Q 因子
Q Factor
別名：附加損耗因子、Additional loss factor
Q 因子是油浸變壓器熱點因子 H 的兩個組成之一（H = Q × S），用以估計繞組「附加損耗」（渦流損耗、雜散損耗）局部增加所致之平均繞組溫度梯度上升。Q 反映繞組內部電磁場非均勻造成熱點處附加損耗密度高於平均值之倍數。
白話說明
繞組的損耗不只是電阻發熱（I²R），還有導體內部的渦流、漏磁場感應的雜散損耗。這些「附加損耗」在繞組上不是均勻分布——邊緣、端部、靠近磁軛處特別集中。Q 因子就是量化「這些熱點處的附加損耗比平均值高多少倍」。
完整定義
用以估計因局部附加損耗增加所致之平均繞組溫度梯度上升之無因次因子。
標準原文 (Original Text)
Q factor: a dimensionless factor to estimate the increase of the average winding gradient due to the local increase of the additional loss
符號：Q。無因次。 「附加損耗」（additional loss）指繞組電阻損耗（I²R）之外的其他損耗——主要包括渦流損耗（eddy current loss）與雜散損耗（stray loss）。 繞組內部非均勻的電磁場導致熱點處附加損耗密度高於平均值，Q 即反映此局部差異。 關係：熱點因子 H = Q × S（§3.15）。 **Annex B（informative）熱點估算模型**： - §B.3.1 Core type 熱點方程式：Δθ_h = Δθ_o + H · g - Δθ_h：熱點繞組溫升（K） - Δθ_o：頂層油溫升（K） - g：繞組對液體平均溫度梯度（K）= Δθ_w - Δθ_om - H = Q · S：熱點因子（§3.15） - **Q 之物理意義**（§B.3.1 原文）：「factor Q relates to the additional loss and depends on the ratio between the specific loss in the region of the leakage flux concentration (top winding) and the average specific loss of the winding」 - **Q 之估算方法**： 1. 漏磁場計算（FEM 有限元素法）算出頂部繞組段之比損耗 / 平均比損耗之比值 2. 採用 Figure B.2 經驗曲線（僅適用於）： - 圓盤式或層式繞組之鐵芯型三相變壓器 - ≤ 150 MVA（單相機 ≤ 50 MVA） - 50 Hz - 短路阻抗 10% ~ 14% - Figure B.2 以額定容量與導體股高度 W 為輸入，給出 Q 值 - Note 1：對於電纜環氧導體，高度指單股尺寸 - **降低 Q 之設計手段**（Note 3, §B.3.1）：連續換位導體（Continuously Transposed Cable, CTC）可用於圓盤式繞組之頂部與底部以降低局部渦流損耗。 - **Shell type 變壓器**（§B.3.2）：因多股導線可依漏磁場分布逐 coil 調整截面避免渦流，H 值由製造商與買方於設計階段協議。
生活比喻
像麵包烤箱不是每個位置都同溫——離發熱管近的那側熱得比較快。Q 因子就是告訴你「熱源密度較高處」比「整體平均」高多少。
為何重要
Q 因子是變壓器設計階段的熱點預測關鍵輸入——設計軟體（如 Finite Element Method, FEM）會計算各繞組段的漏磁場分布、算出局部渦流損耗密度，再推出 Q。採用連續換位導體（CTC, Continuously Transposed Cable）或加入靜電環（electrostatic shield）可降低 Q。IEC 60076-2 Annex B 提供估算 Q 的經驗公式與試驗對比方法。
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