减小变压器分布电容的方法

首先要明确一般的电容与分布电容的区别，一般意义的电容其极板上各点的电位相等，两电极的电位差是一个常数，因此按照电容的公式即可计算其容值（称为静电容）。而变压器的分布电容，每一层的不同位置的电位都不一样，因此不能按一般的方法计算，而是要采用积分的方法进行计算，其值与变压器的绕制方式相关。

如图1所示为C型绕法的绕组，可以观察出，相邻两层绕组之间的压差最大为2U/K，最小为0。

图1 C型绕法

首先看看静电容与分布电容的折算关系，假设在压差为U1处时，利用电容的计算公式可得其静电容值为

那么折算到U2，由于电容储能不变，则满足：

可得：

对于任意一层绕组其中的任一位置，其电位差满足：

l为一层绕组的长度，假设平均匝长为m，d为两层之间的距离，则每一层的静电容的大小为：

每一层单位长度上的静电容为：

对其进行积分，得到每一层的分布电容为：

将其换算到电压U上，有：

因为一共有K-1层，所以总的分布电容为：

图2给出了Z型绕法的绕组示意图，这种绕法可以使得层间压差维持在U/K，那么可以推算其分布电容与静电容一致，k-1层的总分布电容为：

图2 Z型绕法绕组

为了进一步减小分布电容，还可使用分段式绕法，其结构如图3所示。

图3 分段式绕法

采用分段式绕法，由于绕组面积减小一半，且压差变为原来的1/2，所以其储能相较Z型绕法为原来的1/8，总储能为原Z型绕法的1/4，所以折算到电压U上的分布电容为Z型绕法的1/4，分布电容下降十分明显。

可见，当层间电压差距越小、层数越多（每层匝数不变的情况下，每层匝数变少，层数变多会影响压差），总的分布电容越小。所以如果想进一步减小分布电容，可采用累进式绕法，如图4所示。

图4 累进式绕法

累进式绕法的压差极小，而储能与压差的平方成正比，因此分布电容会大大下降，但是制作工艺较为复杂。

以上所描述的都是层间电容，每一层不同匝之间也有匝间电容，部分网上资料说匝间电容可视为串联，所以可以忽略不计，而不同层的层间电容则是并联，所以只看层间电容即可。这个说法是说不通的，从能量的角度看，匝间电容的储能也是相加的，这个角度看匝间电容也是要并联处理，举个极端例子，变压器绕一层十匝的分布电容难道会比绕十层一匝的分布电容低吗？匝间的分布电容可以忽略的原因与累进式绕法的原理比较类似，每匝的压差是固定且比较小，因此其分布电容的储能相较层间分布电容极小，基于此原因才可忽略不计。