一、什么是漏磁
漏磁是磁源通過(guò)特定磁路泄露在空氣（空間）中的磁場(chǎng)能量。磁體的磁場(chǎng)在內(nèi)部閉合對(duì)外不顯磁性，當(dāng)對(duì)外形成磁極后即產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)是對(duì)外開(kāi)環(huán)輻射的，準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，磁場(chǎng)是漏磁的一種形式。
二、漏磁的減小方法
1、磁芯方面
1）采用卷鐵芯、環(huán)形磁芯等沒(méi)有接縫的結(jié)構(gòu)，降低磁阻。
2）降低變壓器的工作磁通密度Bm值，增加鐵芯的束磁能力。
3）采用高牌號(hào)或高磁導(dǎo)率的鐵芯材料，增加鐵芯的束磁能力。
2、線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)方面理論上，最理想的方式，是初次級(jí)線(xiàn)圈纏繞的方式進(jìn)行繞制，這樣可以最大限度的提高初次級(jí)的耦合，減小漏感。但，實(shí)際中為了解決初次級(jí)間耐壓?jiǎn)栴}，很難實(shí)現(xiàn)這種方式，而多采用初次級(jí)同繞幅的方式，先繞半個(gè)初級(jí)，在此基礎(chǔ)上，繞制次級(jí)，最后繞剩下的半個(gè)初級(jí)，這樣整個(gè)次級(jí)全被包在初級(jí)內(nèi)，耦合效果較好，漏感很小
3、外殼已做成的變壓器，多采用變壓器外部加外殼的方式，鐵的外殼可以將漏磁場(chǎng)束縛在內(nèi)部，防止向外擴(kuò)散，但外殼會(huì)有發(fā)熱，所以外殼與變壓器的距離是有要求的。
4、三明治繞法
還可以在繞制線(xiàn)圈的時(shí)候，把一次線(xiàn)圈分為兩部分，把二次線(xiàn)圈夾在中間。這樣增強(qiáng)了一二次線(xiàn)圈之間的耦合，漏磁會(huì)減少。首先，為了散熱，變壓器的鐵芯不是與線(xiàn)圈全部包圍的，因?yàn)榫€(xiàn)圈有電流通過(guò)，所以，必定產(chǎn)生磁場(chǎng)，沒(méi)有被次級(jí)的線(xiàn)圈轉(zhuǎn)化為電能，這部分沒(méi)有轉(zhuǎn)化的磁場(chǎng)就為漏磁。而且，我們知道，為了防止渦流的產(chǎn)生，我們把變壓器的鐵芯做成片狀的，且多片跌加起來(lái)，由于磁感線(xiàn)沒(méi)有完全閉合，在片狀之間就會(huì)有磁漏。散熱和渦流原因是產(chǎn)生磁漏的原因。
三、變壓器損耗計(jì)算公式
?。?）有功損耗：ΔP＝P0＋KTβ2PK-------（1）
（2）無(wú)功損耗：ΔQ＝Q0＋KTβ2QK-------（2）
?。?）綜合功率損耗：ΔPZ＝ΔP＋KQΔQ----（3）
Q0≈I0％SN，QK≈UK％SN
式中：Q0——空載無(wú)功損耗（kvar）
P0——空載損耗（kW）
PK——額定負(fù)載損耗（kW）
SN——變壓器額定容量（kVA）
I0％——變壓器空載電流百分比。
UK％——短路電壓百分比
β——平均負(fù)載系數(shù)
KT——負(fù)載波動(dòng)損耗系數(shù)
QK——額定負(fù)載漏磁功率（kvar）
KQ——無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量（kW／kvar）上式計(jì)算時(shí)各參數(shù)的選擇條件：
?。?）取KT＝1.05；
（2）對(duì)城市電網(wǎng)和工業(yè)企業(yè)電網(wǎng)的6kV～10kV降壓變壓器取系統(tǒng)最小負(fù)荷時(shí)，其無(wú)功當(dāng)量KQ＝0．1kW／kvar；
?。?）變壓器平均負(fù)載系數(shù)，對(duì)于農(nóng)用變壓器可取β＝20％；對(duì)于工業(yè)企業(yè)，實(shí)行三班制，可取β＝75％；
?。?）變壓器運(yùn)行小時(shí)數(shù)T＝8760h，最大負(fù)載損耗小時(shí)數(shù)：t＝5500h；
?。?）變壓器空載損耗P0、額定負(fù)載損耗PK、I0％、UK％，見(jiàn)產(chǎn)品資料所示。
四、變壓器損耗的特征
P0——空載損耗，主要是鐵損，包括磁滯損耗和渦流損耗；磁滯損耗與頻率成正比；與最大磁通密度的磁滯系數(shù)的次方成正比。渦流損耗與頻率、最大磁通密度、矽鋼片的厚度三者的積成正比。
PC——負(fù)載損耗，主要是負(fù)載電流通過(guò)繞組時(shí)在電阻上的損耗，一般稱(chēng)銅損。其大小隨負(fù)載電流而變化，與負(fù)載電流的平方成正比；（并用標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)圈溫度換算值來(lái)表示）。
負(fù)載損耗還受變壓器溫度的影響，同時(shí)負(fù)載電流引起的漏磁通會(huì)在繞組內(nèi)產(chǎn)生渦流損耗，并在繞組外的金屬部分產(chǎn)生雜散損耗。
變壓器的全損耗ΔP=P0PC
變壓器的損耗比=PC/P0
變壓器的效率=PZ/（PZΔP），以百分比表示；其中PZ為變壓器二次側(cè)輸出功率。
五、變壓器減少漏磁的方法
1）推廣使用低損耗變壓器
?。?）鐵芯損耗的控制
變壓器損耗中的空載損耗，即鐵損，主要發(fā)生在變壓器鐵芯疊片內(nèi)，主要是因交變的磁力線(xiàn)通過(guò)鐵芯產(chǎn)生磁滯及渦流而帶來(lái)的損耗。
最早用于變壓器鐵芯的材料是易于磁化和退磁的軟熟鐵，為了克服磁回路中由周期性磁化所產(chǎn)生的磁阻損失和鐵芯由于受交變磁通切割而產(chǎn)生的渦流，變壓器鐵芯是由鐵線(xiàn)束制成，而不是由整塊鐵構(gòu)成。
1900年左右，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在鐵中加入少量的硅或鋁可大大降低磁路損耗，增大導(dǎo)磁率，且使電阻率增大，渦流損耗降低。經(jīng)多次改進(jìn)，用0．35mm厚的硅鋼片來(lái)代替鐵線(xiàn)制作變壓器鐵芯。
近年來(lái)世界各國(guó)都在積極研究生產(chǎn)節(jié)能材料，變壓器的鐵芯材料已發(fā)展到現(xiàn)在最新的節(jié)能材料——非晶態(tài)磁性材料如2605S2，非晶合金鐵芯變壓器便應(yīng)運(yùn)而生。使用2605S2制作的變壓器，其鐵損僅為硅鋼變壓器的1／5，鐵損大幅度降低。
?。?）變壓器系列的節(jié)能效果
上述非晶合金鐵芯變壓器，具有低噪音、低損耗等特點(diǎn)，其空載損耗僅為常規(guī)產(chǎn)品的1／5，且全密封免維護(hù)，運(yùn)行費(fèi)用極低。
我國(guó)S7系列變壓器是1980年后推出的變壓器，其效率較SJ、SJL、SL、SL1系列的變壓器高，其負(fù)載損耗也較高。
80年代中期又設(shè)計(jì)生產(chǎn)出S9系列變壓器，其價(jià)格較S7系列平均高出20％，空載損耗較S7系列平均降低8％，負(fù)載損耗平均降低24％，并且國(guó)家已明令在1998年底前淘汰S7、SL7系列，推廣應(yīng)用S9系列。S11是目前推廣應(yīng)用的低損耗變壓器。S11型變壓器卷鐵心改變了傳統(tǒng)的疊片式鐵心結(jié)構(gòu)。硅鋼片連續(xù)卷制，鐵心無(wú)接縫，大大減少了磁阻，空載電流減少了60～80，提高了功率因數(shù)，降低了電網(wǎng)線(xiàn)損，改善了電網(wǎng)的供電品質(zhì)。連續(xù)卷繞充分利用了硅鋼片的取向性，空載損耗降低20～35。運(yùn)行時(shí)的噪音水平降低到30～45dB，保護(hù)了環(huán)境。
非晶合金鐵心的S11系列配電變壓器系列的空載損耗較S9系列降低75％左右，但其價(jià)格僅比S9系列平均高出30％，其負(fù)載損耗與S9系列變壓器相等。
2）選擇與負(fù)載曲線(xiàn)相匹配的變壓器
案例分析：配電變壓器的容量選擇
A、按變壓器效率最高時(shí)的負(fù)荷率βM來(lái)選擇容量
當(dāng)建筑物的計(jì)算負(fù)荷確定后，配電變壓器的總裝機(jī)容量為：
S＝Pjs/βb×cosφ2（KVA）（1）
式中Pjs——建筑物的有功計(jì)算負(fù)荷KW；
cosφ2——補(bǔ)償后的平均功率因數(shù)，不小于0.9
βb——變壓器的負(fù)荷率。
因此，變壓器容量的最終確定就在于選定變壓器的負(fù)荷率βb。
我們知道，當(dāng)變壓器的負(fù)荷率為：βb＝βm＝（1/R）1/2時(shí)效率最高。（2）R=PKH/Po（即變壓器損耗比）
式中Po——變壓器的空載損耗；
PKH——變壓器的額定負(fù)載損耗，或稱(chēng)銅損、短路損耗。
B、按變壓器的年有功電能損耗率最小時(shí)的節(jié)能負(fù)荷率βj計(jì)算容量
由于實(shí)際負(fù)荷總在變化，無(wú)法精確計(jì)算出變壓器的電能損耗。然而對(duì)于某類(lèi)電力用戶(hù)，它的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)可依據(jù)同類(lèi)用戶(hù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)近似計(jì)算。變壓器的年有功電能損耗可按下式估算
△Wb＝PoTbPKH（Sjs/S2e）2τ＝PoTbPKHβ2τ（3）
式中β——計(jì)算負(fù)荷率，等于變壓器的計(jì)算視在容量Sjs與額定容量Seb之比
Tb——變壓器年投運(yùn)時(shí)間
τ——年最大負(fù)荷損耗時(shí)間，可由年最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)Tm查T(mén)m-τ關(guān)系曲線(xiàn)。
用戶(hù)電力負(fù)荷消耗的年有功能為：
W＝βSebcosφTm（4）
則變壓器的年有功電能消耗率為：
△W＝△Wb/W＝（PoTbPKHβ2τ）/βSebcosφTm（5）令d△Wdβ＝0
求出變壓器年有功電能損耗率最小時(shí)的節(jié)能負(fù)荷率βj
βj＝（PoTb/PKHτ）1/2＝（Tb/τ）1/2*βM（6）
即配電變壓器按照節(jié)能負(fù)荷率βj計(jì)算容量時(shí)，其年有功電能損耗率最小。
由式（6）可見(jiàn)，變壓器的節(jié)能負(fù)荷率與年最大負(fù)荷損耗時(shí)間有關(guān)，τ越低βj越高。然而由于Tm值及Tm值所對(duì)應(yīng)的τ值，對(duì)于高層民用建筑還沒(méi)有這方面的統(tǒng)計(jì)資料，可參考工業(yè)企業(yè)的類(lèi)似資料。Tb按7500h，而根據(jù)高層民用建筑的不同功能，τ值在2300-4500范圍內(nèi)選取，因此βj=（1.3-1.8）βM。從表（1）干式變壓器的最佳負(fù)荷率βM值，可求出節(jié)能負(fù)荷率βj。
對(duì)于高層寫(xiě)字樓，由于五天工作制，且晚上下班后的其余時(shí)間均處于輕載，其電力負(fù)荷的運(yùn)行特點(diǎn)，相當(dāng)于工業(yè)企業(yè)的單班制生產(chǎn)，變壓器的節(jié)能負(fù)荷率βj=0.85-0.98；
對(duì)于高層賓館及高層建筑中以商業(yè)為主的大廈，其相當(dāng)于工業(yè)企業(yè)的兩班制生產(chǎn)，變壓器的節(jié)能負(fù)荷率βj=0.71-0.85。
由此可見(jiàn)，按節(jié)能負(fù)荷率計(jì)算變壓器的容量，要小于按最佳負(fù)荷率所計(jì)算的變壓器的容量，這樣不但年電能損耗小且一次性投資省。
C、按變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率計(jì)算容量
上節(jié)分析可知按年有功電能損耗率最小時(shí)的節(jié)能負(fù)荷率βj計(jì)算變壓器的容量有利于節(jié)省初投資。然而相當(dāng)于二班制運(yùn)行特點(diǎn)的高層建筑中的配電變壓器，按βj計(jì)算出的容量還是偏大，必將增加用戶(hù)的一次性投資。如何能做到既能節(jié)省一次性投資，又能使電能損耗小，或者說(shuō)能否做到初投資省和電耗小這對(duì)矛盾在變壓器運(yùn)行在負(fù)荷率的某一區(qū)域內(nèi)獲得相對(duì)統(tǒng)一，下面我們對(duì)變壓器的年有功電能損耗率公式作進(jìn)一步的分析。
對(duì)同一變壓器，在某一負(fù)荷率β運(yùn)行情況下的年有功電能損耗率如式（5），而在節(jié)能負(fù)荷率下的年有功電能損耗率為：
△Wj＝（PoTbPKHβ2jτ）/βjSebcosφTm（7）
用（5）式的兩邊除以（7）式的兩邊，并用（6）式代入，整理后得：
△W/△Wj＝1/2（β/βjβj/β）（8）
上式為變壓器運(yùn)行在某一負(fù)荷率β時(shí)的年有功電能損耗率相對(duì)于運(yùn)行在節(jié)能負(fù)荷率βj時(shí)的年有功電能損耗率隨相對(duì)節(jié)能負(fù)荷率變化的函數(shù)關(guān)系。
該式中當(dāng)β＝βj時(shí)，△W/△Wj＝1，當(dāng)β＞βj或β＜βj時(shí)，△W/△Wj均大于1。
當(dāng)β/βj從1.0增加到1.3，增加30時(shí)，△W/△Wj從1.0增加到1.035，只增加了3.5；當(dāng)β/βj從2.0增加到2.3，增加15時(shí)，△W/△Wj從1.25增加到1.37，增加了9.6。
可見(jiàn)在β/βj的低值區(qū)，△W/△Wj的增加值相對(duì)于β/βj的增加值是非常微小的，且增加的速率也是很小的，也就是說(shuō)，在該區(qū)域中，我們用微小的年電能損耗率增加值來(lái)?yè)Q取變壓器的容量的較大減小使得一次性投資的明顯降低，因此，我們選擇相對(duì)節(jié)能負(fù)荷率β/βj在1-1.3范圍內(nèi)，即經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率為：
βjj＝（1～1.3）βj（9）
我們按經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率βjj選出的變壓器容量，要比按節(jié)能負(fù)荷率βj選出的變壓器容量降低一級(jí)，由此而節(jié)約的初投資遠(yuǎn)大于配電變壓器的年有功電能損耗費(fèi)用，做到了經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能性這對(duì)矛盾的相對(duì)統(tǒng)一，顯然這是一種既科學(xué)又經(jīng)濟(jì)合理的方法。
這里討論的配電變壓器容量的計(jì)算方法，主要是針對(duì)高層建筑中所使用的變壓器，即使用干式或環(huán)氧樹(shù)脂澆注變壓器，然而該方法也適用于使用其他配電變壓器的場(chǎng)合。
結(jié)論：
?、儇?fù)載曲線(xiàn)的平均負(fù)載系數(shù)越高，為達(dá)到損耗電能越小，要選用損耗比越小的變壓器；負(fù)載曲線(xiàn)的平均負(fù)載系數(shù)越低，為達(dá)到損耗電能越小，要選用損耗比越大的變壓器。
?、趯⒇?fù)載曲線(xiàn)的平均負(fù)載系數(shù)乘以一個(gè)大于1的倍數(shù)，通常可取1-1.3，作為獲得最佳效率的負(fù)載系數(shù)，然后按βb＝（1/R）1/2計(jì)算變壓器應(yīng)具備的損耗比。
?、蹖?duì)于實(shí)際負(fù)載，變壓器本身應(yīng)具有較佳的損耗比，而且總損耗最小，即空載損耗與負(fù)載損耗之和要盡可能地小。