变压器工程

  

全书共15章，内容主要包括变压器基本原理和类型，铁心及磁特性，漏电抗计算，绕组和结构部件的涡流损耗与杂散损耗，短路承受能力，绝缘设计，油箱结构设计，冷却与温升，整流变压器和电炉变压器的设计以及HVDC的应用，变压器电磁场理论与计算，变压器与系统之间的相互作用和建模，变压器的监测与诊断。此外，本书还适当地介绍了有限元法等计算工具在优化和提高变压器上的应用。 

译者序
原书第2版前言
原书第1版序言
原书第1版前言
原书致谢
第1章变压器基本原理
1.1概述
1.2变压器的应用和分类
1.3变压器原理和等效电路
1.4标幺制
1.5空载试验和短路试验
1.6电压调整率和变压器的效率
1.7变压器的并联运行
参考文献
第2章磁特性
2.1铁心构造
2.2磁滞损耗、涡流损耗和杂散损耗
2.3励磁特性
2.4过励磁性能
2.5空载损耗试验
2.6制造过程的影响
2.7涌流
2.8空载谐波对铁心和绕组的影响
2.9变压器噪声
2.10旋转损耗
参考文献
第3章阻抗特性
3.1电抗计算
3.2电抗计算的不同方法
3.3电抗计算的解析法
3.4电抗计算的数值法
3.5三绕组变压器的阻抗特性
3.6曲折形联结变压器的阻抗计算
3.7零序电抗
3.8稳定绕组
参考文献
第4章涡流和绕组杂散损耗
4.1场方程式
4.2坡印廷矢量
4.3涡流损耗和磁滞损耗
4.4饱和效应
4.5变压器绕组中的涡流损耗
4.6变压器绕组中的环流损耗
参考文献
第5章结构部件中的杂散损耗
5.1杂散损耗的影响因素
5.2杂散损耗估算方法概述
5.3铁心接缝损耗
5.4夹件中的杂散损耗
5.5拉板中的杂散损耗
5.6油箱中的杂散损耗
5.7套管安装板中的杂散损耗
5.8大电流引起的杂散损耗
5.9杂散损耗的控制措施
5.10经验值法
5.11过励磁时杂散损耗估算
5.12负载损耗测量
参考文献
第6章短路应力与强度
6.1短路电流
6.2短路时的热容量
6.3短路力
6.4短路时的动态特性
6.5辐向力引起故障的模式
6.6轴向力引起故障的模式
6.7相互作用力（轴向和辐向组合）引起的故障模式
6.8预压紧力的影响
6.9短路试验
6.10涌流的影响
6.11分裂变压器的短路
6.12提高承受短路能力的措施
6.13平行导体间的电磁力计算
6.14压紧结构设计
参考文献
第7章变压器冲击电压分布
7.1起始电压分布
7.2对地电容
7.3绕组的电容
7.4电感计算
7.5驻波和行波
7.6冲击分布的解析法
7.7用状态变量法计算冲击电压分布
7.8降低绕组内部过电压的设计
参考文献
第8章绝缘设计
8.1简单结构的场强计算
8.2电场强度计算
8.3影响绝缘强度的因素
8.4试验方法和设计绝缘水平（DIL）
8.5绕组间的绝缘
8.6绕组内部绝缘
8.7端部绝缘设计
8.8高压引线间隙
8.9优化和提高质量的统计分析
参考文献
第9章冷却系统
9.1热量传递方式
9.2冷却方式
9.3铁心的散热
9.4绕组的散热
9.5老化与预期寿命
9.6直接测量热点
9.7静电带电现象
9.8计算的近期趋势
参考文献
第10章结构设计
10.1结构设计的重要性
10.2荷载与强度试验
10.3变压器油箱分类
10.4油箱设计
10.5分析方法
10.6变压器油箱过压力现象
10.7抗震分析
10.8变压器噪声的特性与降低
10.9运输因素与振动
参考文献
第11章特种变压器
11.1整流变压器
11.2高压直流用换流变压器
11.3电炉变压器
11.4移相变压器
参考文献
第12章变压器电磁场理论与计算
12.1概述
12.2变压器工程电磁场基础
12.3位方程
12.4有限元法
12.5FEM方程
12.6变压器的耦合场
12.7性能参数计算
参考文献
第13章变压器与系统之间的相互作用和建模
13.1变压器电力潮流分析
13.2谐波分析
13.3铁磁谐振
13.4电弧炉应用
13.5地磁干扰
13.6和应涌流现象
13.7系统瞬变引起的内部谐振
13.8特快速瞬态过电压
13.9配电变压器的瞬变现象
13.10变压器的低频、中频和高频模型
参考文献
第14章变压器的监测与诊断
14.1常规试验
14.2溶解气体分析
14.3局部放电诊断
14.4聚合度与呋喃分析
14.5时域介质响应法
14.6频域介质响应法
14.7绕组变形测量
14.8附件
14.9其他诊断测试
14.10寿命评估与改进
参考文献
第15章变压器技术的发展趋势
15.1磁路
15.2绕组
15.3新型绝缘液体
15.4优化计算
15.5可再生能源用变压器
15.6电力电子在变压器中的应用
15.7其他技术
15.8监测和诊断趋势
参考文献
附录
附录A设计示例
附录B联结组
附录C故障电流计算
附录D电场强度和电容计算公式

原书第2版前言本书第1版自2004年出版以来，变压器工程各个方面取得了明显的进步，特别是计算能力和监测/诊断技术方面的进步，这些新的技术发展以及受到第1版反馈信息的鼓励，激励了作者着手第2版的编纂。 第2版中增加了3个新的章节：变压器电磁场理论和计算、变压器与系统的相互作用和建模以及变压器的监测与诊断。变压器技术的发展趋势一章中全面修订了变压器各个方面最新的情况和新兴的趋势。第6章中短路强度方面已被更新，清晰地介绍了更多故障模式，包括翘曲、倾斜和扭转变形，各种安全系数以及相关的计算过程也作了定义和说明。第2版增加了一个附录，介绍了设计一台变压器的详细步骤，希望对变压器专业的工程师和在校学生有所帮助。其它的章节也作了一些相应的修订。 理解电磁场的基本原理是变压器优化设计的关键条件。第12章简要介绍了有关变压器工程的电磁场理论。通过相应的例子，首先解释了矢量代数和矢量运算的概念，可帮助理解变压器中的场行为和场分布。用基本的电磁理论说明了变压器中使用的绝缘材料和磁性材料的特性。有限元法广泛应用于变压器的分析和优化，在使用商用软件时，FEM理论帮助研究人员和在职工程师解决复杂问题并很容易解释场解。有限元法理论是通过关于变压器中典型的静电场和静磁场的一维和二维问题的解介绍的。在介绍了静态、时谐和瞬态方程后，详细阐述了包含电磁场和外部网络/其它物理场的耦合场计算。最后还给出了处理磁滞、磁化/磁致伸缩力的简要理论/程序。 第2个新增章节介绍了理解变压器与系统相互作用影响所需的相关理论和说明。该章节从对电力系统的稳态分析至关重要的变压器建模开始，通过例子说明了调幅变压器和移相变压器的实用性。关于谐波的章节简要说明了谐波的产生和影响，并用建模的方法进行了分析。铁磁谐振现象对变压器是有危害的，该章节列举了可引起铁磁谐振的系统一些情况。随后介绍了电弧炉负载和地磁干扰的负面影响，说明了由于系统瞬变包括特快速瞬态过电压引起的内部谐振，重点介绍了包括真空断路器的开关操作对配电变压器的影响，最后，详细阐述了用于瞬态研究分析的变压器低频、中频和高频模型。 科研院所、电力工程师和变压器专家所作的大量研发工作，推动了先进的诊断工具的使用。新增加的“监测和诊断”章节在概述了油和绕组的传统测试方法后，对局部放电、绝缘劣化和绕组位移/变形等检测技术做了全面说明，基于电信号、声信号和超高频信号的方法都在局部放电诊断中得到了实际应用。本章将用于评估绝缘状态的介质响应方法分为时域法和频域法，并结合诊断过程介绍了理解这两种方法的背景理论。最后，详细介绍了在检测绕组的不规则性中广泛应用的频率响应分析方法。 总之，变压器的诊断和变压器与系统的相互作用是第2版特别关注的内容，也是希望帮助读者除了清楚复杂的变压器设计和先进的数值场计算的应用之外，领悟到变压器运行/维护问题及其解决办法。 S.V. KulkarniS.A. Khaparde（意见和建议，请联系：svk@e