时间：2023-05-31 09:21:13
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇变压器工作原理，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
一、变压器、电流互感器与电压互感器工作原理
（一）变压器
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。
（二）电流互感器
电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器（以下简称电流互感器），它的工作原理和变压器相似。电流互感器的原理接线，如下图所示。
电流互感器的特点是：
（1）一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流.而与二次电流无关；
（2）电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。
电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比：
因为一次线圈额定电流I1n己标准化，二次线圈额定电流I2n统一为5（1或0.5）安，所以电流互感器额定互感比亦已标准化。kn还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的匝数比，即kn≈kN=N1/N2式中N1、N2为一、二线圈的匝数。
（三）电压互感器
电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。图为电磁式电压互感器原理接线图，电压互感器的特点是：（1）容量很小，类似一台小容量变压器；（2）二次侧负荷比较恒定，所接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很大，因此，在正常运行时，电压互感器接近于空载状态。电压互感器的一、二次线圈额定电压之比，称为电压互感器的额定电压比。即：kn=U1n/U2n
其中一次线圈额定电压U1n是电网的额定电压，且已标准化（如10，35，110，220，330千伏等），二次电压U2n，则统一定为100（或100/ ）伏，所以 kn也标准化。
二、三种故障讨论与危害
以上三种常用仪器在生活工业生产中经常用到。但由于时间长久或操作不当，电路事故也频频发生。下面来讨论一下以下三种故障的原因与危害：运行中的变压器副短路、运行中的电流互感器副边开路、运行中的电压互感器短路。
1、运行中的变压器副短路
变压器在运行中副边突然短路，多属于事故烦路.也称为突发短路。事故短路的原因多种多样，例如，对地短路、相间短路等等但是.不管是哪种原因造成的短路.对运行中的变压器都是非常有害的副边短路直接危及到变压器的寿命和安全运行。
特别是变压器一次侧接在容量较大的电网上时.如果保护设备不切断电源，一次侧仍能继续送电在这种情。况下.如不立即排除故障或切断电源，变压器将币砂决被烧毁这是因为当变压器副边短路时.将产生一个高于其额定电流20～30倍的短路电流。根据磁式平衡式可知.副边电流是与原边电流反相的.副边电流对原边电流主磁通起去磁作用.由于电磁的惯性原理一次侧要保持主磁通不变.必然也将产生一个很大的电流来抵消副边短路电流的去磁作用，这样，就使两种因素的大电流汇集在一起，作用在变压器的铁芯和绕组上，在变压器中将产生一个很大的电磁力，这个电磁力作用在绕组上，可以使变压器绕组发生严重的畸变或崩裂。另外这也会产生高出其允许温升儿倍的温度.致使变压器在很短的时间内被烧毁。
2、运行中的电流互感器副边开路
电流互感器副边不许开路运行。因为接在电流互感器副线圈上的仪表线圈的阻抗很小，相当于在副线圈短路状态下运行。互感器副线圈端子上电压只有几伏。因而铁芯中的磁通量是很小的。原线圈磁动势虽然可达到几百安或上千安匝或更大。但是大部分被短路副线圈所建立的去磁磁动势所抵消，只剩下很小一部分作为铁芯的励磁磁动势以建立铁芯中的磁通。如果在运行中时副线圈断开，副边电流等于零，那么起去磁作用的磁动势消失，而原边的磁动势不变，原边被测电流全部成为励磁电流，这将使铁芯中磁通量急剧，铁芯严重发热以致烧坏线圈绝缘，或使高压侧对地短路。另外副线圈开路会感应出很高的电压，这对仪表和操作人员是很危险的所以电流互感器二次侧不许断开。
也就是说电流互感器的原理就是根据变压器的原理来的。绕线数和电流成比例的关系制成的电流互感器。工作时候因为电流互感产生磁场的原理 副边有电压产生。工作的时候互感器副边侧接近短路，此时能产生安培级的电流。电流互感器运行时，副边不允许开路。因为一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。
3、运行中的电压互感器短路
正常运行时，由于二次负载是一些仪表和继电器的电压线圈阻抗大，基本上相当于变压器的空载状态，互感器本身通过的电流很小，它的大小决定于二次负载阻抗的大小，由于 PT 本身阻抗小，容量又不大，当互感器二次发生短路，二次电流很大，二次保险熔断影响到仪表的正确指示和保护的正常工作，当保险容量选择不当，二次发生短路保险不能熔断时，则 PT 极易被烧坏。
电压互感器二次侧线圈匝数比一次侧线圈匝数要少，但线径较大，根据变压器原理，一旦二次侧短路，势必在二次侧引起很大的短路电流，会造成互感器烧毁。因此，在电压互感器二次侧必须装设保险丝防止其短路。而电流互感器正好相反，它的二次侧是严禁开路，因为一旦开路会在二次侧感应出高电压，造成不安全。
关键词：变压器 有载分接开关 结构 原理
1.前言
切换和连接变压器分接抽头的装置就叫做分接开关，变压器就是通过改变分接绕组抽头位置来进行调压功能。分接开关又叫做调压开关，主要分为有载分接开关和无载分接开关两种。切换分接抽头时，无载分接开关一定要把变压器从电网中去除，因此称为无载调压，进行不带电切换调压，其调压范围比较小，不能随时进行调压，并且一定要停电才能进行调压，停电时间持续比较长。使用无载分接开关有可能影响生产工作，因此它只能适用于供电质量要求不高、停电调压切换档位的生产场所。有载分接开关是无载分接开关的进一步发展，属于分级调压类型。切换分接抽头时，有载分接开关不像无载分接开关那样必须从电力网上去除变压器，所以称为有载分接开关，进行带负载切换调压，这种调压方式调压范围比无载调压要大很多，并且可以随时进行调压，可调性强，调压速度非常快，深受广大用户的喜爱。因此，研究和分析变压器有载分接开关的结构和原理具有十分重要的意义。
2.变压器有载分接开关的作用
有载分接开关既可以进行手动操作，也可以进行电动操作，实现遥控电动操作，有利于进行自动化管理。变压器有载分接开关的作用主要体现在以下几个方面：
（1）使用变压器有载分接开关可以有效稳定各负载中心的电力网电压，从而从整体上提高供电质量，改善电网运行情况；
（2）使用变压器有载分接开关可以提高整体系统的稳定性，进而避免造成大面积停电事故和出现电网电压崩溃现象，从而进一步影响变压器的使用寿命，危害人身安全，不利于电网的安全经济运行；
（3）使用变压器有载分接开关可以节约能源，保护环境。由于变压器的空载损耗很大，和额定电压的平方成正比。因此可以更有效地实现节能目的，维持额定电压，确保变电器的正常运行。
3.变压器有载分接开关的调整原则和基本工作原理
3.1 变压器有载分接开关的调整原则
变压器有载分接开关可以改变一次绕组的匝数，进而调整变压器电压，维持二次输出的正常电压，确保其稳定不变。当外电来电端电压升高时，变压器有载分接开关就会将额定电压调整为较高档位；如果外电来电端电压降低，就会调整为最低的档位，也就是实行“高往高调、低往低调”的策略。变压器有载分接开关常常会出现连动故障、拒动故障、越限故障和局部放电等故障，当出现故障时，一定要及时采取相应的措施进行调整，加强变压器有载分接开关的维护，及时对油枕进行检查，有效安装继电器，进而利于安全放气，确保有载分接开关的电动控制准确和各接线的良好接触，在控制回路上设置电流闭锁装置，按时巡逻检查，将各元件调整到位，清除变压器有载分接开关中的杂物。
3.2 变压器有载分接开关的基本工作原理
在理想状态下，单相变压器的二次绕组匝数与二次绕组匝数和一次绕组电压成正比例关系，和一次绕组匝数成反比例关系。当二次绕组匝数不变时，增加一次绕组电压，要想使二次绕组电压不变，就必须增加一次绕组匝数，变压器有载分接开关就依据这一原理进行工作的。由于高压绕组套在外面，方便引出分接头，并且高压电流小，分接开关载流界面小，容易接触，因此，在高压绕组上可以抽出一些分接头，改变磁通量，在一侧进行调压。通过分接头开关就可以改变高压绕组匝数，把高压绕组上下段串联起来，从而实现调压功能。
每组绕组的分接头都接到了变压器有载分接开关的定触头上，开关主体的三个触头位于高压绕组的中心，最中间的是主通断触头，其触头片较长，两边的是辅助触头，串有限流电阻，接入三相绕组星点。在带负载的情况下，开关动作的辅助触头逐步接触长触头，流经限流电阻，并与分接头搭接，接入三相绕组星点。随着开关的继续工作，流经限流电阻，形成辅助触头，和长触头连接。主触头从分触头上连接分触头，完成一次切换过程，其中，最重要的是两辅助触头的分接相连。从整个过程中，可以看出两辅助触头进行了完全的配合，使主触头完成任务。同理，假如变压器来电端电压降低，只要操作反过来就行了，工作原理是相同的。
4.变压器有载分接开关的结构分析
变压器有载分接开关直接影响着电力系统的整体安全和电压质量，其机械结构复杂，操作频率高，在操作过程中，有时会出现一些异常情况。变压器有载分接开关主体是一个环氧玻璃丝缠绕的绝缘筒，在操作有载分接开关时，一定要将绝缘筒内灌满绝缘变压器油。其上端和头部电动传动相连，有24个定触头，每8个连接1个绕组，下端密封，与定触头位置相对应。变压器有载分接开关主要由快速传动机构、开关组件、油箱外壳、信号安全装置等四部分组成。
快速传动机构包括臂板、电动机、拉力弹簧、蜗轮和摆线针轮减速机、拐臂等部件。开关组件包括槽轮、过渡电阻、转臂、动静触头等。油箱外壳包括油枕、顶盖、筒底等。信号完全装置有位置指示盘、电气限位、压力释放阀、自动调控器、气体继电器等等。
5.结束语
综上所述，随着我国电力技术的迅猛发展，变压器有载分接开关无论是在设计上，还是在工艺上和材料上，都比较先进，运行可靠性和制作水平比较高，得到了广泛地应用，实现了技术创新，产品不断更新换代。因此，作为相关技术人员，更应该学习有关变压器有载分接开关结构和原理知识，不断提出新的技术要求，掌握先进的技术手段，控制每天的操作次数，提高变压器分接开关的使用性能，严格控制安装投运和调试验收，从建设抓起，不断总结和积累经验，严把质量关，做好变压器有载分接开关的维护工作，进而提高电压质量，改善电网运行情况，确保变压器的安全运行。
参考文献：
[1]陈玉成 徐震 陈玉.变压器有载分接开关的结构和原理分析[J].广播电视信息，2011，16（10）：145-147.
【关键词】绕组温度计；工作原理；测量方法
在变压器的运行过程中，绕组温度计主要起到对线圈绕组温度的全程监视的作用。绕组的温度会直接决定变压器的使用寿命，因为绝缘材料的温度和老化情况会直接受到绕组温度的影响，特别是线圈绕组最热部分的温度。通常变压器绕组的电位比较高，所以直接使用测温元件无法测出绕组的温度，针对这种情况，应该采用间接的方法来实现对变压器绕组的温度进行测量是一种可行性较强的方法。
1、变压器绕组温度计的工作原理
通常变压器在运行的过程中会有负载损耗产生，这就会引起电压器绕组发热，从负载损耗的公式中可以看出，绕组的发热和变压器电流的平方之间是成正比的。因为变压器的绕组是被绝缘油包围着的，所以用油的温度和变压器中通二次电流的电热元件的温度相加就可以将变压器的绕组温度测量出来。
绕组温度计是在一个油面温度计的基础上，又配备了一台电流匹配器以及一个电热元件，绕组温度计的原理图如图1所示。绕组温度计的工原理是在位于变压器油箱顶层的油孔内插入温度计传感器的温包，在变压器无负荷的时候绕组没有发热现象，这时温度表中显示出来的温度计就是变压器油的温度。如果变压器处在带负荷的运行状态中时，电流互感器输出的电流得到电流匹配器调整之后将会流经电热元件，这时电热元件将会发热。弹性元件在受到电热元件所产生热量的影响下，位移量将会变大。通常变压器的油温和负荷电流会共同决定弹性元件的位移大小，也就是说这两个因素都会给弹性元件的位移造成影响，所以在设计绕组温度计的时候，对于流经电热元件的电流所引起的温升进行了考虑，而流经电热元件的电流的温度增量正好和变压器被测绕组相对于油的温度升高的大小相似，所以变压器绕组温度计真正显示出来的温度就是变压器顶层油温和电热元件电流的温升的和，测出来变压器绕组最热部分的温度测量了出来，也就是变压器绕组的温度。
油孔也就是温度计座是筒形的，其位于变压器油箱的顶部具有导热功能但是和变压器油系统之间是隔离的。在使用的过程中首先在油孔内将感温油加满之后将温包插入，之后将温包取出来将少量的感温油抽吸出来，要保证温包杆的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再将温包放入感温油中同时使用螺纹将其固定住。这样可以确保油孔内的感温油可以发生膨胀并确保油孔就有良好的传热功能，这样可以保证测量温度的准确性。电流匹配器作为一种电流变化装置主要是提供电源给绕组温度计。电流匹配器的工作原理是由电流互感器输入的电流经过电流匹配器得到交换之后给绕组温度计内部的电热元件提供可调的电流，最终实现对变压器绕组最热部分的温度进行模拟。可以通过对电流匹配器线端的变化以及电位器和电热元件的分流比进行调整，即就是粗调和微调。电热元件作为整体测量设备的关键和核心元件，因为只有电热元件的发热特性能真实的将变压器绕组的发热特定反映出来，才能确保测量结果的准确性。
2、常用的绕组温度在线测量方法
通常情况下，变压器绕组温度的在线测量方法包括三类，分别是直接测量方法、间接计算法以及热模拟测量方法。
2.1直接测量方法
直接测量法通常是在制造时将测温元件埋设好，而且埋设点的多少和测量的准确度是成正比的，这种方法可以完成对变压器绕组温度的测量，三十维护维护起来很困难难度很大，而且维护需要的成本也极高。
2.2热模拟测量方法
该种测量方法因为在变压器上安装的用来测量温度的设备经过长期的使用测量精度将会降低，会差生较大的测量误差，也就是无法实现对变压器绕组温度进行准确的测量，所以会有很多的隐患，有些国家已经停止使用该种测量方法来对变压器绕组温度进行测量，在我国使用的也越来越少。
2.3间接计算方法
以负载导则热点计算公式为依据的间接计算法来实现对变压器绕组温度进行测量能保证极高的精确度，所以在目前作为一种经济、简单而且实用性较强的一种测量方法。该种方法主要是依据对变压器热模型进行假设，然后结合各个国家的经验以及相关的油浸式变压器负载导则中规定的标准将热点温升的计算公式导出来，进而实现对变压器绕组温度的计算，这种方法可以保证计算的精度，所以是一种实用性很强的测量方法，这种方法被使用的越来越广泛，相信在未来也会有着广阔的发展前景。
3、在使用绕组温度计时需要注意的问题
从上文的图1中可以看出，在绕组温度计中，微调电位器可能会出现接触不良的情况，因为该微调电位器在电路中主要是实现对元件的加热，起到了分流器的作用，如果被保护的变压器的油温温升比较小的时候，IS就比较小，这时微调电位器的分流量就比较大，更容易出现接触不良的现象，为了避免出现接触不良的情况，在使用绕组温度计的过程中需要注意的问题有：第一，在生产组装绕组温度计的时候要确保微调电位器的三只脚都焊接牢固，如果微调电位器的动触点出现了开路情况，另外的两只脚所形成的固定电子依然还能起到分流作用，可以在很大程度上对动触点的开路所造成的影响起到缓解作用；第二，为了有效减少微调电位器的调节量，实现动触点开路对绕阻温度计所造成的影响的缓解，需要将一个可投撤的固定电阻并联在微调电位器的旁边，同时要将一个固定的电阻串联在微调电位器的前面；第三，要对原跨线的整定规则进行修改，根据实际情况对电流匹配器的档位进行调整，以实现对微调电位器分流量的减少。在对跨线进行整定的时候，要进行具体问题具体分析，做到灵活的整定，以确保测量的准确性；第四，将表校完之后，在对变压器的温包进行恢复时要确保在油孔内注入一定量的油然后将保温包插入，要温包杆的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再将温包放入感温油中同时使用螺纹将其固定住，以免有雨水进入仪器而导致短路或者将电器回路烧坏。
关键词：主变保护电流瓦斯保护变压器
中图分类号： TM41 文献标识码： A 文章编号：
1关于主变保护的定义
主变指的是一个单位或者变电站的总降压变压器，其容量一般比较大。其他的变压器作为配电来使用，一般称为配电变压器，容量稍小。
关于主变的保护，作为主变压器，一般来说容量比较大，要求工作的可靠性较高。对于不同容量的变压器，所要求装设的保护类别也不尽相同。
2变压器的主保护
变压器的主保护主要由瓦斯保护和差动保护构成。
2.1瓦斯保护
2.1.1瓦斯保护定义 瓦斯保护：瓦斯保护是变压器油箱内绕组短路故障及异常的主要保护。其原理是：变压器内部故障时，在故障点产生有电弧的短路电流，造成油箱内局部过热并使变压器油分解，产生气体（瓦斯），进而造成喷油，冲击气体继电器，瓦斯保护动作。
2.1.2瓦斯保护工作原理
2.1.2瓦斯保护类型 瓦斯保护分轻瓦斯和重瓦斯两种，轻瓦斯保护作用于信号，重瓦斯保护作用于跳闸。重瓦斯保护是油箱内部故障的主保护，它能反映变压器内部的各种故障。当变压器组发生少数匝间短路时，虽然故障点的故障电流很大，但在差动保护中产生的差流可能不大，差动保护可能拒动，此时，靠重瓦斯保护切除故障。
2.1.3瓦斯保护的优点是不仅能反映变压器油箱内部的各种故障，而且还能反映差动保护所不能反映的不严重的匝间短路和铁心故障。此外，当变压器内部进入空气时也有所反映。瓦斯保护灵敏度高、结构简单、动作迅速， 其缺点是不能反映变压器外部故障(套管和引出线)，因此不能作为变压器各种故障的唯一保护。瓦斯保护抵抗外界干扰的性能较差，例如剧烈的震动就容易误动作。如果在安装瓦斯继电器时未能很好地解决防油问题或瓦斯继电器不能很好地防水，就有可能漏油腐蚀电缆绝缘或继电器进水而造成误动作。
2.2.变压器纵差保护
2.2.1变压器纵差构成原理
根据基尔霍夫第一定律，0=∑•I；式中∑•I表示变压器各侧电流的向量和，其物理意义是：变压器正常运行或外部故障时，若忽略励磁电流损耗及其他损耗，则流入变压器的电流等于流出变压器的电流。因此，纵差保护不应动作。
当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不计，则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流，其纵差保护动作，切除变压器。见变压器纵差保护原理接线。
2.2.2变压器纵差动保护的基本原理及逻辑图
A、变压器纵差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。
B、变压器纵差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。 例如如下所示的双绕组变压器
3.主变差动保护分析
在主变差动保护所用电流互感器选择时，除应选带有气隙的D级铁芯互感器外，还应适当地增大电流互感器变比，以降低短路电流倍数，这样可以有效削弱励磁涌流，减少差动回路中产生的不平衡电流，提高差动保护的灵敏度。这对避免保护区外故障，尤其是最严重的三相金属性短路而导致的主变差动保护误动作尤为有效。下面将通过实例进行分析：
实例：一台三相三绕组降压变压器，容量Se=40.5MVA，电压110±2×2.5%kV/35±2×2.5%kV/11kV，接线方式：Ydd11-11，变压器额定电流：213A/608A/2130A。主变差动保护采用BCH-2型差动继电器。
已确定110kV侧为基本侧。主变差动保护部分整定值如下(计算过程略)：
差动线圈的计算匝数：Wcd.js=6.3匝，实际匝数向下取整，取Wcd.js=6匝；
继电器的实际动作电流：Idz=10A；
灵敏度K1m=2.1。
该变电所曾发生10kV线路出线处因外力破坏导致三相金属性短路，10kV线路电流速断动作，相继引起主变差动保护误动作。我们初步分析因短路点离保护太近，又是最严重的三相金属性短路，短路电流极大，当外部故障切除，电压恢复时，出现数值很大的励磁涌流，从而使差动回路产生的不平衡电流大于整定电流值而导致主变差动保护误动作。但如果提高保护定值，如保护定值增大为11A，则灵敏度变小K1m=1.91＜2，不能满足灵敏度的要求。
经综合分析，认为采用BCH-2型具有速饱和变流差动继电器来避免励磁涌流存在一定缺陷。从励磁涌流的特性看，对三相变压器，电压恢复时，至少有两相出现程度不同的励磁涌流，即三相励磁涌流中可能有一相没有非周期分量，这时速饱和变流器将失去作用。分析保护定值，差动保护电流互感器变比选得有些偏低，且趋于饱和。这样当发生最严重的三相金属性短路时，电流互感器因饱和其误差增大，不但增大不平衡电流，而且使电流互感器严重过载。而增大电流互感器变比，可降低短路电流倍数，减少差动回路中的不平衡电流，因而能有效地削弱励磁涌流和区外故障产生的不平衡电流。
关键词：漏磁变压器原理设计
1引言
漏磁变压器用于负载急剧变化而又要求逐步趋于稳定状态的电子设备中，如荧光灯电源、离子泵电源等设备。这一类负载表现为开始工作时阻抗较大，需要较高的瞬间电压；而当稳定工作时，负载阻抗较小，需将负载电流限制在允许值内，以使其能正常工作。
2工作原理
漏磁变压器的等效电路如图1所示。当变压器开始工作时，由于负载RLXS，可知U2≈E2，漏抗压降US很小；而当稳定工作后，负载RL下降，负载压降下降，漏抗压降US上升，趋于允许的限定值。
由漏磁变压器的工作原理，可知漏抗的选择是设计的重点。同时，负载性质会对变压器的工作状态产生影响；对于阻抗大小相同，性质不同的负载，漏抗的选择是不同的，需根据具体情况进行分析。
3无磁分路的漏磁变压器设计
3.1视在功率PH
PH=U20I2H(W)（1）
式中：U20为变压器输出空载电压(V)；
I2H为变压器负载电流(A)。当变压器长期工作时，I2H为额定负载电流；当变压器断续工作时，I2H=I2（2）
式中：I2为断续工作时负载电流(A)；
D为暂载率。
3.2铁心尺寸选择C型铁心,铁心截面积SC≈0.8(cm2)；E型铁心,铁心截面积SC≈(cm2)；可套用标准铁心，也可根据经验选择尺寸。
3.3绕组匝数与线径
1）匝数
设N1为初级绕组匝数，N2为次级绕组匝数，则N1=（3）N2=（4）
式中：U1为输入电压（V）；
B0为空载磁感应强度（T）；
f为电源频率（Hz）。
空载磁感应强度B0的取值一般比饱和磁感应强度低得多；因为漏感LS与绕组匝数的平方成正比，绕组匝数与空载磁感应强度B0成反比，较低的空载磁感应强度B0可获得较高的漏抗。
图1漏磁变压器等效电路图
图2E型变压器外型
图3C型变压器外型
图4有磁分路漏磁变压器的磁路计算图
2）线径
设初级绕组线径为d1，次级绕组线径为d2，则d1=1.13(cm)（5）d2=1.13(cm)（6）
式中：n为变压器变比N1/N2；
j为电流密度（A/cm2）。如功率相当的普通电源变压器空载磁感应强度为B01，电流密度为j1，漏磁变压器的空载磁感应强度为B0，则漏磁变压器的电流密度可按j=j1估算。
E型及C型变压器的外型如图2及图3所示。
3.4漏抗计算漏感LS=10－8(H)（7）其中，lMCT=;hCT=
式中：δ为初、次级绕组之间的间隔距离（cm）；
A1，A2为初、次级绕组高度（cm）；
lM1，lM2为初、次级绕组平均匝长（cm）；
h1，h2为初、次级绕组厚度（cm）。
则漏抗XS=2πfLS（Ω）（8）
3.5负载电流核算I2H=(A)（9）
式中：E2为负载时变压器次级感应电压（V）；
r2为变压器次级直流铜阻（Ω）；
RL为变压器稳定负载电阻（Ω）；
XL为变压器负载电抗（Ω）。
36参数调整方法
1）结构调整
降低绕组高度，增加绕组厚度，增大初级与次级绕组之间的间隔距离均能增大漏抗；反之，可减小漏抗。
2）圈数调整
增加圈数可增大漏抗；反之，可减小漏抗。
4有磁分路的漏磁变压器设计
41磁分路截面积的确定
1）初级磁通Φ1、次级磁通Φ2的确定
图4为有磁分路的漏磁变压器的磁路计算图。Φ1=(Wb)（10）Φ2=(Wb)（11）
2）磁分路截面积的确定
磁分路截面积的选择以磁分路磁感应强度Bδ小于铁芯饱和磁感应强度为原则，一般可取Bδ≈B0；截面积由下式确定Sδ=(m2)（12）
42磁分路气隙的确定
在图4中，因为磁阻Rm2、Rm3Rδ，所以可认为降落在气隙上的磁压等于次级绕组的磁势。则磁分路气隙lδ可由下式确定lδ=(m)（13）
因为气隙周围漏磁的存在，实际lδ应取稍大一些。
5结语
电源类产品设计是否合理，主要看电源和负载是否匹配；因此负载特性的准确测量是设计的关键。在以往的漏磁变压器设计中，有些电路模型将负载简单地由电阻代替，是很不合理的。应测量出负载的特性曲线，找出工作点的参数，以此为依据，才能设计出较合理的产品。
参考文献
[1]徐安武.电感器件设计与计算[M].四川科技出版社,1985.
关键词：电厂；电气系统；设备调试
1 引言
在科技发展日新月异的二十一世纪，越来越多的新型设备投入电力生产中，这些设备与从前设备相比不只是外貌形态及设备体积的改变，更重要的是大部分设备都采用了新的工作原理，因此许多参数需要不断完善和提高，要利用新的方法对设备进行调试。从前的设备具有操作过程简单、容易进行现场操作的实效性优势，与从前相比而新的设备的机组容量明显增大，电压也有了显著地提高，所以随着电力技术的不断发展，必须采用新的试验方法来对装置进行试验，使新的试验方法实用化。
2 变压器一次通流试验
变压器一次通流试验的目的就是检验变压器高低压侧的TA变比，检查验证变压器差动保护TA二次接线的正确度、检查变压器保护定值整定的正确度，还可以检查出变压器的变比。试验要注意的一点就是选择的试验电源的容量要符合要求，在试验前需要通过试验电压的稳定性、核对变压器的额定参数来计算出变压器高低压侧短路的电流，并且通过高压侧短路电流来计算试验的容量大小与理论数字对比。
在以前的调试试验以及交接过程中，只在变压器的各项常规测试完成后检查对一次设备保护，开始变压器试验，并没有针对变压器一次通流试验作出明确具体的规定，在进行变压器一次通流试验之前务必要对二次设备进行一次彻底的检查，以确保顺利地进行变压器启动试验。为了正确的检测差动保护TA接线极性，变压器一次通流试验还需要使用仪器钳形相位表。当调试人员无法准确测出最小电流时，借助变压器进行一次通流试验，断开保护屏的端子位置的小电流回路，使用导线将其与回路串联，（要将导线缠绕成需要的圈数），再对电流进行测量的时候借助钳形相位表，只需要对所缠绕圈的电流进行测量。这种方法在理论层面上可以准确测量无限小的电流的大小。
3 电厂中压母线升压试验
在过去的电气设备调试试验中，既无法很好的保证设备的系统稳定性，也无法对中压母线系统的进行全面整体的调试，厂用中压母线及其二次设备运行的安全性安全对电厂的生产具有重要的意义，若电厂中压母线或者一次设备有运行问题出现，机组将会启动异常，严重时会损坏其他设备，导致其他设备瘫痪。就是厂用中压母线升压试验，就是适用于电厂中压母线需要采用新的试验方法。
中压母线的调试方法可以采用低压厂变中压母线模拟受电法和耐压设备厂用中压母线模拟受电法。在试验前要对试验设备进行彻底的检查，进行设备容量的选择和试验前的安全检查，在实验过程中严格控制受电范围，进行厂用中压母线升压试验主要目的在于检查中压母线一次设备各阶段的安装，检查中压母线的TV具有的回路，检查盘柜里面带电显示器指示数值的正确。采用三相调压器，参数大于一般的调压器，通过试验可以得到其实际的较为有效的空载损耗数据。
4 差动保护试验方法
众所周知，变压器、发电机的电气主保护为纵向电流差动保护，这一保护原理相对成熟，成功率高于其他保护原理，被广泛应用。常规的继电器保护、晶体管保护、微机保护等保护原理都使用从前的旧使用原理，没有新的创新和突破，实现此保护的硬件平台随着时代电子技术的发展在不断创新中有了重大的进步，使我们的日常操作更加简便、快捷、安全。
而微机型差动保护装置顺利实现各项保护功能和设备的正常运行，非常正确的采用了数字算法，数字算法便于维修养护、接线简单方便的特点，使数字算法这一方法在电力系统中广泛应用。现阶段变压器差动保护用的TA的接线方式是Y/Y，不同于电力系统的接线方式，电力系统中使用的都是11点的接线方式，这样会导致保护装置的两侧电流出现电压差，无法保证电力系统的正常运行，因此需要通过定值整定来把相位进行调整，保证生产的顺利进行。
5 继电器安全保护装置调试新方法
（1）一般性检查。为使装置能安全顺利的运行，需要加固一些松动的部件，以避免装置在长途运输中颠簸导致的松动；（2）保护出口、ECS以及FR信号联调。分别模拟保护动作信号，检查相应的出口回路，在ECS画面及FR上检查报警信号是否收到；（3）绝缘电阻测量。使用继电器安全保护装置之前，需要断开保护屏的端子排处，断开外部的回路及电缆，确认屏内无交流、直流电源引入，将电流、电压、直流控制信号回路的所有端子各自连接在一起；（4）逻辑检查。检查发电机保护出口逻辑是否正确，符合其设计要求后再使用。
6 电流互感器变比测试新方法
电力系统中使用的电流互感器具有隔离高压、按比例变换电流的作用。电流互感器把一次绕组的电流传递到电气上隔离的二次绕组，充分利用了电磁感应原理，保护自动装置与一次回路电流、电气测量、保证电能计量的电流信号具有准确比例。规程把电流互感器交接时现场变化检查试验列为重要试验项目。
电流互感器和变压器的工作原理都是一次绕组之间借助电磁感应来进行能量传递，两者工作原理大同小异。相异的地方就是电流互感器进行工作时是作为单独的电流源。试验不仅要对可能给电流互感器变比带来的误差的原因进行考虑、估算，更主要的是在试验之前要对线圈的匝数进行认真、细致的检查。电压法适用于现场试验，其特点就是所需要的设备很轻便，便于携带，尤其适用于对保护级的TA进行试验，电压法在实际测试中可以取代电流法。
7 同期装置的调试方法
外观及接线检查。同期装置应具有完整端正的外形，无损坏。
装置内部信号测试。链接测试电缆各航空插头与装置各航空插座作，利用装置内部独立的测试模块检测其信号强度。
装置外部信号检测。断开电源，断开测试电缆各航空插头与装置航空插头间的链接。
8 结语
在科学技术日新月异的二十一世纪，电气设备也有了大的跨越，更多新型的技术和设备不断投入生产，机组容量相比从前增大了许多，调试方法也亟需不断更新进步，来满足电力系统的进步，更好地完成电力工作。
参考文献：
关键词：高速动车组；牵引变压器；冷却性能
中图分类号：U266 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）29-0009-02
1 概述
我国高速铁路的蓬勃发展给高速列车的制造带来了机遇和挑战。目前以CRH3系列为代表的高速动车组已经奔驰在全国的高速铁路上，京津城际客运专线、武广客运专线为国产高速动车组提供了广阔的舞台。
目前，高速电动车组全部是动力分散式交流传动电动车组。在交流传动电动车组将电能转变为机械能这个能量转化和动力传递过程中，牵引变压器作为大功率的电气元件在工作中会产生大量的热损耗，引起电气部件温度升高，如果温度超过电气部件所能承受的范围，牵引变压器将不能正常工作，甚至会破坏电气部件的绝缘性能、引起着火等危险。因此，采用冷却性能良好的冷却系统将牵引变压器工作时散发的大量热量带走是非常必要的。文章对牵引变压器的热损耗进行了深入分析，阐述了CRH3型动车组牵引变压器冷却系统的构成及原理，通过拉通试验，在常态运行工况下CRH3型高速动车组牵引变压器的冷却系统的冷却性能完全能满足牵引变压器的散热要求，为新一代高速动车组牵引变压器冷却系统设备的研发设计提供了参考依据。
2 牵引变压器热损耗因素分析
牵引变压器在运行时由于产生热能而使设备发热，这些热能主要来自于空载损耗和负载损耗两个方面，变压器运行时发热的同时也在向外界散热，当发热量大于散热量时设备的各个部件的温度就会升高，当发热量与散热量相同时设备温度保持不变，当设备长时间处于发热量大于散热量工况时设备各部件会持续升温，这需要冷却装置的冷却性能足够强才能将设备的温升控制在允许的范围内。
牵引变压器是高速动车组的关键部件，其损耗主要有空载损耗和负载损耗，但是高速动车组所采用的牵引变压器是高漏抗、多绕组变压器，当采用饼式、分裂式绕组时，由于横向漏磁场大，油箱的损耗也较高。
3 冷却系统构成及原理
3.1 牵引变压器冷却系统构成
CRH3型高速动车组牵引变压器（TF）位于动车组TC02/TC07拖车的地板下，变压器冷却装置（CLF）在每个变压器的旁边。牵引变压器冷却系统包含过滤器、热交换器、油泵、冷却风扇、通风道、主要框架、带液位测量仪的补偿水箱和冷却剂等主要部件，过滤器包括入口过滤器和污垢粗过滤器及精过滤器。冷却系统的大部分冷却液和绝缘介质在变压器箱里，用作冷却和绝缘。当冷却液流过冷却器时，循环泵从变压器吸取热的冷却液。变压器系统配有膨胀箱，它位于TC02/TC07车的车顶，从而补偿因温度变化而产生的冷却剂量的变化。
3.2 牵引变压器冷却系统工作原理
CRH3型高速动车组牵引变压器采用强油风冷的冷却方式。它属于强迫油循环冷却方式。是采用在油箱周围安装强油风冷式冷却装置，它把变压器中的油，利用油泵打入油冷却装置中后再复回油箱，油冷却装置做成容易散热的特殊形状，利用风扇吹风把热量带走，使变压器油温度降低到设计要求的数值。在空气冷却式换热器中，被冷却的油是在封闭的管板通道内流动，空气则绕管板外侧流动。为了取得最大的冷却效益，通过介质循环泵和风扇使得冷却介质和空气以确定的速度和压力流动。
变压器副油箱与主油箱之间有联接通路，当变压器内因为温度升高或其他故障原因产生气体时，气体可以经过联接通路排到副油箱中，副油箱还可以在主油箱油量不足时提供补给。通过在副油箱上安装的可视液位检测仪来观察系统油量变化。
CRH3型高速动车组牵引变压器冷却方式将油的循环速度比自然对流时提高3倍，则变压器可增加容量30%。
4 冷却系统性能动态测试研究
4.1 任务表述
通过上面的描述可知，牵引变压器冷却系统的高温油是通过风机组的强制通风来降低温度的，在冷却系统工作过程中，为了促使热量的快速散发，CRH3高速动车组采用冷却风机来提高空气对流速度。而高速动车组随着列车运行速度的不断提高，列车表面负压也随之增大，随着列车表面负压的增大，新风难以从冷却系统新风风道入口处进入，此时风机的表面压力增大，空气流量减少，到了情况严重时，变压器会因过热而损坏。此外，当高速动车组以高速度通过隧道时也会造成列车表面压力的剧烈波动，这也将导致冷却风机运行环境的突变，从而对变压器的散热性能造成影响。CRH3主变压器油温随速度级增加而升高，变压器出口油温报警限制值约为95℃（380km/h），为了验证高运行速度下，尤其是在200km/h以上速度等级时高速动车组牵引变压器的冷却系统性能能否满足散热要求，在拉通试验中测量牵引变压器入口及出口油温来验证冷却系统性能是否满足要求，为新一代高速动车组牵引变压器冷却系统单元的设计提供参考依据。
4.2 实验及分析
在测试过程中，动车组处于广州南至西安北拉通试验运行工况下，最高运行速度300km/h，图1记录了TC车牵引变压器入口和出口油温随环境温度及列车速度变化曲线图，总结了在整个运行过程中TC车牵引变压器入口油温及出口油温的最高值。图2给出了在牵引变压器工作电压由交流440V变为220V时牵引变压器入口油温和出口油温随环境温度和列车速度变化曲线图及牵引变压器入口油温及出口油温的最高值。由这些统计数据表明主变压器各部件温度及受列车速度影响较大、随持续运营速度提高而升高、随持续运营速度降低而下降；另外，主变压器部件温度也与外部运营环境有关系。整个拉通实验中，牵引变压器各部件检测温度均正常，未出现异常高温报警，其温度检测值并没随运营距离增大而持续升高，各检测点最高温度均未超过牵引变压器预报警温度值。
5 结语
文章详细论述了牵引变压器的热损耗，阐述了CRH3型动车组牵引变压器冷却系统的构成及工作原理，通过广州南至西安北拉通试验，验证了在常态运行工况下CRH3型高速动车组牵引变压器的冷却系统的冷却性能完全能满足牵引变压器的散热需求，为新一代高速动车组牵引变压器冷却系统单元的设计提供参考依据。
参考文献
[1] 姜冬.高速动车组冷却技术及产品的现状和发展[J].
内燃机车，2011，23（2）.
[2] CRH3牵引系统培训资料[S].
作铺垫理解原理
想办法探究规律
自主的归纳总结 针对性解决问题 合理的引申外推 简单的基本应用 最后的课堂归纳【教学简案】教学目标1、 知识与技能目标:(1).知道变压器的基本构造.(2).理解变压器的工作原理.(3).探究并应用变压器的各种规律.2、 过程与方法目标:(1).初步掌握课题解决的思维程序步骤,即发现问题 形成课题 建立假说 检验论证 评价发展(2).培养学生的创造性思维过程、变式思维能力以及初步的观察、分析和概括能力；3、情感态度价值观目标:(1).培养学生对科学探究的向往与热情.(2).培养学生的创造态度、实事求是的科学态度以及面对挫折的健康心理、意志品质教学重点 变压器的工作原理和基本规律.教学难点 变压器的工作原理的理解和基本规律的探究. 教学媒体 变压器模型、学生电源、闭合铁芯、小灯泡、导线、投影仪等教学过程一、 引入新课 师生对话： 家庭用电一般是220V，我们听的录音机一般是几十伏或几伏，电视机高压包的电压达10000V以上，我们是怎样得到这些不同的电压的呢？二、进行新课：1、变压器的定义：用来改变交变电流电压的设备（由学生讨论回答）2、 变压器的构造：闭合铁芯、原线圈、副线圈（学生对变压器模型进行观察、总结，并在练习本上画出结构图。老师用投影机进行投影）3、 变压器的工作原理：原、副线圈中由交变电流引发的相互感应（由学过的电磁感应知识铺垫：如图所示,A、 线圈中通稳恒电流 B、原线圈中通线性变化电流 C、 原线圈中通线性变化电流问：副线圈中的感应电流的情况？）4、 变压器的基本规律：（1）电压规律：（提出问题：输出电压与什么因素有关呢？ 进行猜测：与线圈匝数有关 实验探究：变压器线圈两端的电压与匝数的关系A、学生进行实验设计 B、学生进行实验操作 C、学生进行数据处理 检验论证 评价发展）（2）功率关系：（3）电流规律：（由能量守衡定律引入“功率关系”，让学生根据“电压规律”和“功率关系”自行推导“电流规律”）三、理解应用例一：如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比N1：N2=4：1，当导体棒向右匀速切割磁感线时（只计导体棒电阻，其余电阻均不计），电流A1的示数是12毫安，则副线圈中A2的示数应该为：A、3毫安 B、48毫安 C、零 D、与R阻值有关解析：导体棒匀速切割磁感线，将产生稳定的感应电动势，产生稳恒的感应电流，也就产生不变的磁场，穿过副线圈的磁通量不发生变化，因此不会产生感应电流。引申：若导体棒匀加速切割磁感线会怎样呢？若导体棒以V=VM的速度切割磁感线又会怎样呢？例二：如图14-18所示是一个理想变压器,K为单刀双掷电键,P是滑动变阻器滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈上的电流强度,则( )A. 保持U1及P的位置不变,K由a合在b时,I1将增大B .保持P的位置及U1不变,K由b合在a时,R消耗的功率减小C .保持U1不变,K合在a处,使P上滑I1将增大D .保持P的位置不变,K合在a时,若U1增大,I1将增大解析：A、N1减小,N2、U1不变，则U2增大，I2 增大，I1增大B、N1减小,N2、U1不变，则U2增大，I2 增大，P增大C、U1、N1、N2、U2不变，R增大，I2 减小，I1减小D、N1、N2不变，U1增大，U2增大，R不变，I2 增大，I1增大 总结：对这类问题首先要搞清哪些是变量，哪些是不变量，搞清谁决定谁。匝数比和输入电压决定输出电压，输出功率决定输入功率。探究例题：图3是一个理想变压器的示意图，铁芯上有三个线圈，其中有两个副线圈。原副线圈的匝数比为N1:N2:N3=10:5:1。已知负载电阻R1=110欧R2=11欧。在原线圈N1上加220V的交变电压时，求通过三个线圈的电流分别是多少？图3请同学们分析以下解法是否正确？解：由变压器的电压关系式U1/U2=N1/N2得N2线圈的电压为：U2=U1*N2/N1=110V线圈N2中的电流I2为10A由电流关系式得I1=5A，I3=50A我的观点是：探究过程： 总结： [自我诊断] 1．正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上不一定相等的是 [
]A．电流的频率B．端电压的峰值C．电流的有效值D．电功率2．为了使理想变压器副线圈接上负载后输出的电功率变为原来的1/4，可采用的办法 [
]A．使输入电压U1减为原来的1/4B．使副线圈匝数n2增为原来的2倍C．使副线圈匝数n2减为原来的1/2D．使负载电阻阻值R减为原来的1/43、用一理想变压器向一负载R供电，如图5-27所示．当增大负载电阻R时，原线圈中的电流I1和副线圈中电流I2之间的关系是
[
]A．I2增大、I1也增大 B．I2增大、I1却减小C．I2减小、I1也减小 D．I2减小、I1却增大4、如图5-28所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，电键S断开，当S接通时，以下说法中正确的是
[
]A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大5、如图5-24所示，T为理想变压器，原线圈接在电压一定的正弦交流电源上，副线圈电路中接入三个电阻R1、R2、R3，各电表的电阻影响不计．当开关S合上时，各电表的示数变化情况是 [
]A．A1示数变大 C．V1示数变小B．A2示数变大 D．V2示数变大6、 如图5-25所示，一台有两个副线圈的变压器．原线圈匝数n1=1100，接入电压U1=220V的电路中．(1)要求在两组副线圈上分别得到电压U2=6V，U3=110V，它们的匝数n2、n3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6V、20W”、“110V、60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？ [拓展提高] 1、.(1995年上海高考题)如图14-19所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,开始时,开关S断开,当S接通时,以下说法中正确的是( )A. A. 副线圈两端M、N的输出电压减小B. B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压将增大C. C. 通过灯泡L1的电流减小D. D. 原线圈中的电流增大2、(1997年全国高考题)如图14-20(1)、(2)两电路中,当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时,测得c、d间与g、h间的电压均为110V,若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交流电压,则a、b间与e、f间的电压分别为( )A.220V,220V
B.220V,110V C.110V,110V D.220V,0V 变压器山东省沂源县第一中学 【教材依据】人民教育出版社课程标准实验教科书选修3—2【教学流程图】由实例引出定义
作铺垫理解原理
关键词：差动保护、同极性、差电流
变压器纵联差动保护（以下简称差动保护）是变压器保护的主保护之一，目前应用到的变压器差动保护主要有以DCD-2型（或BCH-2型）差动继电器组成的差动保护和比率差动保护。前者曾在微机综合自动化装置出现之前广泛使用，之后随着微机综自装置的普及逐渐被比率差动保护代替，但在一些35KV终端变电站和一些厂矿企业的变电站还可以经常见到。比率差动保护是变压器微机保护装置出现后被广泛采用的一种保护，它以其模块化、易整定、精度高、详尽的事件记录和自由方便的人机对话等优点代替了继电器式的差动保护。下面以在工作中遇到的实际问题简单比较分析以下这两种保护的异同之处。
1、躲过励磁涌流
变压器在正常运行时，其励磁电流很小，一般是变压器额定电流的1%左右，对差动保护工作没有多大影响。但是在一次系统电压扰动时，特别是空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，励磁电流会变得很大，甚至可达近十倍的额定电流，此时的励磁电流被称为励磁涌流，因励磁涌流不能传变至变压器二次侧，如不解决励磁涌流问题，变压器差动保护将无法工作。
DCD-2型（或BCH-2型）差动继电器采用速饱和变流器提高其躲过励磁涌流的能力。其原理是利用励磁涌流包含有很大的非周期分量这一特点与区内短路电流区分开。励磁涌流中大量的非周期分量使变流器铁芯迅速饱和。这样二次侧电流就大为减小，从而使差动保护对励磁涌流不敏感。
比率差动保护是利用励磁涌流中含有偶次谐波，这一区别于一般短路电流的特点直接闭锁差动保护。因此在微机型变压器差动保护中常用二次谐波制动的方法解除励磁涌流对此种差动保护的影响。其优点是：因为采用了二次谐波闭锁了差动保护，因此在计算比率差动保护最小动作值时，便可不考虑励磁涌流对保护装置的影响，而只需躲过最大负荷时的不平衡电流即可。这样就降低了差动保护的电流动作值，使得比率差动保护装置比DCD-2型（或BCH-2型）差动继电器构成的差动保护动作更加灵敏。其不足之处是：如果由于区内故障的短路电流特别大时，仍然会有一些谐波电流存在，这样就容易发生误闭锁的事件。因此必须有差动速断保护作为比率差动保护的辅助保护，这样即便由于短路电流过大出现误闭锁事件，也能够快速切除故障点。这样就要求差动速断保护范围不应超过比率差动保护的范围。因此对于单电源降压变压器来说差动速断保护应能可靠躲过低压侧母线处的短路电流。
2、差动平衡的调节
无论是哪一种变压器差动保护均有对消除励磁涌流，接线组别和区外故障不利影响的专门措施，对于其它影响差动回路不平衡电流的因素，都是通过“差动平衡调节”来消除其影响的。
DCD-2型（或BCH-2型）差动继电器都是通过合适选取两个平衡绕组的匝数使不平衡电流得到补偿。对于三卷变来说只要确定了基本侧和其匝数，将基本侧电流接入差动继电器的差动绕组，另外两侧分别接入两个平衡绕组通过计算整定两个平衡绕组的匝数使差动回路中的不平衡电流得到补偿，对于两卷变来说在确定了基本侧及其匝数后，基本侧可以接入差动绕组也可以接入平衡绕组，最终通过计算确定另一个平衡绕组的匝数来实现最终的平衡。
比率差动保护的平衡调节是给变压器各侧分别设置一个差动平衡调节系数，各侧的电流乘上各自的差动平衡调节系数后，代入差动保护的动作特性方程，即比率差动保护实际比较的是经过差动平衡调节后的各侧电流。
通过比较可以看出前者是通过计算平衡匝数进行差动平衡调节的。在实际工作中，平衡匝数必须取整数，这就意味着对于计算中出现的半匝情况，是不能使不平衡电流得到完全补偿的，而平衡系数就不需要非取整数，这就可以使不平衡电流得到完全补偿，从而提高了整个装置动作的可靠性。
3、工作原理上的不同
DCD-2型（BCH-2型）差动保护是通过差动绕组、平衡绕组、短路绕组在速饱和变流器中的合成磁通与继电器二次绕组的耦合来使差动保护正常工作的。
比率差动保护是以两侧（或三侧）电流相量之和作为动作电流，以两侧电流相量之差（或三侧中最大的电流）作为制动电流，代入动作特性方程。这样以来在区内故障时，相量之和（动作电流）最大，而相量之差（制动电流）最小；在区外故障时，相量之和（动作电流）最小，而相量之差（制动电流）最大。这就有效地区分了区内故障和区外故障，并且即使是在变压器有轻微故障时，也具有了较高的灵敏度。
4、二次接线与TA的极性
差动保护的TA极性必须接正确。无论是DCD-2型（BCH-2型）差动保护还是比率差动保护都要求变压器各侧TA同极性接入，即各侧TA的同名端都朝向母线或都朝向变压器。
5、结尾
本文通过分析常用的DCD-2型差动继电器和微机型比率差动保护工作原理的不同，提出了在使用中应注意事项，在现实工作中具有实际意义。■
参考文献
[1] 水利电力部电力生产司编.保护继电器检验第十九章.北京：水利电力出版社， 1977.
[2] 陈学庸. 电力工程电气设备手册电气二次部分. 北京：中国电力出版社，1996
作者简介：
【关键词】变压器；故障；检修；维护
变压器是电力系统中非常重要的一个设备，它可以传送功率、变化电压、隔离绝缘，在生产和生活中都是必不可少的。一旦变压器出了故障可以说对生产、生活以及安全用电都带来了巨大的影响。如何对变压器出现的故障作出准确的判断，并且能够对症下药，排除故障达到药到病除是一个非常重要的需要探究的问题，下面了结合本人的工作经验来谈一下本人的一些初浅认识。
一、变压器的常见检修项目
变压器整个设备不大，但是却有着非常复杂的构造。其中包含了很多的器件，每一个器件的损坏都会导致整个变压器不能正常运转。在变压器中需要大修的项目一般包括拆卸各附件吊芯或吊罩；油箱、套管、散热器、安全气道和油枕的检修；瓦斯断电器、测温计的检修及校验；高空瓷瓶清扫检查；全部密封垫的更换和组件试漏；净油器、呼吸器、油枕胶囊、压力释放器的检修等等。这些都是相对难度较大的检修项目。他们一旦出现了故障可以说要花费很大的人力和物力进行检修和维护。而且需要专业技术人员按照规范性的程序进行处理。在变压器的检修中也有一些小修的项目，如：外壳及阀门的清扫，处理渗漏油；清扫检查套管，校紧各套管接线螺栓；冷却器潜油泵、散热风扇的检修；取油样分析及套管、本体调整油位等等。这些检修项目相对来说容易一些，但是技 术人员绝不能掉以轻心。因为事无巨细，细节决定成败。即使是很小的细节也决定着变压器的正常运行。专业人员要了解变压器常出现的故障和需要检修的项目，这样在进行检修的时候才能够胸有成足，应对自如。
二、变压器修理前的准备工作
对于变压器的修理专业技术人员了解其工作原理和变压器本身的内部结构是一个最根本的要求。在进行检修工作之前，工作人员一定要做好准备，分析可能出现的问题，并且准备好维修中需要用到的各种材料和工具。同时联系好焊工、架子工、化学油处理人员等等可能会用到的工作人员，让其帮助做好各种配合工作。在进行检修之前应该进行断电，让变压器处于停止工作状态，并根据需要适时地进行调整。工作人员在修理的时候也要注意自己的衣着和其他的携带物，不要穿戴有很多饰品和花样的衣服，并且要保证安全就要不携带其他的小器械，避免因失误或遗忘而影响了变压器的检修工作。一切准备就绪，带着对于变压器的知识，带着熟练的技术和精通的技巧，并且轻装上阵，工作人员就可以开始进行检修工作了。当然，在检修过程中始终要牢记“安全第一”的信念。
三、变压器修理工艺流程和标准
变压器的检修如果是常见故障，专业技术人员应该一看就能够看出来，轻而易举地就会决绝问题。但是对于那些棘手的问题，专业技术人员可能也会感到头疼，无从下手。面对这样的问题，工作人员就可以对一些常见检修项目一一进行检测。例如一些常见的额定值是否正常：额定频率是不是50Hz，额定电压中高压绕组是不是535KV，低压绕组是不是27KV；相数是不是单相；联接组标号是不是三相组。其次是冷却器，包括冷却器的数量。接下来可以看看压力释放装置，释放压力是多少；无载分接开关的额定电流、分接级数、短路耐受性能等等。在不断地检修中，工作人员就会发现问题，并且解决问题。
针对变压器出现的问题进行解决都是有一定标准的，只有达到了标准，变压器存在的问题才能够顺利地被解决。这些标准也就是修好变压器的一个衡量准则。例如线圈的检修：线圈需要保持干净和无油污，这样才能保证线圈的正常运行。如果线圈中有金属杂物就会导致线圈的堵塞。同时在检修中要注意线圈是否有位移或变形，绝缘垫排列的是否整齐。只有排列整齐才能够保证良好的绝缘效果。在检查线圈的时候还要对绝缘老化程度进行鉴定。以及绝缘的标准就是绝缘富有弹性，色泽鲜艳，呈金黄色，用手指按压无残留变形。这样的绝缘效果是最好的，当然还有二级绝缘、三级绝缘和四季绝缘。四级绝缘就呈现出了严重脆化的现象，并且可以看到导线，这样的绝缘就不合格了。在变压器的检修过程中工作人员要严格按照标准来执行。引线的检修，铁芯及夹件的检修，导向冷却装置及油箱钟罩等等的检修都要达到标准。只要达到了标准才能够给人们带来方便和使用价值，才能够保证变压器运行的安全和顺畅。
四、科学合理处理方法
专业电力技术人员在检修过程中要注重采用科学合理的方法来进行操作和实践。方法得当才能够使检修工作顺利地开展和进行。具体采用何种方式来进行操作需要根据具体情况来定。例如变压器的油处理可以采用胶囊式油柜的注油。这种注油的方式也并不是唯一的，主要有两种方式。一种是进行胶囊排气：打开储油柜上不排气孔，有注油管将有注满油柜，直至气体孔出油，关闭注油管……也可以直接将变压器储油柜油位补至正常油位。专业技术人员可以根据自己的习惯来进行处理和检修。只要目的达到了，工作人员的方法有效即可。选择科学合理的方法有时会对变压器的检修带来快捷和方便，让工作顺利地开展。
总之，了解变压器的工作原理，具备专业的知识是进行变压器检修的基础和根本。在进行检修之前进行充分地准备和周密地计划，专业技术人员也要了解检修工艺的流程和标准，并且在具体的操作过程中采用合理的处理方法。用最短的时间把所处故障进行处理解决，把损失降到最低，同时给人们提供便利和安全用电。对于变压器的使用，工作人员要定期进行检修和维护，做到防患于未然，即使出现了故障也要把它消灭在萌芽状态中，给人们带来安全用电，并且延长变压器的寿命。
参考文献：
[1]吴同文，变压器运行与检修常见问题的分析[J] 黑龙江科技信息 2012.08
【关键词】城市轨道交通；直流供电；24脉波整流；谐波电流
0.前言
为了解决日益拥堵的城市，缓解交通压力，近年来国内的许多城市已经着手或即将开始建设城市轨道交通，提倡绿色出行。直流牵引供电系统作为列车唯一的动力来源，其安全可靠性直接影响着整个城市轨道交通系统的稳定性。典型的城市轨道交通供电系统分为主变电站、牵引降压混合变电所、降压变电所和跟随所。只有牵引降压混合变电所才提供直流，其中整流变压器和大功率整流器是直流供电系统中的重要设备，本文对它们的工作原理、结构特性和运行方式进行分析，是对直流牵引供电系统的故障机理进行深入研究的基础。
整流机组采用三相全波桥式整流技术，运行过程中不可避免的会产生大量高次谐波。从而对城市电网造成污染。为了减少这一不利影响，目前我国新建的轨道交通项目均采用24脉波整流技术。本文首先介绍整流变压器的结构和24脉波整流机组的接线方式，然后采用Matlab仿真工具箱搭建轨道交通使用的24脉波整流机组仿真模型，进而研究整流机组的运行工况和理想状态下的整流特性。
1.24脉波整流机组
1.1 典型整流变压器
图1 移相+7.5°原理图
图2 移相-7.5°原理图
城市轨道交通供电系统根据工程概况，通常采用的系统电压等级为AC 35KV和AC 10KV两种。整流变压器是一种特种变压器，变压器的元边采用延边三角形进行移相，一台移相+7.5°，另一台移相-7.5°。变压器的次边有两个绕组，一组采用星形接线，另一组则采用三角形接线，两次边绕组线电压相差30 °，经三相全波整流，在直流侧两变压器二次侧并联运行，组成2*12相的整流系统，共24脉波。由于此时整流变压器低压绕组采用轴向双分裂结构，减少了两者间的相互干扰，因此桥间一般不再加设平衡电抗。主绕组电压、移相绕组电压和电网电压之间的关系满足正弦定理。如下图1、图2所示，分别是采用延边三角形移相±7.5°的整流变压器的网侧绕组接线。
整流变压器的典型接线中阀侧绕组采用三角形（D）和星型接法（Y），两次边绕组的电压比为，若电压比差过大会造成两个绕组电压不均匀而使变压器局部过热，导致变压器的烧毁。
1.2 整流机组结构
图3 24脉波整流机组模型
图4 网侧A相电压与电流波形图
城市轨道牵引供电系统由2台12脉波整流机组并联运行。每台整流机组由1台三相三绕组变压器和2台全波整流器构成。谐波次数与整流脉波的关系为Q = 6M*P±1。式中Q为谐波次数、P为整流脉波数、M为正整数（1，2，3，4…）。可见，整流脉波数越大，相应的谐波含量越少，从而对供电系统的不利就越小，相应的功率因数越高。根据某城市轨道交通整流机组的参数进行建模，整流变压器额定容量为2500kVA，一次侧电压为35kV，二次侧电压为1180V，额定直流电压1500V，模型如图3所示。得到35 kV网侧电压和电流波形如图4所示。直流输出电压仿真结果如图5所示。
图5 直流侧输出电压波形图
2.谐波电流含量分析
整流机组产生谐波电流主要是因为网侧绕组移相角a的误差和整流机组2台变压器负荷的不平衡引起的。
由正弦定理可知，要满足移相角a = 7.5°，就必须使网侧绕组的外延匝数与原绕组匝数之比满足下式：
而SIN 7.5°/SIN 22.5°不是整数，从而造成误差。而且整流机组的每台整流变压器都是一台12脉波整流系统。在实际中，由于绕组匝数必须是整数，由此引起的误差就会导致负荷的不平衡。
3.结论
本文对城市轨道交通直流牵引供电系统中的24脉波整流机组中的接线和结构进行分析。利用Matlab仿真工具箱搭建仿真模型。最后对整流机组引起网侧谐波电流的原因进行了分析。
参考文献：
[1] 谢方.城市轨道交通直流供电整流机组研究[D].西南交通大学硕士毕业论文，2009.
关键词： 高中物理; 变压器; 教学;
引言:
变压器属于教学中的重点内容,也是考试命题中的热点,通过对变压器变压原理、变压比、变流比等方面进行分析,在减轻学生学习压力的基础上理解重点知识。因此教师需要及时与其他教师进行互动,学习其他教师的成功经验,确保变压器教学的顺利开展。
一、高中物理教学开展变压器教学的意义
变压器属于日常生活中比较常见的器件,而相关的知识点也是高中物理教学中学生必须要掌握的内容之一。所以在教育中教师需要针对教材进行全面分析,掌握学生具体学习情况,找准教育重点与要点,在做好全面解析与分析的基础上设计出适合的教育流程。教师通过运用多媒体技术为学生提供日常生活中常见的变压器,在坚持循序渐进原则的基础上让学生感受到变压器模型的形成过程,在参与教具自制的基础上在产生学习兴趣,逐渐形成认知冲突,从而加深对变压器的理解与认识。开展物理实验的目的就是要激发学生学习兴趣,让学生在掌握知识点的基础上来理解物理知识。因此教师需要结合教材内容,找出与生活之间的结合点,实现理论与实践知识的融合,在启发学生思维的同时理解变压器内容。由于教学对象是高中阶段的学生,所以教师可以借助实验的方式帮助学生理解变压器的原理知识、副线圈电压、匝数之间的关系,在观察变压器的基础上明确其作用。利用这一教学活动,能够帮助学生认识到电磁感应现象在日常生活中的运用情况,同时也可以认识到变压器本身属于交流电路中比较常见的设备,同时也是完成远距离输送交变电流中的装置之一。对于高中阶段的学生来讲,在学习变压器知识以前已经掌握了电流磁效应、电磁感应定律、自感现象等知识,也对交变电流特点形成了初步的认识。所以在开展变压器教学时,应当针对知识点进行全面分析,帮助学生巩固已经学习过的知识点,将相关知识点串联在一起,从而实现培养学生逻辑性学习思维的目标。从心理学上来讲,高中阶段的学生有着较强的求知欲,对于日常生活紧密联系的内容有着浓厚的兴趣,而变压器又是日常生活中比较常见的器件,所以教师需要从激发学生学习兴趣入手,转变传统教育模式中的不足,培养学生的思维发散能力。所以教师需要做好演示实验研究工作,利用生活中的变压器来吸引学生。教师只有发挥出自身的指导作用,才能激发学生学习主动性,让学生对变压器知识产生出浓厚的兴趣。但是从另一层面来讲,高中阶段的学生在知识基础、心理特点等方面还存在着一定的不足,所以教师应当主动观察学生,掌握学生的认知情况,在做好教育设计与分析的基础上提升教学质量,以此来实现教育目标。当学生的科学思维能力存在不足时,很容易在学习中出现难以理解等问题,所以教师需要做好知识点讲解工作,在做好讲懂、讲透的基础上来帮助学生理解知识,掌握共识推导方法[1]。
二、高中物理中变压器教学措施
(一)做好教学设计
首先,针对教材内容进行分析,找准教育重点,保证教学编排的合理性。通过对课程标准进行分析,在掌握实际情况的基础上从改变交流电压入手,顺势引入改变交变电压设备变压器,从而将学生带入到学习活动中。在实验中可以与学生一起利用可拆变压器,掌握变压器组成,帮助学生理解变压器符号、工作原理,探索出变压器电压与匝数之间的关系,理解理想变压器、升压变压器、降压变压器。只有讲述变压器在工作中所发生的能量损耗与理想变压器中电流、匝数之间的关系,才能让学生更好的理解这一知识。其次,做好教学内容处理。在课堂教学中教师需要从补充、完善等方面入手,做好教育内容补充工作。但是在研究中发现,由于教材中并未明确指出互感现象概念知识,使得学生很容易出现理解问题。因此为了帮助学生加深对互感现象的理解,就可以将多媒体技术引入到课堂教学中,在结合动画的基础上帮助学生理解互感现象。在课堂中教师还要运用法拉第电磁感应定律推导理想变压器的基本规律,由于教材中并未过多提及这一内容,而这一知识又是考试中比较重要的知识点,所以教师就可以与学生一起进行知识推导,帮助学生掌握远距离输电的问题[2]。最后,突出教学重点与难点。在变压器教学中应当引导学生从理论角度推导出变压器原、副线圈两端电压与匝数之间的关系,所以教师就可以引导学生针对这一部分进行探究,帮助学生解决难点与重点。在教育改革背景下,就要从培养学生核心素养入手,在整合教育目标的基础上更新教育观念,加深对变压器构造、工作原理、互感现象等之间的关系。在培养学生科学思维时,可以利用可拆变压器构造进行分析,在理解变压器结构模型的基础上来加深对知识的认识,逐渐推导其中的关系。在科学探究中则需要针对变压器的利弊进行分析,明确变压器在日常生活中的运用情况,让学生感受到物理知识与生活之间的联系,从而逐渐提升学生的物理学习意识与能力。
(二)掌握变压器原理
对于变压器来讲,其原、副线圈有着共同的铁芯,而这也就造成了穿过的磁通量、以及其变化时刻也是完全一致的,加之变压器原、副线圈中存在着交变电流出现互感现象,所以也就造成了电能可以借助磁场从原线圈转移到副线圈中。由于原线圈、副线圈中电流所产生的磁通量是一样的,所以线圈的每匝产生的感应电动势也是相等的。因此在教学中就可以组织学生针对变压器工作原理进行分析,并引导学生针对公式进行推导得出:E1=n1,E2=n2从而得出=通过这一过程,能够培养学生的自感现象,掌握原线圈中感应电动势E1阻碍电流变化的作用,与加载原线圈两端中的电压U1的作用是相反的,且在电阻方面也是相对较小的,所以也就出现了E1=U1并得到在这一教育模式下,能够让学生参与到公式推导中去,同时也可以让学生从能量的层面来理解变压器知识,认识到变压器并不能够产生出电能,而是在交变磁场中完成电能传输的[3]。
(三)加深对变压器的理解
首先,变压器能够完成交流电工作,且对于一般的直流电来讲也可以进行工作。在高中物理变压器教学时,应当让学生认识到变压器并不单纯是开展交流电工作的,对于一般直流电也能够开展相应的工作。所以在变压器原线圈中连接交流电时,铁芯很容易产生出变化磁场,而对于副线圈来讲,则可以产生出感生电动势,达到对外供电要求。因此教师需要着重向学生展示这一内容,让学生认识到在变压器原线圈中引入一般直流电以后,虽然脉动直流电方向上并未发生相应的变化,但是从大小上来讲却会发生相应的变化,造成副线圈可以产生感生电动势,达到对外进行供电的目标,且对于这一电流来讲属于交流电。当出现特殊直流电时,因电流大小、方向等是固定不变的,且磁场也是比较稳定的,所以副线圈中的磁通量并未发生相应的变化,从而也就没有感生电动势的出现,难以实现对外供电要求,且变压器也不会进行工作。
其次,变压器并不能够对交流电中的表征量进行改变。对于变压器来讲,利用转变交流电的最大值等,能够提升其运用效果。但是也应当要明确的是,由于原线圈、副线圈中所存在的电流是相同的,所以副线圈中所发生的感应电动势所产生的变化也是一样的,从而也就那奴役转变交流电周期、频率等方面。如当周期为正弦交流电,且为0.02秒且频率为50赫兹时,受到变压器变压的影响,所输出的波形依然为正弦波,同时也是交流电周期,在频率上与输出前一致[4]。
最后,明确变压器在工作状态是原线圈并不是短路。当变压器处于正常工作状态时,原线圈直接连接交流电源两侧,虽然在直流电阻上相对较小,但是在接入到交流电以后,很容易产生出感抗,从而对交流电产生了阻碍,而这也就等同于在原线圈中增加了负载。对于感抗来讲,其实就是原线圈接入到变化的交流电时,受到其自感作用的影响,会产生出自感电动势,而这也势必会对电路中的电流变化产生出直接的影响,造成电路中难以出现过高电流,避免了短路的出现。
(四)完善教学过程
在开展变压器教学时,应当做好各个环节划分工作,确保时间上的合理性,同时在各个环节中应当加强教师与学生之间的互动,利用问题来吸引学生,启发学生的物理思维,让学生在参与推导的基础上动手实践,掌握知识点。第一、做好引入工作。在课堂教学中教师需要组织学生针对电器的额定电压进行分析,并针对电气额定电压、家庭电路电压之间的区别进行分析,在提出问题的基础上顺势引入变压器知识。设计这一部分的目的就是要让学生在动手操作中认识到生活中的电气额定电压并不都是220V以此来让学生认识到变压器对生活的影响与意义,从而产生出疑问;第二、观察结果主动思考,通过展示相关的图片与道具,让学生在观察变压器结构的基础上形成初步认识。在这一环节中学生能够在已有知识的基础上进行深入思考,为后偶徐的认知冲突提供支持;第三、进行对比实验,做好观察与分析。通过组织学生进行变压器仪器自制,在验证猜想的基础上启发学生的思维,让学生找出灯泡发亮的方法,探讨在开关闭合的瞬间灯泡出现闪亮的原因。在这一环节中由于教学直观性较强,能够帮助学生曝保持注意力的高度集中,同时也可以结合已经掌握的知识点,针对交变电流特点进行分析,找出灯泡常亮的方法,培养学生的科学思维能力;第四、进行实验探究,做好归纳与总结。在这一环节中教师需要让学生认识到变压器其实就是转变交变电压的设备,从而理解变压器原线圈、副线圈电压比的影响因素。通过分析误差原因,在保持学生注意力集中的基础上引入理想变压器;第四、得出最终结论。借助法拉第电磁感应定律能够帮助学生进一步理解理想变压器中电压与匝数之间存在的关系,从而也就可以得出最终的结果,在实验与探究中掌握变压器知识[5]。
结束语
综上所述,在高中物理教学中开展变压器教学就需要从具体情况出发,做好教学设计与研究工作,在帮助学生掌握物理基础知识的同时掌握变压器电压关系,同时也可以理顺电磁感应原理知识,明确电流关系等。教师也要给学生提供继续探索机会,鼓励学生之间进行互动,在参与实验的同时理解变压器知识点。
参考文献
[1]许耀平、宋白珂.高中物理教学中有关变压器的讨论[J].中学教学参考,2017,(06):49-50.
[2]魏致远.对“变压器”教学的思考[J].中学物理教学参考,2003,(05):14-15.
[3]李卫志.关于“变压器”难点教学的反思[J].物理教师:高中版,2005,(09):67-67.
