变压器绕组变形的故障机理

了解变压器绕组的结构特点是分析其绕组变形机理的前提。研究绕组变形的机理通常还必须了解变压器的运行规律。
    
变压器绕组在通电过程中会产生漏磁场，磁场分布状况决定着其漏电抗的数值大小。一般运行稳定的变压器磁势平衡方程为：
N1I1+N2I2=N1Im
电力变压器的磁场分布情况是这样的：按照构成变压器磁路性质和分布情况的不同，变压器的磁通通常分成主磁通和漏磁通这两部分。主磁通足通过铁心、与原边和副边绕组都相交链的磁通；漏磁通只与原副边绕组中的一个绕组交链，并且要与空气或变压器油构成闭合回路。由于变压器漏磁通的磁阻比较大而磁导率小，所以漏磁通要比主磁通要少得多。而从变压器等效电路图上来看，在变压器在一侧短路时，由于励磁电抗数值较大，短路电抗的大小与变压器原副边绕组的漏电抗大小大致相等，所以下面将要讨论的是漏电抗与绕组变形的关系。

故障中产生的短路电流引起的电磁力正比于短路电流大小的平方，所以电磁力比一般情况下受到的电磁力要大得多。因此绕组要承受强大的电动力，为限制电磁力，通常大型变压器短路阻抗值较大，并且结构上能承受强大电磁力。变压器绕组磁场分布图如图所示，图中将变压器漏磁场分解为轴向分量Bd和径向分量Bq这两个分量，按照左手定则可以分析出绕组中各段受力方向：从径向上看，外层线圈受到张力作用向外拉伸，内层受到压力向内紧缩;；从轴向上看，电动力从绕组两端向线圈中间挤压。“挤压”线圈时靠近铁轭的那一部分最易遭受破坏，结构上需要机械支撑。“张力”对线圈的危害更大，因此不用矩形线圈，而采用圆形线圈，圆形线圈的机械性能更好，不容易遭受变形。

变压器绕组磁场分布