成副线圈中的磁场。
3. 根据法拉第电磁感应定律，副线圈中的磁场会感应回主线圈中产生电动势。
4. 如果副线圈上有负载，电流会从副线圈流向负载，完成能量传递。
3. 励磁涌流的定义和原因励磁涌流是指在变压器的励磁过程中，出现的瞬态电流。
这种电流是由于铁芯的饱和和磁滞现象引起的。
励磁涌流会导致变压器的损耗增加、温升升高，甚至引起振荡和不稳定的运行。
励磁涌流的主要原因是铁芯的磁滞和饱和效应。
在变压器中，铁芯的磁化曲线是非线性的，当磁通密度较低时，磁化曲线近似为直线，但当磁通密度较高时，磁化曲线出现饱和和磁滞现象。
在励磁过程中，磁通密度会不断变化，导致磁芯中的磁滞和饱和效应。
4. 励磁涌流的影响因素励磁涌流的大小和变压器的设计参数、运行条件以及电源特性等因素密切相关。
以下是一些主要影响因素的解释：4.1 铁芯特性铁芯的导磁率和磁滞特性是影响励磁涌流的重要因素。
导磁率越高，磁化过程中的涌流效应越小。
而磁滞特性越明显，励磁涌流越大。
4.2 变压器参数变压器的额定容量和变比也会影响励磁涌流的大小。
一般来说，容量越大，励磁涌流越大；变比越高，励磁涌流越小。
4.3 电源特性电源的电压波形和频率对励磁涌流有很大影响。
铁磁体磁滞效应
铁磁体磁滞效应简介铁磁体磁滞效应是指在外加磁场作用下，铁磁体的磁化过程中出现的非线性现象。
当外加磁场逐渐增大或减小时，铁磁体的磁化强度并不会立即跟随变化，而是存在一定的延迟和滞后现象。
这种延迟和滞后导致了铁磁体在不同的外加磁场下具有不同的磁化状态。
铁磁体的磁滞效应对于电子学、材料科学以及电力工程等领域具有重要意义。
确定因素铁磁体的磁滞效应受到多个因素的影响，包括材料的特性、外加磁场强度和方向、温度等。
材料特性不同材料具有不同的铁磁性质，包括饱和磁化强度、剩余磁化强度、居里温度等。
这些特性决定了铁磁体在外加磁场下的响应速度和范围。
外加磁场强度和方向外加磁场的强度和方向对铁磁体的磁化过程有着重要影响。
当外加磁场逐渐增大时，铁磁体的磁化强度也随之增大，直到达到饱和磁化强度。
当外加磁场逐渐减小时，铁磁体的磁化强度并不会立即跟随减小，而是存在一定的滞后现象。
温度温度对铁磁体的磁滞效应也有一定影响。
在较高温度下，铁磁体的原子或离子具有较大的热运动能量，导致了更加复杂的自旋排列和相互作用。
这会使得铁磁体在外加磁场下的响应更加复杂。
理论模型为了描述铁磁体的磁滞效应，科学家们提出了多种理论模型。
经典霍普金斯-科尔曼模型经典霍普金斯-科尔曼模型是最早被提出并广泛采用的描述铁磁体磁滞效应的模型之一。
该模型基于经典物理学原理，将铁磁体的磁化过程视为自旋在外加磁场作用下的定向运动。
该模型能够较好地解释一些铁磁体的基本性质，但无法解释某些特殊情况下的行为。
随机磁体模型随机磁体模型是一种更加复杂和现实的描述铁磁体磁滞效应的模型。
该模型考虑了铁磁体内部存在的多个局部区域，每个局部区域具有不同的自旋排列和相互作用。
这种局部区域之间的相互作用以及外加磁场的影响导致了整个铁磁体的非线性响应和磁滞效应。
应用铁磁体磁滞效应在多个领域有着重要应用。
电子学铁磁体磁滞效应被广泛应用于电子学中，如硬盘驱动器、传感器、读写头等。
通过利用铁磁体在不同外加磁场下具有不同的电阻或电导特性，可以实现信息存储、传感和信号处理等功能。
高次谐波的危害及其抑制措施
高次谐波的危害及其抑制措施作者：郭书英来源：《装饰装修天地》2015年第04期摘要：随着现代科学技术的发展及人民生活水平的提高，电子信息设备、电力电子换流设备在工业领域大量涌现，气体放电灯、电子镇流器在工厂、公共建筑照明设计中大量应用，变频空调、电视机、计算机等家用电器的用电负荷也越来越大，使得在配电系统的工程设计中遇到越来越多的谐波源。
如何进行谐波治理、提高供电质量这个问题一直困扰着我们广大的设计者。
本文主要阐述了工业与民用配电系统中常遇到的谐波源及其产生的原因和危害，并提出针对性的抑制措施。
关键词：配电系统；工程设计；谐波源谐波污染；谐波抑制一、谐波治理的必要性随着现代科学技术的发展及人民生活水平的提高，电子信息设备、电力电子换流设备在工业领域大量涌现，气体放电灯、电子镇流器在工厂、公共建筑照明设计中大量应用，变频空调、电视机、计算机等家用电器的用电负荷也越来越大，使得在配电系统的工程设计中遇到越来越多的谐波源。
如何进行谐波治理、提高供电质量这个问题一直困扰着我们广大的设计者。
电力电子设备等非线性负载产生的高次谐波，增加了电力系统的无功损耗。
配电系统的合理设计、用电设备的正确选型（尤其谐波指标的确定）对于提高电能使用效率至关重要。
因此，国家对公共电网、用户配电系统均规定了谐波限值。
要求对公共电网，电力公司向用户提供的电能质量应符合《电能质量公共电网谐波》GB/T14549-1993的要求。
对用户配电系统，电力系统公共连接点（电压侧）的谐波电压（相电压）限值及全部用户向该点注入的谐波电流分量（方均根）均不能超过规定值，对不符合该规范要求的，应采取措施，直至符合该规范的要求为止。
二、常见的谐波源及其产生的原因1.基本概念交流电网中，由于许多非线性电气设备的投入运行，其电压、电流波形实际上不是完全的正弦波形，而是不同程度畸变的非正弦波形。
非正弦波通常是周期性电气分量，根据傅里叶级数分析，可分解成基波分量和具有基波分量整数倍的谐波分量。
关于变压器空载试验改善波形的措施
关于变压器空载试验改善波形的措施[摘要]经过理论和实践经验总结，对于大型电力变压器空载试验时，采取一系列措施，使空载试验时的波形满足标准和技术协议的要求，改善试验条件。
[关键词]空载试验波形谐波 lc滤波中图分类号：tm406 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）11-0008-011、前言随着电力变压器电压等级和容量的不断增加，对试验设备和试验方法的要求也越来越高。
在小容量变压器试验中很少考虑的空载试验波形畸变的问题，对于大容量高电压的变压器却十分的突出，并且亟待解决。
因此本文重点进行对大型电力变压器改善空载试验波形的措施方法的研究。
2、对空载试验波形的要求变压器铁心所使用的硅钢片的磁化特性是非线性的，因此在正弦波形励磁下，使得空载电流变成非正弦波。
对于标准的正弦波，有效值是平均值的1.11倍。
平均值有效值当电压波形发生畸变时，将不再是正弦波，将变成平顶波或尖顶波，因此有效值不再是平均值的1.11倍。
根据国标gb1094.1规定波形畸变≤± 3%计算公式为（u有效值-u平均值）/ u平均值×100%3、大型电力变压器改善空载试验波形的措施经过长时间的研究和试验，对于改善大型电力变压器空载试验的电压波形，总结出几项比较实用的方法，具体措施如下：1）、空载试验时发电机容量。
2）、改变中变变比，使发电机输出电压尽可能接近额定电压。
3）、对于单相变压器，采用发电机三相输出；中间变压器三相，低压△接，高压y接，两相输出。
4）、发电机输出端采用电源滤波装置（lc电源滤波）。
3.1 空载试验时选择发电机的容量为了得到波形较好的电源，避免电网波动，电压不平衡等外部影响，变压器试验时，通常采用同步发电机作为试验电源。
使用同步发电机组作试验电源进行空载试验有许多优点。
输出电压对称，输出电压的稳定性好，不受外界的干扰。
除用励磁曲线配制主励磁变阻器外，还有增加一个细调变阻器，便于迅速准确调压。
电力系统中产生铁磁谐振过电压的原因
电力系统中产生铁磁谐振过电压的原因电力系统中的铁磁谐振过电压是指在一些特定的运行条件下，电力系统中的铁磁元件（如变压器、电感器等）由于谐振现象而产生的过电压。
这种过电压会对电力设备和系统的安全稳定运行产生不利影响，因此对于铁磁谐振过电压的产生原因进行深入的研究和分析具有重要意义。
铁磁谐振过电压的产生主要是由于电力系统中的谐振特性和非线性特性的相互作用引起的。
具体而言，以下是造成铁磁谐振过电压的几个主要原因：1. 谐振频率与系统频率接近：电力系统中的铁磁元件具有一定的谐振频率。
当系统频率与铁磁元件的谐振频率接近时，就容易引发谐振现象，从而产生过电压。
这是因为谐振频率附近会出现共振现象，电力系统中的能量在谐振回路中积累，导致过电压的产生。
2. 非线性特性引起的谐波：电力系统中存在各种非线性元件，如变压器的磁化曲线非线性、饱和等。
这些非线性特性会引起系统中谐波的产生和传播，进而导致铁磁谐振过电压的产生。
当谐波频率与铁磁元件的谐振频率相近时，谐波能量会在铁磁元件中积累，导致过电压的产生。
3. 谐振回路的存在：电力系统中的变压器、电感器等铁磁元件与电容器、线路等组成了谐振回路。
当这些元件的参数满足一定的条件时，谐振回路就会形成，从而引起谐振现象和过电压的产生。
4. 突变负载的突发性变化：电力系统中的负载存在突变的情况，例如突然断开大负载或突然接入大负载。
这样的突变负载会导致电力系统中的谐振频率发生变化，从而引起铁磁谐振过电压的产生。
为了避免铁磁谐振过电压对电力系统的影响，可以采取以下几种措施：1. 谐振频率的分析和计算：对于电力系统中的铁磁元件，需要进行谐振频率的分析和计算。
这样可以了解系统中是否存在谐振频率接近的情况，并采取相应的措施来避免谐振现象的发生。
2. 谐振回路的设计和调整：在电力系统的设计和运行过程中，需要合理设计和调整谐振回路。
这包括选择合适的元件参数、合理布置线路等，以降低谐振回路的谐振能力，减少谐振过电压的产生。
电力变压器铁心振动特性分析
（． ｈｊ ｎ ｎｖｒｉ ， ｎ ｚｏ １０ ７ Ｃ ｉａ ２ Ｐ ｗｅ Ｂ ｒａ ｆ ｈｏ ｉｇ ｉ ， ｈｏ ｉｇ３ ２ ０ ， ｈｎ） １ Ｚ ｅ ａｇＵ ｉｅｓｙ Ｈａｇｈ ｕ３ ０ ２ ， ｈｎ ； ． ｏ ｒ ｕｅｕｏ Ｓ ａ ｘｎ ｔ Ｓ ａｘｎ １ ０ ０ Ｃ ｉａ ｉ ｔ Ｃｙ
电力变 压器 铁 心振 动特 性 分析 木
郑
摘
婧 王婧顿 郭 洁 周建平
（． １ 浙汀大学生物医学工程及仪器科学学 院仪器科学与工程 系， 杭州 ３０ ２ ； ． １０ ７ ２ 绍兴市电力局，绍兴 ３２ ０） １０ ０ 要：作为电力变压器的主要部件，变压器铁心 的振动信号主要与铁 心紧固状况 、绝缘 程度密切相关， 具有较强的非线
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｔ ａ ｔ Ｔｈｅｖｉｒ ｔｏ ｉｎａ ｆｌｒ ｅｐ ｗ ｅ ｒｎｓｏ ｍ ｅ ｏ ｅｉ ｏ ｒ ｌｔｖ ｉ ｏ ｄ ｔｏ ｆｃ ｒ ｏ ｐ ｅ － ｂ ａｉ ｎ ｓｇ ｌ ｇ ｏ ｒｔａ ｆ ｒ ｒｃ ｒ ｓｃ ｒｅａ ｉｅｗ ｔ ｔ ｃ ｎ ｉｉｎｓｏ ｏ ｅｃ ｍ ｒ ｓ ｏ ａ ｈ ｈｅ
ｔ — ｅ ｕ ｎ ｙａ ａｙ ｉ ｍｅｈ ｄ Ｈｉ ｅｔ ａ ｇＴ ａ ｓｏｍ （ ｉ ｆ ｑ ｅ ｃ ｎ ｌｓ ｔｏ ， ｌ ｒ－ ｎ ｒｎ ｆｒ ＨＨＴ ｉ ｉｔ ｄ ｃ ｄｉｔ ａ ｓｏ ｅ ｏｅｖｂ ａｉｎａ ａｙ ｉ ｍｅ ｒ ｓ ｂ Ｈｕ ） ｓ ｎｒ ｕ ｅ ｏｔ ｎ ｆｒ ｒｃ ｒ ｉｒｔ ｎ ｌｓ ｏ ｎ ｒ ｍ ｏ ｓ
１ 引 言
对运 行 中 的电力变 压器 实 现在 线监测 及 故 障诊
变压器铁芯材料
变压器铁芯材料变压器是一种电气设备，用于改变交流电压的设备。
它通过电磁感应原理，将输入的电压变换成需要的输出电压，从而实现电能的传输和分配。
而变压器的核心部分就是铁芯材料，它对变压器的性能和效率有着重要的影响。
本文将围绕变压器铁芯材料展开讨论。
首先，我们来介绍一下变压器铁芯材料的种类。
目前常用的变压器铁芯材料主要有硅钢片和铁氧体两种。
硅钢片是一种具有较高磁导率和低磁滞回线损耗的材料，它在电力变压器中得到了广泛应用。
而铁氧体则是一种新型的磁性材料，具有高电阻率、低涡流损耗和低磁滞回线损耗的特点，适合用于高频变压器和开关电源等领域。
其次，我们将探讨变压器铁芯材料的选择原则。
在选择变压器铁芯材料时，需要考虑多个因素。
首先是磁导率，铁芯材料的磁导率越高，磁化所需的磁场强度就越小，从而减小了铁芯的损耗。
其次是磁滞回线损耗，铁芯材料的磁滞回线越小，在交变磁场下的能量损耗就越小。
此外，还需要考虑材料的机械强度、温度稳定性、加工性能等因素。
然后，我们将讨论不同铁芯材料对变压器性能的影响。
硅钢片由于其良好的磁导率和低磁滞回线损耗，使得变压器具有较高的效率和较低的温升。
而铁氧体由于其低涡流损耗和低磁滞回线损耗，适合用于高频变压器和开关电源，能够提高系统的工作效率和稳定性。
最后，我们将展望变压器铁芯材料的发展趋势。
随着电力电子技术的不断发展，对变压器铁芯材料的要求也越来越高。
未来，我们可以预见铁氧体材料将会得到更广泛的应用，同时新型的磁性材料也将不断涌现，以满足不同领域对变压器性能的需求。
综上所述，变压器铁芯材料是影响变压器性能和效率的重要因素，不同的铁芯材料具有不同的特点和适用范围。
在实际应用中，需要根据具体的需求和条件选择合适的铁芯材料，以确保变压器的正常运行和高效工作。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读。
220kV变压器空载合闸励磁涌流及抑制措施分析
220kV变压器空载合闸励磁涌流及抑制措施分析引言励磁涌流是变压器合闸电源时的一种暂态状况,所有三个相以及接地中性点都有可能出现涌流。
对变压器差动保护来讲,励磁涌流可视为一种差动电流。
暂态涌流并不属于故障条件,保护仍需制动,这是变压器差动保护设计时需考虑的重要因素。
随着电力变压器制造中新型硅钢性能的改进以及采用速度很快的差动继电器,励磁涌流现象变得更为突出。
1励磁涌流产生机理及危害变压器铁芯的非线性饱和特性会导致其空载合闸时产生励磁涌流。
涌流的波形、大小和持续时间取决于许多特性因素,如变压器容量、绕组接法、合闸时电压的相位角、合闸绕组所在部位、铁芯的剩磁及磁化特性等。
励磁涌流仅流进变压器一侧的保护区(即实际电源侧）,由于在差动保护看起来为真实的差动电流而使继电器动作。
励磁涌流主要分为:合闸涌流、合应涌流和恢复涌流。
其中,合闸涌流的本质是合闸的时候,变压器磁通不能突变。
由于合闸角、主变剩磁等原因,会导致主变磁通饱和,产生很大的励磁电流。
变压器纵差(分相差动）保护用来保护主变三侧,但是励磁涌流始终是纵差(分相差动）保护无法完全解决的问题,其原因在于用电量保护来保护磁联系的元件,必然存在缺陷。
励磁涌流主要危害:(1）可能引起变压器差动保护动作,造成投运失败,影响送电效率。
(2）数值大的励磁涌流会导致变压器及断路器因电力过大而受损,连续冲击会降低变压器绕组机械强度,损坏电气设备。
(3）导致周边换流站直流换相失败或功率波动。
2涌流检测方法当电力变压器合闸电源时,灵敏的差动保护可能误动。
为使差动保护躲过涌流,必须采取措施使算法能区分涌流状况与故障状况。
波形对称法:将流入继电器的差流进行微分,将微分后波形的前半周数据和后半周数据逐点做对称比较,故障电流基本上是工频正弦波,波形对称。
而励磁涌流时,三相差动电流中有大量的二次谐波和三次谐波分量存在,波形发生畸变、间断、不对称,利用算法检测出这种畸变,即可识别出励磁涌流。
变压器励磁涌流原理
变压器励磁涌流原理变压器励磁涌流是指在变压器初次通电或负载快速变化时，由于变压器磁路的非线性特性和励磁电流的突变，导致瞬态励磁涌流的现象。
这种励磁涌流不仅会给电网带来较大的冲击，还会给变压器本身造成额外的负荷，引起变压器的发热和运行不稳定性。
变压器的励磁涌流主要由以下几个方面造成：1.磁路的非线性特性：变压器的铁芯磁导率随磁场强度的变化而发生微小的变化，导致励磁电流的波形与电压波形不完全相同，出现高次谐波成分。
这些高次谐波会引起瞬态励磁涌流。
2.变压器的惯性：变压器由于具有自感性，当励磁电流突变时，变压器中的电流无法立即发生变化，会产生瞬态励磁涌流。
3.励磁电源的特性：励磁电源在初次通电或负载快速变化时，由于电源的电压输出特性和电极的电容性质，会产生较大的电流突变，导致励磁电流的瞬态变化。
由于励磁涌流的存在，会对电网和变压器产生一定的不良影响：1.对电网的影响：励磁涌流会导致电网瞬态电压的波动和振荡，甚至引起电压闪跳和电压失调。
对电网而言，这是一种干扰，会对电网的稳定性和供电质量造成一定的影响。
2.对变压器的影响：励磁涌流能额外提供给变压器一部分无用的有功负荷，导致变压器的额定负载和温升增加，降低了变压器的功率因数和效率。
此外，励磁涌流还会使得变压器线圈内的电流增大，导致电流密度升高，加剧了线圈绕组的发热，进一步影响变压器的运行稳定性和寿命。
为了减小励磁涌流对电网和变压器的影响，可以采取以下措施：1.优化变压器设计：通过选择合适的磁性材料、调整变压器的铁芯形状和绕组结构等，减小变压器的非线性特性，降低励磁涌流的发生。
2.使用励磁涌流限制装置：通过在变压器的励磁回路中串联合适的电感器或限流电阻，可以限制励磁涌流的大小，减小其对电网和变压器的影响。
3.控制励磁电源：在变压器初次通电或负载快速变化时，采取合适的控制策略，通过逐步增加励磁电流的大小，限制励磁涌流的产生。
总之，励磁涌流是变压器运行中的一种瞬态现象，会给电网和变压器本身带来一定的不良影响。
电力变压器铁心饱和磁特性的测量
电力变压器铁心饱和磁特性的测量刘宏勋;杨庆新;张俊杰;刘兰荣【摘要】It is very important to measure and model the saturation excitation curve of power transformer core. A laminated core model of product level is presented to model the working state of transformer in deep saturation. An efficient method to measure the Bm-Hb curve of the laminated core is introduced in detail and analyzed in this paper. The maximum flux density Bm of the laminated core material (30Q140) can be increased up to 2.058 T, which is almost a deep saturation point. This study can provide useful and important reference to the researchers who focus on electric magnetic machines design.%对电力变压器铁心材料磁特性的测量和模拟具有现实的意义.利用叠片铁心模型进行实验,更接近电力变压器运行的工况,采用WT3000功率分析仪测量数据,得到基本磁化曲线,特别是饱和后的数据,磁感应强度可达到2.058 T.本文对具体测量方案做了详细的介绍,测量结果对于计算饱和后的变压器损耗提供了有力的依据,对铁心材料的模拟提供了实验数据,对变压器过励磁的分析有很强的使用价值.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2012(041)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】电力变压器;叠片铁心模型;磁化曲线;过饱和;电磁特性【作者】刘宏勋;杨庆新;张俊杰;刘兰荣【作者单位】河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室,天津300130;河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室,天津300130;天津工业大学,天津300160;保定天威集团技术中心电磁研究室,河北保定071056;保定天威集团技术中心电磁研究室,河北保定071056【正文语种】中文【中图分类】TM150 引言铁心过励磁一般指铁心工作在磁密饱和点以上.当一台变压器在饱和磁密或以上运行时，就会有大量的杂散磁通使绕组和夹件、油箱等金属件产生杂散损耗而使局部过热.为使变压器不产生过励磁或缩短过励磁时间，一方面要有过励磁保护装置，另一方面设计时要按照变压器运行特性[1]加以考虑.1 方法利用已经建立的模拟变压器铁心的叠片铁心模型，通过实验的方法测量得到铁心接近饱和时的数据，更接近铁心的实际工况.测量的难点是如何在铁芯接近饱和的情况下，保证测量电压的正弦性，波形畸变在国标允许的范围内.通过几组实验方法的比较，最终确定的实验方案和实验所使用的仪器设备及性能指标如表1所示.其中被试品的选择关系到能否测量得到有效的实验数据.本实验中采用的被试品由天威集团实验中心制作.该产品级的铁心模型全部采用45°全斜接缝、每级两片、三级步进、5mm搭接的叠装工艺制作而成[2].铁心模型（ModelC2）的主要技术数据参见表2（天威集团电磁研究室提供）[3-4].表1 实验所使用的仪器设备及性能Tab.1 Parametersof the experimentdevices 设备名称规格型号性能指标自耦调压器 TDGC2-30（调节电流≥30A）额定输入电压380 V；额定输出电压0～430 V；额定容量：30 kVA；输出电流：69 A；相数：单相；频率：50Hz；冷却方式：自冷；精密功率分析仪（日本）YOKOGAWA WT3000可测直流与交流信号；最大电流测量值30 A（rms）；电流电压读取精度±0.02%，范围精度±0.04%；功率精度±0.06%；电压测量端内阻10M，电流测量端内阻0.0055模型铁心尺寸硅钢片型号30Q140（武钢生产，未退火处理）硅钢片密度模型铁心截面激磁线圈和磁量线圈匝数激磁线圈线规导线电导率导线密度测量线圈线规总激磁线圈匝数总测量线圈匝数转角厚度/m硅钢片规格/m 7.65×103 kg/m3 2 767.05mm2第1层108匝（抽头）第2层104匝第3层100匝4× 1.6mm 5.714 3×107 S/m 温度：20℃8.9×103 kg/m3 0.56mm 312（108（内）+104（中）+100（外））312（与激磁线圈分布一致）0.025 0.420×0.1102 实验线路该实验的目的是，对模型（ModelC2）312匝做过励磁实验，同时测量模型的输入电压与输出电压，观察电压波形的正弦性，并利用WT3000记录实验数据及波形.在保证感应电压波形正弦性的前提下，尽可能做到更高的值，从而得到深度饱和的实验数据与结果.实验线路如图1.在被测试品（模型铁心）的激励端施加一个正弦的电压源，而将测量端开路，测量并记录下空载时的数据.随着激励电压的升高，被测铁心的磁感应强度会逐渐升高.当超过1.9T后，激磁电流峰值会很大，此时要注意监测测量电压的波形的正弦性，THD含量不能超过规定的值.每一个工作点都记录下相应的电压、电流等数据和波形.3 实验结果图1 实验接线原理图Fig.1 Schematic diagram of theexperimentcircuit本实验使用精密功率分析仪（WT3000，YOKOGAWA，日本）记录测量线圈的感应电压，激磁线圈的电流，由实验中采集的电压电流的波形数据进行数据处理，应用MATLAB已编程序进行求解，求得、（：磁通密度为最大值时对应的磁场强度值）.表3中列出了实验数据整理得出的叠片铁心的数据.图2是根据方圈的实验数据[4],利用MATLAB绘制的激磁曲线.图中的系列4是根据本次实验数据绘制的激磁曲线的饱和段.为了是曲线更加清晰，图3中绘制出只取磁感应强度超过1.8 T 的一段.表3 数据处理后的和Tab.3 Calculated and based on the experimentaldata磁感应强度1.937 1.947 1.969 1.991 2 2.021磁场强度3 555.118 0 4 000.645 2 5 741.225 6 9 433.500 2 11 429.516 1 16 781.980 7磁感应强度2.034 2.043 2.049 2.054 2.058磁场强度20 342.234 3 23 096.753 6 25 022.997 7 26 565.707 5 27 836.001 9由实验数据可以计算出铁心材料相对磁导率的数值.对实验结果进行计算分析后，看到铁心的相对磁导率从433.58变化到58.83.按照饱和计算中的理论分析，铁心达到完全饱和后会有=1，即铁心磁导率会等于空气的磁导率.在这个实验中，可以做到最小到58.83，还能保证电压波形的畸变率小于国标的规定.图4为根据测量结果画出的激磁曲线和相应的磁导率变化曲线.图5是相对磁导率随着磁场强度变化的曲线.4 在饱和段对叠片铁心材料的模拟对激磁曲线测量的数据点愈多，那么反应激磁曲线的精确度也越高.当铁心材料进入饱和后，随着铁心非线性程度的不断增加，磁感应强度很小的变化，都会引起激磁电流很大的增加，这样对测量造成了很大的难度.这一点从表3数据中可以清楚的看出来.当值从2.034 T增加到2.043 T，也就是增加了0.009 T，相应的从20 342.234 3（A/m）增加到23 096.753 6（A/m），增加了2 754.519 3(A/m).所以针对已经测得的实验数据，采用工程实践和科学实验中常用的最小二乘法对测量数据进行拟合，可以得到饱和段中和的近似关系式：5 结论电力变压器的过励磁故障分析中，铁心的电磁特性关系重大.本文针对电力变压器的铁心特性进行研究，介绍了接近工程变压器的铁心方圈法测量铁心过励磁特性的方法，得到变压器铁芯高度饱和时激磁数据，对于变压器的过励磁的分析和计算具有重要的意义.目前的问题是，由于过励磁时的非线性，磁通密度的变化使得激磁电流峰峰值达到了上百安培，在计算上存在着难于收敛的问题.对计算机的性能提出了更高的要求，计算方法上也需要做更多的研究，解决收敛性的难题.参考文献：[1]张燕.油浸式变压器过励磁问题初探 [J].变压器，1997，34（11）：23-25.[2]杜永，程志光，颜威利，等.电力变压器全斜接缝叠片铁心工作条件下的磁性能模拟 [J].电工技术学报，2010，25（3）：14-19.[3]张献，邢金，程志光，等.基于双方圈模型的接缝区域容量测定和饱和特性研究[J].变压器，2008，45（12）：14-17.[4]程志光，高桥泽雄，弗甘尼.电气工程电磁热场模拟与应用 [M].北京：科学出版社，2009.[5]谢德馨.三维涡流场的有限元分析 [M].北京：机械工业出版社，2008.。
500 kV变压器空载合闸励磁涌流仿真分析
Smart Grid 智能电网, 2020, 10(6), 295-301Published Online December 2020 in Hans. /journal/sghttps:///10.12677/sg.2020.106032500 kV变压器空载合闸励磁涌流仿真分析王彤彤，文俊，靳海强华北电力大学电气与电子工程学院，北京收稿日期：2020年11月8日；录用日期：2020年11月24日；发布日期：2020年12月1日摘要500 kV变压器是连接两个甚至三个不同电压等级的重要电气一次设备。
变压器空载合闸时，由于瞬时电压过大，可能造成变压器铁心饱和，引发严重的励磁涌流现象；同时500 kV变压器容量较大，励磁涌流衰减缓慢。
本文以铜梁地区某一新建500 kV变压器为例，建立了适用于实际工程的变压器UMEC模型，通过PSCAD/EMTDC仿真计算，分析了500 kV变压器空载合闸时合闸断路器、电容式电压互感器、以及变压器励磁特性对励磁电流的影响，并提出了抑制励磁涌流的有效措施。
关键词励磁涌流，空载合闸，励磁特性曲线，500 kV变压器Analysis on Energizing Inrush Current ofNo-Load Transformer in 500 kVTongtong Wang, Jun Wen, Haiqiang JinSchool of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, BeijingReceived: Nov. 8th, 2020; accepted: Nov. 24th, 2020; published: Dec. 1st, 2020AbstractThe 500 kV transformer is an important electrical equipment connecting two or even three dif-ferent voltage levels. When the no-load transformer is closed, the transient voltage increases ra-pidly which may cause the saturation of the transformer core and cause severe inrush current. At the same time, the 500 kV transformer has a large capacity and the magnetizing inrush current王彤彤 等decays slowly. This paper takes a 500 kV transformer which is newly built in Tongliang as an ex-ample, and a typical transformer UMEC model suitable for practical engineering is established. Through simulation and calculation of PSCAD/EMTDC, the effects of closing circuit breakers, capa-citive voltage transformers, and transformer excitation characteristics on the inrush current are analyzed when the no-load 500 kV transformer is closed; meanwhile, measures are proposed to effectively suppress inrush current.KeywordsInrush Current, No-Load Energize, Excitation Characteristic Curve, 500 kV TransformerCopyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言500 kV 电网是我国最重要的电力输送系统，承担着将发电基地发出的强大功率输送至远方枢纽变电站的任务。
2024年电力系统中谐波的危害与产生(三篇)
2024年电力系统中谐波的危害与产生电网谐波造成电网污染，正弦电压波形畸变，使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障，情况日趋严重。
本文全面论述了电力系统中谐波的危害及产生情况，希望能引起我们的高度重视。
谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的，概括起来有以下几个方面：1.对供配电线路的危害（1）影响线路的稳定运行供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的安全。
但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作，因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。
晶体管继电器虽然具有许多优点，但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。
这样，谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。
（2）影响电网的质量电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。
如民用配电系统中的中性线，由于荧光灯、调光灯、计算机等负载，会产生大量的奇次谐波，其中3次谐波的含量较多，可达40%；三相配电线路中，相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加，使中性线的电流值可能超过相线上的电流。
另外，相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率，从而降低电网电压，浪费电网的容量。
2.对电力设备的危害对电力电容器的危害当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。
对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍;对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍，但如果谐波含量较高，超出电容器允许条件，就会使电容器过电流和过负荷，损耗功率超过上述值，使电容器异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。
尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时，还可能使电网的谐波加剧，即产生谐波扩大现象。
另外，谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。
非线性负载(过欠压波动、浪涌冲击、谐波、三相不平衡)
电源污染（非线性负载导致）近年来, 电力网中非线性负载的逐渐增加是全世界共同的趋势，如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负载所用的不间断电源(UPS) 、节能荧光灯系统等，这些非线性负载将导致电网污染，电力品质下降，引起供用电设备故障, 甚至引发严重火灾事故等。
电力污染及电力品质恶化主要表现在以下方面：电压波动、浪涌冲击、谐波、三相不平衡等。
1、电压波动及闪变（过压/欠压波动）过压波动：（断路器）指多个正弦波的峰值，在一段时间内超过(低于)标准电压值，而普通避雷器和过电压保护器，完全不能消除过压波动，因为它们是用来消除瞬态脉冲的。
普通避雷器在限压动作时有相当大的电阻值，考虑到其额定热容量（焦尔），这些装置很容易被烧毁，而无法提供以后的保护功能。
这种情况往往很容易忽视掉，这是导致计算机、控制系统和敏感设备故障或停机的主要原因。
欠压波动：（控制电路，断路器欠压脱扣）它是指多个正弦波的峰值，在一段时间内低于标准电压值，或如通常所说：晃动或降落。
长时间的低电压情况可能是由供电公司造成或由于用户过负载造成，这种情况可能是事故现象或计划安排。
更为严重的是失压，它大多是由于配电网内重负载的分合造成，例如大型电动机、中央空调系统、电弧炉等的启停以及开关电弧、保险丝烧断、断路器跳闸等，这些都是通常导致电压畸变的原因。
大型用电设备的频繁启动导致电压的周期性波动,如电焊机、冲压机、吊机、电梯等,这些设备需要短时冲击功率,主要是无功功率。
电压波动导致设备功率不稳，产品质量下降；灯光的闪变引致眼睛疲劳,降低工作效率。
2.2 浪涌冲击(投切、开断、雷电引起的电压瞬时脉冲)浪涌冲击是指系统发生短时过（低）电压,即时间不超过1毫秒的电压瞬时脉冲，这种脉冲可以是正极性或负极性，可以具有连串或振荡性质。
它们通常也被叫作：尖峰、缺口、干扰、毛刺或突变。
电网中的浪涌冲击既可由电网内部大型设备（电机、电容器等）的投切或大型晶闸管的开断引起，也可由外部雷电波的侵入造成。
电网内电压波形畸变与电力谐波参考资料
I
2 h
)
h
h
D
S2
(P2
Q
2 f
)
一般实际情况：电压畸变小，可考虑成正弦信号，有
P UI1 cos1 Q1 UI1 sin 1
功率因数
PF
P S
UI1 cos1
UI
I1 I
cos1
1 1 THDI2
cos1
可见：功率因数受两方面影响：
① 相移功率因数，即基频电压、电流的相位差： cos1
② 电流的基波分量所占比例，即电流畸变程度： I1 / I
2. 当h=3k+2时，三相电压谐波的相序都与基波的相序相反，即２、 ５、８、11等次谐波都为负序性谐波。
3. 当h=3k+3时，三相电压谐波的相序都有相同的相位，即３、６、 ９、1２等次谐波都为零序性谐波。
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6波形畸变与电力谐波
6.3供用电系统典型谐波源
非线性特性的用电设备是系统中产生 谐波的主要原因
12脉动整流器，只含12k±1次谐波。
特征谐波：
h kp1
三、电弧炉
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6波形畸变与电力谐波
四、电力机车
I1
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6波形畸变与电力谐波
三、非正弦电路的功率和功率因数
1、正弦电压、电流
P UI cos Q UI sin
无功功率物理意义为能量互换的最大规模，并不消耗电能
2、非仅正同弦频电率压的、电电压流和电P流才T1能T0 构uid成t 有 功h 功U率h I，h c不os同h频率的电压和电流
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6波形畸变与电力谐波
四、三相电路中的谐波
线路中励磁涌流问题的探讨
10KV线路中励磁涌流问题的探讨摘要：电力系统中，有时会碰到10KV线路在检修或者限电后恢复运行时，出现继电保护动作，开关跳闸，而运行人员在巡线后又找不到故障点，这时我们往往会忽略励磁涌流，而这种情况很有可能就是由励磁涌流引起的。
关键词：励磁涌流继电保护误动在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起，其覆盖的地域极其辽阔，运行环境极其复杂以及各种认为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。
但有时会碰到这样的情况：一条10KV线路在检修或者限电后恢复运行时，出现继电保护动作、开关跳闸，而运行人员在巡线后又找不到故障点，这时我们往往会忽略励磁涌流，而这种情况很有可能就是由励磁涌流引起的。
1、励磁涌流的产生及特点：当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，就有可能出现数值很大的励磁电流（又称为励磁涌流）。
这时因为变压器空载时其铁心中的磁通不能突变，此时将出现一个非周期分量磁通，使变压器铁芯饱和，励磁电流将急剧增大。
变压器励磁涌流最大值可以达到变压器额定电流的6~8倍，其中包含有大量的非周期分量和高次谐波分量，并以一定时间系数衰减。
励磁涌流的大小和衰减时间跟变压器的容量大小、变压器安装地点与电源的电器距离、电力系统的容量大小、铁心中剩磁的大小和方向及铁心的性质都有关系。
变压器容量大，产生历次涌流倍数小，但励磁涌流时间常数大，存在时间长，有时要经过数秒甚至几分钟后才能会衰减到正常值。
2、线路中励磁涌流对继电保护装置的影响：一条10KV线路装有大量的变压器，在线路改运行时，这些变压器都挂在线路上，在合闸瞬间，各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互迭加、来回反射，产生了一个复杂的电磁暂态过程，在系统阻抗较小时，会出现较大的励磁涌流，时间常数也较大。
一般10KV线路的主保护是采用三段式电流保护，即瞬时电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护。
瞬时电流速断保护和过电流保护。
瞬时电流速断保护由于要兼顾保护的灵敏度。
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电力变压器铁心的非线性磁化特性
摘要：近年来，电力变压器铁心的非线性磁化特性得到了业内的广泛关注，研
究其相关课题有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述，分析了铁心的分类，并结合相关实践经验，分别从卷铁心制造技术以及非晶合金铁心制造技术等多个
角度与方面，对该课题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助
于相关工作的实践。
关键词：电力变压器；铁心；非线性磁化；特性
1前言
作为电力变压器铁心在实际应用中的一项重要方面，对其非线性磁化特性的
探讨占据着极为关键的地位。
该项课题的研究，将会更好地提升对铁心非线性磁
化特性的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化电力变压
器在实际运行中的最终整体效果。
2铁心的作用
铁心是变压器的基本部件，是变压器的磁路和安装骨架。
铁心的磁导体是变
压器的磁路。
它把一次电路的电能转为磁能，又由自己的磁能转变为二次电路的
电能，是能量转换的媒介。
因此，铁心由磁导率很高的电工钢片（硅钢片）制成。
电工钢片又很薄（0.23～0.35mm），且有绝缘，涡流损耗很小。
磁导体是铁心的
主体，所以后面所称的铁心实指磁导体。
铁心的重量在变压器各部件中重量最大，在干式变压器中占总重量的60%左右。
在油浸式变压器中，由于有变压器油和油箱，重量的比例稍有下降，约为40%。
变压器的铁心（即磁导体）是框形闭合结构。
其中套线圈的部分称为心柱，不套线圈只起闭合磁路作用的部分称为铁轭。
现代铁心的心柱和铁轭均在一个平面内，即为平面式铁心。
3铁心的分类
3.1铁心的基本类型
铁心有两大基本结构形式，即壳式和心式。
它们的主要区别在于磁路，即铁
心与线圈的相对位置，线圈被铁心包围时称为壳式；铁心被线圈包围时称为心式。
一般情况下，壳式铁心是水平放置的，心式铁心是垂直放置的。
大容量的心
式变压器由高度所限，压缩了上下铁轭的高度，以增加旁轭的办法做磁路，将变
压器铁心做成单相一柱（一个心柱）单相四柱（两个心柱）或三相五柱（三个心柱）。
但是它们仍保留心式结构的特点，因此它们虽有包围线圈的旁轭，仍属于
心式结构。
1）、壳式铁心结构具有下列特点：①每种容量的铁似叠片只有一种
片宽，故加工比较方便。
②因铁心戴面为长方形，故与之相配合的线圈截面也应为长方形，同时线饼之间面积较大，这样可使饼间电容增大，对地电容与饼间电
容之比小，故可改善线圈中的冲击电位分布，因此超高变压器采用壳式铁心结构
时可简化线圈结构。
③壳式电力变压器的引线都在上部，故出线方便，这一点对三相三线圈及自耦变压器则更方便。
④当低压线圈流过大电流时，因线圈被铁心所包围，故电流引起的附加损耗较小。
2）、心式铁心结构是我国变压器制造厂
普遍采用的铁心结构形式。
它具有以下优点：①铁心可先叠装成形，然后在铁心柱上套装已绕好的线圈。
②线圈为圆形，故绕制方便。
心式铁心分为单相双柱、单相三柱、三相三柱、三相五柱式等结构。
选择铁心结构时，主要是考虑使空载
电流和空载损耗小、噪声低、电压波形保证正弦波形。
3.2铁心的分类
按铁心外形分类：（1）辐射式心柱叠片列成辐射状，旁轭沿心柱圆周径向对
装。
这种结构可降低铁轭的高度，减少附加损耗，并可采用圆形的油箱，以减少
变压器体积，但是制造时费工。
这是一种特殊的结构。
（2）渐开线式心柱由叠
片经成形机压成渐开线以后，再叠装而成空心圆柱体，铁轭用带料卷成三角形，
铁轭截面为心柱截面的l/3。
心柱外径与内径之比为4.5～6。
能节省硅钢片，但是结构不尽合理，因为对接式空载电流大。
它是半卷半叠式铁心。
只适用于成批生
产的容量较小的三相变压器。
3）Y形铁心Y形铁心的优点是：磁路对称，三相平衡，结构紧凑，经济性好。
（4）环形卷铁心采用带料硅钢片连续卷成，不需叠装，磁通方向符合轧制方面，导磁性极佳，空载性能好，但是线圈需用专用设备
绕制。
它是卷制铁心中最简单的结构，适用于电流互感器、接触式调压器。
另外，还有矩形的卷铁铁心和多级卷制铁心，多用于小容量的单相变压器，由于铁心的
制造工艺决定于铁心的结构且彼此相差很大，一旦选定了某一种结构，就很难转
而生产另一种结构。
由于国内大多数厂家都习惯于采用心式铁心，故下面主要以
心式铁心为主介绍有关数据和结构。
4卷铁心制造技术
近几年，卷铁心变压器发展较快，铁心大都是封闭式铁心，有多级型和R型
铁心，铁心结构有平面布置的也有立体布置的。
卷铁心的制造工序主要有硅钢片
的纵剪、铁心卷制、铁心真空退火等。
卷铁心机、铁心退火炉、专用绕线机等卷
铁心变压器制造专用设备大量使用。
为解决效率问题，减少专用绕线机的投资，
开口卷铁心制造技术在国内也发展起来。
国内制造的开口卷铁心数控生产线采用连续剪切包绕卷制技术，由开卷机、
放料控制装置、卷绕机、控制柜四部分组成。
设备的主要特点有：①剪切、卷制一体化，自动化程度较高；②开卷机变频调速，缓冲控制；③送料采用交流伺
服电机驱动；④剪床气动控制，采用了标准精密直线导轨导向，精度高、毛刺小；
⑤刀具为硬质合金材料，使用寿命长；⑥卷绕与送料速度同步跟随控制，不停
顿剪切，效率高；⑦铁心重量自动平衡补偿，不需要人工干预；⑧片宽无级调节；⑨采用工业PLC自动控制，触摸屏人机界面，操作方便快捷。
由开口卷铁心数控生产线卷制的铁心是圆形的，还要进行整形。
然后退火、
测试。
退火的目的是消除硅钢片在卷制过程中产生的有害机械应力，使塑变部位“再结晶”，并最大限度地恢复择优取向结构和电磁性能。
5非晶合金铁心制造技术
当前，非晶合金变压器成为广泛关注的热点。
由于非晶铁心的带材厚度仅
0.025mm，还不到普通硅钢片的十分之一、并特别脆，硬度是取向硅钢片的5倍，加工剪切很困难，对设备、刀具要求较高，一般变压器制造厂家很难加工成铁心，现在一般都是购买现成的铁心。
目前，扩大非晶合金变压器生产规模的趋势日强，非晶合金变压器铁心制造发展较快。
通常非晶合金铁心变压器铁心结构为有接缝卷铁心的形式，接缝的方式有对
接和搭接两种，虽然搭接的方式较对接用料多一点，但是搭接的工艺较对接容易
得多，所以应用较广泛。
目前，用于制造变压器的非晶合金带材有142㎜、170㎜、213㎜三种宽度，非晶合金铁心制造时，要先根据铁心需要的长度剪断非晶合金带材，然后，再用
工模器具加工成矩形框。
非晶合金铁心剪切线是非晶合金铁心制造的关键设备，前些年依靠进口，现
在已可以国产化。
该设备主要完成非晶合金铁心的自动剪切和自动堆垛，剪切线
采用PLC控制方式、伺服执行系统、触摸屏人机操作界面及高精度机械传动机构，
以保证设备的高精度、高自动化、高生产率、高可靠性。
在系统功能上可以满足非晶合金铁心系列对成型铁心的剪切要求以及对叠接级数、搭接方式、气隙间距等参数的设置、调整。
剪切刀具也是该设备的关键部件之一。
非晶合金带在冲剪、卷制加工铁心时产生应力，为了获得良好的空载损耗特性，非晶合金铁心成型后必须采用氮气保护、在适当温度、一定的磁场条件下进行退火处理，退火工艺比较复杂，要求较高，是非晶合金铁心制造的关键工序之一。
退火出炉冷却至常温，经初步测试合格后，一般要在其两侧端面涂2mm厚的环氧树脂漆，待其加温固化后即可使铁心成为一个整体，打开接缝即可进行变压器器身的装配。
6结束语
综上所述，加强对电力变压器铁心非线性磁化特性的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电力变压器应用过程中，应该加强对非线性磁化特性的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
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