時(shí)間：2023-05-31 09:21:13
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變壓器工作原理，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
一、變壓器、電流互感器與電壓互感器工作原理
（一）變壓器
變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電變壓器原理圖流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。在發(fā)電機(jī)中，不管是線圈運(yùn)動(dòng)通過磁場(chǎng)或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)通過固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢(shì)，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動(dòng)，這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓，電流和阻抗的器件。
（二）電流互感器
電力系統(tǒng)中廣泛采用的是電磁式電流互感器（以下簡(jiǎn)稱電流互感器），它的工作原理和變壓器相似。電流互感器的原理接線，如下圖所示。
電流互感器的特點(diǎn)是：
（1）一次線圈串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流.而與二次電流無關(guān)；
（2）電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。
電流互感器一、二次額定電流之比，稱為電流互感器的額定互感比：
因?yàn)橐淮尉€圈額定電流I1n己標(biāo)準(zhǔn)化，二次線圈額定電流I2n統(tǒng)一為5（1或0.5）安，所以電流互感器額定互感比亦已標(biāo)準(zhǔn)化。kn還可以近似地表示為互感器一、二次線圈的匝數(shù)比，即kn≈kN=N1/N2式中N1、N2為一、二線圈的匝數(shù)。
（三）電壓互感器
電磁式電壓互感器的工作原理和變壓器相同。圖為電磁式電壓互感器原理接線圖，電壓互感器的特點(diǎn)是：（1）容量很小，類似一臺(tái)小容量變壓器；（2）二次側(cè)負(fù)荷比較恒定，所接測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈阻抗很大，因此，在正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器接近于空載狀態(tài)。電壓互感器的一、二次線圈額定電壓之比，稱為電壓互感器的額定電壓比。即：kn=U1n/U2n
其中一次線圈額定電壓U1n是電網(wǎng)的額定電壓，且已標(biāo)準(zhǔn)化（如10，35，110，220，330千伏等），二次電壓U2n，則統(tǒng)一定為100（或100/ ）伏，所以 kn也標(biāo)準(zhǔn)化。
二、三種故障討論與危害
以上三種常用儀器在生活工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到。但由于時(shí)間長(zhǎng)久或操作不當(dāng)，電路事故也頻頻發(fā)生。下面來討論一下以下三種故障的原因與危害：運(yùn)行中的變壓器副短路、運(yùn)行中的電流互感器副邊開路、運(yùn)行中的電壓互感器短路。
1、運(yùn)行中的變壓器副短路
變壓器在運(yùn)行中副邊突然短路，多屬于事故煩路.也稱為突發(fā)短路。事故短路的原因多種多樣，例如，對(duì)地短路、相間短路等等但是.不管是哪種原因造成的短路.對(duì)運(yùn)行中的變壓器都是非常有害的副邊短路直接危及到變壓器的壽命和安全運(yùn)行。
特別是變壓器一次側(cè)接在容量較大的電網(wǎng)上時(shí).如果保護(hù)設(shè)備不切斷電源，一次側(cè)仍能繼續(xù)送電在這種情。況下.如不立即排除故障或切斷電源，變壓器將幣砂決被燒毀這是因?yàn)楫?dāng)變壓器副邊短路時(shí).將產(chǎn)生一個(gè)高于其額定電流20～30倍的短路電流。根據(jù)磁式平衡式可知.副邊電流是與原邊電流反相的.副邊電流對(duì)原邊電流主磁通起去磁作用.由于電磁的慣性原理一次側(cè)要保持主磁通不變.必然也將產(chǎn)生一個(gè)很大的電流來抵消副邊短路電流的去磁作用，這樣，就使兩種因素的大電流匯集在一起，作用在變壓器的鐵芯和繞組上，在變壓器中將產(chǎn)生一個(gè)很大的電磁力，這個(gè)電磁力作用在繞組上，可以使變壓器繞組發(fā)生嚴(yán)重的畸變或崩裂。另外這也會(huì)產(chǎn)生高出其允許溫升兒倍的溫度.致使變壓器在很短的時(shí)間內(nèi)被燒毀。
2、運(yùn)行中的電流互感器副邊開路
電流互感器副邊不許開路運(yùn)行。因?yàn)榻釉陔娏骰ジ衅鞲本€圈上的儀表線圈的阻抗很小，相當(dāng)于在副線圈短路狀態(tài)下運(yùn)行。互感器副線圈端子上電壓只有幾伏。因而鐵芯中的磁通量是很小的。原線圈磁動(dòng)勢(shì)雖然可達(dá)到幾百安或上千安匝或更大。但是大部分被短路副線圈所建立的去磁磁動(dòng)勢(shì)所抵消，只剩下很小一部分作為鐵芯的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)以建立鐵芯中的磁通。如果在運(yùn)行中時(shí)副線圈斷開，副邊電流等于零，那么起去磁作用的磁動(dòng)勢(shì)消失，而原邊的磁動(dòng)勢(shì)不變，原邊被測(cè)電流全部成為勵(lì)磁電流，這將使鐵芯中磁通量急劇，鐵芯嚴(yán)重發(fā)熱以致燒壞線圈絕緣，或使高壓側(cè)對(duì)地短路。另外副線圈開路會(huì)感應(yīng)出很高的電壓，這對(duì)儀表和操作人員是很危險(xiǎn)的所以電流互感器二次側(cè)不許斷開。
也就是說電流互感器的原理就是根據(jù)變壓器的原理來的。繞線數(shù)和電流成比例的關(guān)系制成的電流互感器。工作時(shí)候因?yàn)殡娏骰ジ挟a(chǎn)生磁場(chǎng)的原理 副邊有電壓產(chǎn)生。工作的時(shí)候互感器副邊側(cè)接近短路，此時(shí)能產(chǎn)生安培級(jí)的電流。電流互感器運(yùn)行時(shí)，副邊不允許開路。因?yàn)橐坏╅_路，原邊電流均成為勵(lì)磁電流，使磁通和副邊電壓大大超過正常值而危及人身和設(shè)備安全。
3、運(yùn)行中的電壓互感器短路
正常運(yùn)行時(shí)，由于二次負(fù)載是一些儀表和繼電器的電壓線圈阻抗大，基本上相當(dāng)于變壓器的空載狀態(tài)，互感器本身通過的電流很小，它的大小決定于二次負(fù)載阻抗的大小，由于 PT 本身阻抗小，容量又不大，當(dāng)互感器二次發(fā)生短路，二次電流很大，二次保險(xiǎn)熔斷影響到儀表的正確指示和保護(hù)的正常工作，當(dāng)保險(xiǎn)容量選擇不當(dāng)，二次發(fā)生短路保險(xiǎn)不能熔斷時(shí)，則 PT 極易被燒壞。
電壓互感器二次側(cè)線圈匝數(shù)比一次側(cè)線圈匝數(shù)要少，但線徑較大，根據(jù)變壓器原理，一旦二次側(cè)短路，勢(shì)必在二次側(cè)引起很大的短路電流，會(huì)造成互感器燒毀。因此，在電壓互感器二次側(cè)必須裝設(shè)保險(xiǎn)絲防止其短路。而電流互感器正好相反，它的二次側(cè)是嚴(yán)禁開路，因?yàn)橐坏╅_路會(huì)在二次側(cè)感應(yīng)出高電壓，造成不安全。
關(guān)鍵詞：變壓器 有載分接開關(guān) 結(jié)構(gòu) 原理
1.前言
切換和連接變壓器分接抽頭的裝置就叫做分接開關(guān)，變壓器就是通過改變分接繞組抽頭位置來進(jìn)行調(diào)壓功能。分接開關(guān)又叫做調(diào)壓開關(guān)，主要分為有載分接開關(guān)和無載分接開關(guān)兩種。切換分接抽頭時(shí)，無載分接開關(guān)一定要把變壓器從電網(wǎng)中去除，因此稱為無載調(diào)壓，進(jìn)行不帶電切換調(diào)壓，其調(diào)壓范圍比較小，不能隨時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，并且一定要停電才能進(jìn)行調(diào)壓，停電時(shí)間持續(xù)比較長(zhǎng)。使用無載分接開關(guān)有可能影響生產(chǎn)工作，因此它只能適用于供電質(zhì)量要求不高、停電調(diào)壓切換檔位的生產(chǎn)場(chǎng)所。有載分接開關(guān)是無載分接開關(guān)的進(jìn)一步發(fā)展，屬于分級(jí)調(diào)壓類型。切換分接抽頭時(shí)，有載分接開關(guān)不像無載分接開關(guān)那樣必須從電力網(wǎng)上去除變壓器，所以稱為有載分接開關(guān)，進(jìn)行帶負(fù)載切換調(diào)壓，這種調(diào)壓方式調(diào)壓范圍比無載調(diào)壓要大很多，并且可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，可調(diào)性強(qiáng)，調(diào)壓速度非常快，深受廣大用戶的喜愛。因此，研究和分析變壓器有載分接開關(guān)的結(jié)構(gòu)和原理具有十分重要的意義。
2.變壓器有載分接開關(guān)的作用
有載分接開關(guān)既可以進(jìn)行手動(dòng)操作，也可以進(jìn)行電動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)遙控電動(dòng)操作，有利于進(jìn)行自動(dòng)化管理。變壓器有載分接開關(guān)的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）使用變壓器有載分接開關(guān)可以有效穩(wěn)定各負(fù)載中心的電力網(wǎng)電壓，從而從整體上提高供電質(zhì)量，改善電網(wǎng)運(yùn)行情況；
（2）使用變壓器有載分接開關(guān)可以提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進(jìn)而避免造成大面積停電事故和出現(xiàn)電網(wǎng)電壓崩潰現(xiàn)象，從而進(jìn)一步影響變壓器的使用壽命，危害人身安全，不利于電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；
（3）使用變壓器有載分接開關(guān)可以節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。由于變壓器的空載損耗很大，和額定電壓的平方成正比。因此可以更有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，維持額定電壓，確保變電器的正常運(yùn)行。
3.變壓器有載分接開關(guān)的調(diào)整原則和基本工作原理
3.1 變壓器有載分接開關(guān)的調(diào)整原則
變壓器有載分接開關(guān)可以改變一次繞組的匝數(shù)，進(jìn)而調(diào)整變壓器電壓，維持二次輸出的正常電壓，確保其穩(wěn)定不變。當(dāng)外電來電端電壓升高時(shí)，變壓器有載分接開關(guān)就會(huì)將額定電壓調(diào)整為較高檔位；如果外電來電端電壓降低，就會(huì)調(diào)整為最低的檔位，也就是實(shí)行“高往高調(diào)、低往低調(diào)”的策略。變壓器有載分接開關(guān)常常會(huì)出現(xiàn)連動(dòng)故障、拒動(dòng)故障、越限故障和局部放電等故障，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，一定要及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整，加強(qiáng)變壓器有載分接開關(guān)的維護(hù)，及時(shí)對(duì)油枕進(jìn)行檢查，有效安裝繼電器，進(jìn)而利于安全放氣，確保有載分接開關(guān)的電動(dòng)控制準(zhǔn)確和各接線的良好接觸，在控制回路上設(shè)置電流閉鎖裝置，按時(shí)巡邏檢查，將各元件調(diào)整到位，清除變壓器有載分接開關(guān)中的雜物。
3.2 變壓器有載分接開關(guān)的基本工作原理
在理想狀態(tài)下，單相變壓器的二次繞組匝數(shù)與二次繞組匝數(shù)和一次繞組電壓成正比例關(guān)系，和一次繞組匝數(shù)成反比例關(guān)系。當(dāng)二次繞組匝數(shù)不變時(shí)，增加一次繞組電壓，要想使二次繞組電壓不變，就必須增加一次繞組匝數(shù)，變壓器有載分接開關(guān)就依據(jù)這一原理進(jìn)行工作的。由于高壓繞組套在外面，方便引出分接頭，并且高壓電流小，分接開關(guān)載流界面小，容易接觸，因此，在高壓繞組上可以抽出一些分接頭，改變磁通量，在一側(cè)進(jìn)行調(diào)壓。通過分接頭開關(guān)就可以改變高壓繞組匝數(shù)，把高壓繞組上下段串聯(lián)起來，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓功能。
每組繞組的分接頭都接到了變壓器有載分接開關(guān)的定觸頭上，開關(guān)主體的三個(gè)觸頭位于高壓繞組的中心，最中間的是主通斷觸頭，其觸頭片較長(zhǎng)，兩邊的是輔助觸頭，串有限流電阻，接入三相繞組星點(diǎn)。在帶負(fù)載的情況下，開關(guān)動(dòng)作的輔助觸頭逐步接觸長(zhǎng)觸頭，流經(jīng)限流電阻，并與分接頭搭接，接入三相繞組星點(diǎn)。隨著開關(guān)的繼續(xù)工作，流經(jīng)限流電阻，形成輔助觸頭，和長(zhǎng)觸頭連接。主觸頭從分觸頭上連接分觸頭，完成一次切換過程，其中，最重要的是兩輔助觸頭的分接相連。從整個(gè)過程中，可以看出兩輔助觸頭進(jìn)行了完全的配合，使主觸頭完成任務(wù)。同理，假如變壓器來電端電壓降低，只要操作反過來就行了，工作原理是相同的。
4.變壓器有載分接開關(guān)的結(jié)構(gòu)分析
變壓器有載分接開關(guān)直接影響著電力系統(tǒng)的整體安全和電壓質(zhì)量，其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作頻率高，在操作過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些異常情況。變壓器有載分接開關(guān)主體是一個(gè)環(huán)氧玻璃絲纏繞的絕緣筒，在操作有載分接開關(guān)時(shí)，一定要將絕緣筒內(nèi)灌滿絕緣變壓器油。其上端和頭部電動(dòng)傳動(dòng)相連，有24個(gè)定觸頭，每8個(gè)連接1個(gè)繞組，下端密封，與定觸頭位置相對(duì)應(yīng)。變壓器有載分接開關(guān)主要由快速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、開關(guān)組件、油箱外殼、信號(hào)安全裝置等四部分組成。
快速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括臂板、電動(dòng)機(jī)、拉力彈簧、蝸輪和擺線針輪減速機(jī)、拐臂等部件。開關(guān)組件包括槽輪、過渡電阻、轉(zhuǎn)臂、動(dòng)靜觸頭等。油箱外殼包括油枕、頂蓋、筒底等。信號(hào)完全裝置有位置指示盤、電氣限位、壓力釋放閥、自動(dòng)調(diào)控器、氣體繼電器等等。
5.結(jié)束語
綜上所述，隨著我國(guó)電力技術(shù)的迅猛發(fā)展，變壓器有載分接開關(guān)無論是在設(shè)計(jì)上，還是在工藝上和材料上，都比較先進(jìn)，運(yùn)行可靠性和制作水平比較高，得到了廣泛地應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代。因此，作為相關(guān)技術(shù)人員，更應(yīng)該學(xué)習(xí)有關(guān)變壓器有載分接開關(guān)結(jié)構(gòu)和原理知識(shí)，不斷提出新的技術(shù)要求，掌握先進(jìn)的技術(shù)手段，控制每天的操作次數(shù)，提高變壓器分接開關(guān)的使用性能，嚴(yán)格控制安裝投運(yùn)和調(diào)試驗(yàn)收，從建設(shè)抓起，不斷總結(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，做好變壓器有載分接開關(guān)的維護(hù)工作，進(jìn)而提高電壓質(zhì)量，改善電網(wǎng)運(yùn)行情況，確保變壓器的安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳玉成 徐震 陳玉.變壓器有載分接開關(guān)的結(jié)構(gòu)和原理分析[J].廣播電視信息，2011，16（10）：145-147.
【關(guān)鍵詞】繞組溫度計(jì)；工作原理；測(cè)量方法
在變壓器的運(yùn)行過程中，繞組溫度計(jì)主要起到對(duì)線圈繞組溫度的全程監(jiān)視的作用。繞組的溫度會(huì)直接決定變壓器的使用壽命，因?yàn)榻^緣材料的溫度和老化情況會(huì)直接受到繞組溫度的影響，特別是線圈繞組最熱部分的溫度。通常變壓器繞組的電位比較高，所以直接使用測(cè)溫元件無法測(cè)出繞組的溫度，針對(duì)這種情況，應(yīng)該采用間接的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組的溫度進(jìn)行測(cè)量是一種可行性較強(qiáng)的方法。
1、變壓器繞組溫度計(jì)的工作原理
通常變壓器在運(yùn)行的過程中會(huì)有負(fù)載損耗產(chǎn)生，這就會(huì)引起電壓器繞組發(fā)熱，從負(fù)載損耗的公式中可以看出，繞組的發(fā)熱和變壓器電流的平方之間是成正比的。因?yàn)樽儔浩鞯睦@組是被絕緣油包圍著的，所以用油的溫度和變壓器中通二次電流的電熱元件的溫度相加就可以將變壓器的繞組溫度測(cè)量出來。
繞組溫度計(jì)是在一個(gè)油面溫度計(jì)的基礎(chǔ)上，又配備了一臺(tái)電流匹配器以及一個(gè)電熱元件，繞組溫度計(jì)的原理圖如圖1所示。繞組溫度計(jì)的工原理是在位于變壓器油箱頂層的油孔內(nèi)插入溫度計(jì)傳感器的溫包，在變壓器無負(fù)荷的時(shí)候繞組沒有發(fā)熱現(xiàn)象，這時(shí)溫度表中顯示出來的溫度計(jì)就是變壓器油的溫度。如果變壓器處在帶負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)中時(shí)，電流互感器輸出的電流得到電流匹配器調(diào)整之后將會(huì)流經(jīng)電熱元件，這時(shí)電熱元件將會(huì)發(fā)熱。彈性元件在受到電熱元件所產(chǎn)生熱量的影響下，位移量將會(huì)變大。通常變壓器的油溫和負(fù)荷電流會(huì)共同決定彈性元件的位移大小，也就是說這兩個(gè)因素都會(huì)給彈性元件的位移造成影響，所以在設(shè)計(jì)繞組溫度計(jì)的時(shí)候，對(duì)于流經(jīng)電熱元件的電流所引起的溫升進(jìn)行了考慮，而流經(jīng)電熱元件的電流的溫度增量正好和變壓器被測(cè)繞組相對(duì)于油的溫度升高的大小相似，所以變壓器繞組溫度計(jì)真正顯示出來的溫度就是變壓器頂層油溫和電熱元件電流的溫升的和，測(cè)出來變壓器繞組最熱部分的溫度測(cè)量了出來，也就是變壓器繞組的溫度。
油孔也就是溫度計(jì)座是筒形的，其位于變壓器油箱的頂部具有導(dǎo)熱功能但是和變壓器油系統(tǒng)之間是隔離的。在使用的過程中首先在油孔內(nèi)將感溫油加滿之后將溫包插入，之后將溫包取出來將少量的感溫油抽吸出來，要保證溫包桿的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再將溫包放入感溫油中同時(shí)使用螺紋將其固定住。這樣可以確保油孔內(nèi)的感溫油可以發(fā)生膨脹并確保油孔就有良好的傳熱功能，這樣可以保證測(cè)量溫度的準(zhǔn)確性。電流匹配器作為一種電流變化裝置主要是提供電源給繞組溫度計(jì)。電流匹配器的工作原理是由電流互感器輸入的電流經(jīng)過電流匹配器得到交換之后給繞組溫度計(jì)內(nèi)部的電熱元件提供可調(diào)的電流，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組最熱部分的溫度進(jìn)行模擬。可以通過對(duì)電流匹配器線端的變化以及電位器和電熱元件的分流比進(jìn)行調(diào)整，即就是粗調(diào)和微調(diào)。電熱元件作為整體測(cè)量設(shè)備的關(guān)鍵和核心元件，因?yàn)橹挥须姛嵩陌l(fā)熱特性能真實(shí)的將變壓器繞組的發(fā)熱特定反映出來，才能確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2、常用的繞組溫度在線測(cè)量方法
通常情況下，變壓器繞組溫度的在線測(cè)量方法包括三類，分別是直接測(cè)量方法、間接計(jì)算法以及熱模擬測(cè)量方法。
2.1直接測(cè)量方法
直接測(cè)量法通常是在制造時(shí)將測(cè)溫元件埋設(shè)好，而且埋設(shè)點(diǎn)的多少和測(cè)量的準(zhǔn)確度是成正比的，這種方法可以完成對(duì)變壓器繞組溫度的測(cè)量，三十維護(hù)維護(hù)起來很困難難度很大，而且維護(hù)需要的成本也極高。
2.2熱模擬測(cè)量方法
該種測(cè)量方法因?yàn)樵谧儔浩魃习惭b的用來測(cè)量溫度的設(shè)備經(jīng)過長(zhǎng)期的使用測(cè)量精度將會(huì)降低，會(huì)差生較大的測(cè)量誤差，也就是無法實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，所以會(huì)有很多的隱患，有些國(guó)家已經(jīng)停止使用該種測(cè)量方法來對(duì)變壓器繞組溫度進(jìn)行測(cè)量，在我國(guó)使用的也越來越少。
2.3間接計(jì)算方法
以負(fù)載導(dǎo)則熱點(diǎn)計(jì)算公式為依據(jù)的間接計(jì)算法來實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組溫度進(jìn)行測(cè)量能保證極高的精確度，所以在目前作為一種經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單而且實(shí)用性較強(qiáng)的一種測(cè)量方法。該種方法主要是依據(jù)對(duì)變壓器熱模型進(jìn)行假設(shè)，然后結(jié)合各個(gè)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)的油浸式變壓器負(fù)載導(dǎo)則中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)將熱點(diǎn)溫升的計(jì)算公式導(dǎo)出來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組溫度的計(jì)算，這種方法可以保證計(jì)算的精度，所以是一種實(shí)用性很強(qiáng)的測(cè)量方法，這種方法被使用的越來越廣泛，相信在未來也會(huì)有著廣闊的發(fā)展前景。
3、在使用繞組溫度計(jì)時(shí)需要注意的問題
從上文的圖1中可以看出，在繞組溫度計(jì)中，微調(diào)電位器可能會(huì)出現(xiàn)接觸不良的情況，因?yàn)樵撐⒄{(diào)電位器在電路中主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)元件的加熱，起到了分流器的作用，如果被保護(hù)的變壓器的油溫溫升比較小的時(shí)候，IS就比較小，這時(shí)微調(diào)電位器的分流量就比較大，更容易出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象，為了避免出現(xiàn)接觸不良的情況，在使用繞組溫度計(jì)的過程中需要注意的問題有：第一，在生產(chǎn)組裝繞組溫度計(jì)的時(shí)候要確保微調(diào)電位器的三只腳都焊接牢固，如果微調(diào)電位器的動(dòng)觸點(diǎn)出現(xiàn)了開路情況，另外的兩只腳所形成的固定電子依然還能起到分流作用，可以在很大程度上對(duì)動(dòng)觸點(diǎn)的開路所造成的影響起到緩解作用；第二，為了有效減少微調(diào)電位器的調(diào)節(jié)量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)觸點(diǎn)開路對(duì)繞阻溫度計(jì)所造成的影響的緩解，需要將一個(gè)可投撤的固定電阻并聯(lián)在微調(diào)電位器的旁邊，同時(shí)要將一個(gè)固定的電阻串聯(lián)在微調(diào)電位器的前面；第三，要對(duì)原跨線的整定規(guī)則進(jìn)行修改，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)電流匹配器的檔位進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)對(duì)微調(diào)電位器分流量的減少。在對(duì)跨線進(jìn)行整定的時(shí)候，要進(jìn)行具體問題具體分析，做到靈活的整定，以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性；第四，將表校完之后，在對(duì)變壓器的溫包進(jìn)行恢復(fù)時(shí)要確保在油孔內(nèi)注入一定量的油然后將保溫包插入，要溫包桿的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再將溫包放入感溫油中同時(shí)使用螺紋將其固定住，以免有雨水進(jìn)入儀器而導(dǎo)致短路或者將電器回路燒壞。
關(guān)鍵詞：主變保護(hù)電流瓦斯保護(hù)變壓器
中圖分類號(hào)： TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1關(guān)于主變保護(hù)的定義
主變指的是一個(gè)單位或者變電站的總降壓變壓器，其容量一般比較大。其他的變壓器作為配電來使用，一般稱為配電變壓器，容量稍小。
關(guān)于主變的保護(hù)，作為主變壓器，一般來說容量比較大，要求工作的可靠性較高。對(duì)于不同容量的變壓器，所要求裝設(shè)的保護(hù)類別也不盡相同。
2變壓器的主保護(hù)
變壓器的主保護(hù)主要由瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)構(gòu)成。
2.1瓦斯保護(hù)
2.1.1瓦斯保護(hù)定義 瓦斯保護(hù)：瓦斯保護(hù)是變壓器油箱內(nèi)繞組短路故障及異常的主要保護(hù)。其原理是：變壓器內(nèi)部故障時(shí)，在故障點(diǎn)產(chǎn)生有電弧的短路電流，造成油箱內(nèi)局部過熱并使變壓器油分解，產(chǎn)生氣體（瓦斯），進(jìn)而造成噴油，沖擊氣體繼電器，瓦斯保護(hù)動(dòng)作。
2.1.2瓦斯保護(hù)工作原理
2.1.2瓦斯保護(hù)類型 瓦斯保護(hù)分輕瓦斯和重瓦斯兩種，輕瓦斯保護(hù)作用于信號(hào)，重瓦斯保護(hù)作用于跳閘。重瓦斯保護(hù)是油箱內(nèi)部故障的主保護(hù)，它能反映變壓器內(nèi)部的各種故障。當(dāng)變壓器組發(fā)生少數(shù)匝間短路時(shí)，雖然故障點(diǎn)的故障電流很大，但在差動(dòng)保護(hù)中產(chǎn)生的差流可能不大，差動(dòng)保護(hù)可能拒動(dòng)，此時(shí)，靠重瓦斯保護(hù)切除故障。
2.1.3瓦斯保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是不僅能反映變壓器油箱內(nèi)部的各種故障，而且還能反映差動(dòng)保護(hù)所不能反映的不嚴(yán)重的匝間短路和鐵心故障。此外，當(dāng)變壓器內(nèi)部進(jìn)入空氣時(shí)也有所反映。瓦斯保護(hù)靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速， 其缺點(diǎn)是不能反映變壓器外部故障(套管和引出線)，因此不能作為變壓器各種故障的唯一保護(hù)。瓦斯保護(hù)抵抗外界干擾的性能較差，例如劇烈的震動(dòng)就容易誤動(dòng)作。如果在安裝瓦斯繼電器時(shí)未能很好地解決防油問題或瓦斯繼電器不能很好地防水，就有可能漏油腐蝕電纜絕緣或繼電器進(jìn)水而造成誤動(dòng)作。
2.2.變壓器縱差保護(hù)
2.2.1變壓器縱差構(gòu)成原理
根據(jù)基爾霍夫第一定律，0=∑•I；式中∑•I表示變壓器各側(cè)電流的向量和，其物理意義是：變壓器正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，若忽略勵(lì)磁電流損耗及其他損耗，則流入變壓器的電流等于流出變壓器的電流。因此，縱差保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。
當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，若忽略負(fù)荷電流不計(jì)，則只有流進(jìn)變壓器的電流而沒有流出變壓器的電流，其縱差保護(hù)動(dòng)作，切除變壓器。見變壓器縱差保護(hù)原理接線。
2.2.2變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理及邏輯圖
A、變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的工作原理與線路縱差保護(hù)的原理相同，都是比較被保護(hù)設(shè)備各側(cè)電流的相位和數(shù)值的大小。
B、變壓器縱差動(dòng)保護(hù)與線路差動(dòng)保護(hù)的區(qū)別：由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不相等再加上變壓器各側(cè)電流的相位往往不相同。因此，為了保證縱差動(dòng)保護(hù)的正確工作，須適當(dāng)選擇各側(cè)電流互感器的變比，及各側(cè)電流相位的補(bǔ)償使得正常運(yùn)行和區(qū)外短路故障時(shí)，兩側(cè)二次電流相等。 例如如下所示的雙繞組變壓器
3.主變差動(dòng)保護(hù)分析
在主變差動(dòng)保護(hù)所用電流互感器選擇時(shí)，除應(yīng)選帶有氣隙的D級(jí)鐵芯互感器外，還應(yīng)適當(dāng)?shù)卦龃箅娏骰ジ衅髯儽龋越档投搪冯娏鞅稊?shù)，這樣可以有效削弱勵(lì)磁涌流，減少差動(dòng)回路中產(chǎn)生的不平衡電流，提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。這對(duì)避免保護(hù)區(qū)外故障，尤其是最嚴(yán)重的三相金屬性短路而導(dǎo)致的主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作尤為有效。下面將通過實(shí)例進(jìn)行分析：
實(shí)例：一臺(tái)三相三繞組降壓變壓器，容量Se=40.5MVA，電壓110±2×2.5%kV/35±2×2.5%kV/11kV，接線方式：Ydd11-11，變壓器額定電流：213A/608A/2130A。主變差動(dòng)保護(hù)采用BCH-2型差動(dòng)繼電器。
已確定110kV側(cè)為基本側(cè)。主變差動(dòng)保護(hù)部分整定值如下(計(jì)算過程略)：
差動(dòng)線圈的計(jì)算匝數(shù)：Wcd.js=6.3匝，實(shí)際匝數(shù)向下取整，取Wcd.js=6匝；
繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流：Idz=10A；
靈敏度K1m=2.1。
該變電所曾發(fā)生10kV線路出線處因外力破壞導(dǎo)致三相金屬性短路，10kV線路電流速斷動(dòng)作，相繼引起主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。我們初步分析因短路點(diǎn)離保護(hù)太近，又是最嚴(yán)重的三相金屬性短路，短路電流極大，當(dāng)外部故障切除，電壓恢復(fù)時(shí)，出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁涌流，從而使差動(dòng)回路產(chǎn)生的不平衡電流大于整定電流值而導(dǎo)致主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。但如果提高保護(hù)定值，如保護(hù)定值增大為11A，則靈敏度變小K1m=1.91＜2，不能滿足靈敏度的要求。
經(jīng)綜合分析，認(rèn)為采用BCH-2型具有速飽和變流差動(dòng)繼電器來避免勵(lì)磁涌流存在一定缺陷。從勵(lì)磁涌流的特性看，對(duì)三相變壓器，電壓恢復(fù)時(shí)，至少有兩相出現(xiàn)程度不同的勵(lì)磁涌流，即三相勵(lì)磁涌流中可能有一相沒有非周期分量，這時(shí)速飽和變流器將失去作用。分析保護(hù)定值，差動(dòng)保護(hù)電流互感器變比選得有些偏低，且趨于飽和。這樣當(dāng)發(fā)生最嚴(yán)重的三相金屬性短路時(shí)，電流互感器因飽和其誤差增大，不但增大不平衡電流，而且使電流互感器嚴(yán)重過載。而增大電流互感器變比，可降低短路電流倍數(shù)，減少差動(dòng)回路中的不平衡電流，因而能有效地削弱勵(lì)磁涌流和區(qū)外故障產(chǎn)生的不平衡電流。
關(guān)鍵詞：漏磁變壓器原理設(shè)計(jì)
1引言
漏磁變壓器用于負(fù)載急劇變化而又要求逐步趨于穩(wěn)定狀態(tài)的電子設(shè)備中，如熒光燈電源、離子泵電源等設(shè)備。這一類負(fù)載表現(xiàn)為開始工作時(shí)阻抗較大，需要較高的瞬間電壓；而當(dāng)穩(wěn)定工作時(shí)，負(fù)載阻抗較小，需將負(fù)載電流限制在允許值內(nèi)，以使其能正常工作。
2工作原理
漏磁變壓器的等效電路如圖1所示。當(dāng)變壓器開始工作時(shí)，由于負(fù)載RLXS，可知U2≈E2，漏抗壓降US很小；而當(dāng)穩(wěn)定工作后，負(fù)載RL下降，負(fù)載壓降下降，漏抗壓降US上升，趨于允許的限定值。
由漏磁變壓器的工作原理，可知漏抗的選擇是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。同時(shí)，負(fù)載性質(zhì)會(huì)對(duì)變壓器的工作狀態(tài)產(chǎn)生影響；對(duì)于阻抗大小相同，性質(zhì)不同的負(fù)載，漏抗的選擇是不同的，需根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。
3無磁分路的漏磁變壓器設(shè)計(jì)
3.1視在功率PH
PH=U20I2H(W)（1）
式中：U20為變壓器輸出空載電壓(V)；
I2H為變壓器負(fù)載電流(A)。當(dāng)變壓器長(zhǎng)期工作時(shí)，I2H為額定負(fù)載電流；當(dāng)變壓器斷續(xù)工作時(shí)，I2H=I2（2）
式中：I2為斷續(xù)工作時(shí)負(fù)載電流(A)；
D為暫載率。
3.2鐵心尺寸選擇C型鐵心,鐵心截面積SC≈0.8(cm2)；E型鐵心,鐵心截面積SC≈(cm2)；可套用標(biāo)準(zhǔn)鐵心，也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇尺寸。
3.3繞組匝數(shù)與線徑
1）匝數(shù)
設(shè)N1為初級(jí)繞組匝數(shù)，N2為次級(jí)繞組匝數(shù)，則N1=（3）N2=（4）
式中：U1為輸入電壓（V）；
B0為空載磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）；
f為電源頻率（Hz）。
空載磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的取值一般比飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度低得多；因?yàn)槁└蠰S與繞組匝數(shù)的平方成正比，繞組匝數(shù)與空載磁感應(yīng)強(qiáng)度B0成反比，較低的空載磁感應(yīng)強(qiáng)度B0可獲得較高的漏抗。
圖1漏磁變壓器等效電路圖
圖2E型變壓器外型
圖3C型變壓器外型
圖4有磁分路漏磁變壓器的磁路計(jì)算圖
2）線徑
設(shè)初級(jí)繞組線徑為d1，次級(jí)繞組線徑為d2，則d1=1.13(cm)（5）d2=1.13(cm)（6）
式中：n為變壓器變比N1/N2；
j為電流密度（A/cm2）。如功率相當(dāng)?shù)钠胀娫醋儔浩骺蛰d磁感應(yīng)強(qiáng)度為B01，電流密度為j1，漏磁變壓器的空載磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，則漏磁變壓器的電流密度可按j=j1估算。
E型及C型變壓器的外型如圖2及圖3所示。
3.4漏抗計(jì)算漏感LS=10－8(H)（7）其中，lMCT=;hCT=
式中：δ為初、次級(jí)繞組之間的間隔距離（cm）；
A1，A2為初、次級(jí)繞組高度（cm）；
lM1，lM2為初、次級(jí)繞組平均匝長(zhǎng)（cm）；
h1，h2為初、次級(jí)繞組厚度（cm）。
則漏抗XS=2πfLS（Ω）（8）
3.5負(fù)載電流核算I2H=(A)（9）
式中：E2為負(fù)載時(shí)變壓器次級(jí)感應(yīng)電壓（V）；
r2為變壓器次級(jí)直流銅阻（Ω）；
RL為變壓器穩(wěn)定負(fù)載電阻（Ω）；
XL為變壓器負(fù)載電抗（Ω）。
36參數(shù)調(diào)整方法
1）結(jié)構(gòu)調(diào)整
降低繞組高度，增加繞組厚度，增大初級(jí)與次級(jí)繞組之間的間隔距離均能增大漏抗；反之，可減小漏抗。
2）圈數(shù)調(diào)整
增加圈數(shù)可增大漏抗；反之，可減小漏抗。
4有磁分路的漏磁變壓器設(shè)計(jì)
41磁分路截面積的確定
1）初級(jí)磁通Φ1、次級(jí)磁通Φ2的確定
圖4為有磁分路的漏磁變壓器的磁路計(jì)算圖。Φ1=(Wb)（10）Φ2=(Wb)（11）
2）磁分路截面積的確定
磁分路截面積的選擇以磁分路磁感應(yīng)強(qiáng)度Bδ小于鐵芯飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為原則，一般可取Bδ≈B0；截面積由下式確定Sδ=(m2)（12）
42磁分路氣隙的確定
在圖4中，因?yàn)榇抛鑂m2、Rm3Rδ，所以可認(rèn)為降落在氣隙上的磁壓等于次級(jí)繞組的磁勢(shì)。則磁分路氣隙lδ可由下式確定lδ=(m)（13）
因?yàn)闅庀吨車┐诺拇嬖冢瑢?shí)際lδ應(yīng)取稍大一些。
5結(jié)語
電源類產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否合理，主要看電源和負(fù)載是否匹配；因此負(fù)載特性的準(zhǔn)確測(cè)量是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在以往的漏磁變壓器設(shè)計(jì)中，有些電路模型將負(fù)載簡(jiǎn)單地由電阻代替，是很不合理的。應(yīng)測(cè)量出負(fù)載的特性曲線，找出工作點(diǎn)的參數(shù)，以此為依據(jù)，才能設(shè)計(jì)出較合理的產(chǎn)品。
參考文獻(xiàn)
[1]徐安武.電感器件設(shè)計(jì)與計(jì)算[M].四川科技出版社,1985.
關(guān)鍵詞：電廠；電氣系統(tǒng)；設(shè)備調(diào)試
1 引言
在科技發(fā)展日新月異的二十一世紀(jì)，越來越多的新型設(shè)備投入電力生產(chǎn)中，這些設(shè)備與從前設(shè)備相比不只是外貌形態(tài)及設(shè)備體積的改變，更重要的是大部分設(shè)備都采用了新的工作原理，因此許多參數(shù)需要不斷完善和提高，要利用新的方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。從前的設(shè)備具有操作過程簡(jiǎn)單、容易進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作的實(shí)效性優(yōu)勢(shì)，與從前相比而新的設(shè)備的機(jī)組容量明顯增大，電壓也有了顯著地提高，所以隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，必須采用新的試驗(yàn)方法來對(duì)裝置進(jìn)行試驗(yàn)，使新的試驗(yàn)方法實(shí)用化。
2 變壓器一次通流試驗(yàn)
變壓器一次通流試驗(yàn)的目的就是檢驗(yàn)變壓器高低壓側(cè)的TA變比，檢查驗(yàn)證變壓器差動(dòng)保護(hù)TA二次接線的正確度、檢查變壓器保護(hù)定值整定的正確度，還可以檢查出變壓器的變比。試驗(yàn)要注意的一點(diǎn)就是選擇的試驗(yàn)電源的容量要符合要求，在試驗(yàn)前需要通過試驗(yàn)電壓的穩(wěn)定性、核對(duì)變壓器的額定參數(shù)來計(jì)算出變壓器高低壓側(cè)短路的電流，并且通過高壓側(cè)短路電流來計(jì)算試驗(yàn)的容量大小與理論數(shù)字對(duì)比。
在以前的調(diào)試試驗(yàn)以及交接過程中，只在變壓器的各項(xiàng)常規(guī)測(cè)試完成后檢查對(duì)一次設(shè)備保護(hù)，開始變壓器試驗(yàn)，并沒有針對(duì)變壓器一次通流試驗(yàn)作出明確具體的規(guī)定，在進(jìn)行變壓器一次通流試驗(yàn)之前務(wù)必要對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行一次徹底的檢查，以確保順利地進(jìn)行變壓器啟動(dòng)試驗(yàn)。為了正確的檢測(cè)差動(dòng)保護(hù)TA接線極性，變壓器一次通流試驗(yàn)還需要使用儀器鉗形相位表。當(dāng)調(diào)試人員無法準(zhǔn)確測(cè)出最小電流時(shí)，借助變壓器進(jìn)行一次通流試驗(yàn)，斷開保護(hù)屏的端子位置的小電流回路，使用導(dǎo)線將其與回路串聯(lián)，（要將導(dǎo)線纏繞成需要的圈數(shù)），再對(duì)電流進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候借助鉗形相位表，只需要對(duì)所纏繞圈的電流進(jìn)行測(cè)量。這種方法在理論層面上可以準(zhǔn)確測(cè)量無限小的電流的大小。
3 電廠中壓母線升壓試驗(yàn)
在過去的電氣設(shè)備調(diào)試試驗(yàn)中，既無法很好的保證設(shè)備的系統(tǒng)穩(wěn)定性，也無法對(duì)中壓母線系統(tǒng)的進(jìn)行全面整體的調(diào)試，廠用中壓母線及其二次設(shè)備運(yùn)行的安全性安全對(duì)電廠的生產(chǎn)具有重要的意義，若電廠中壓母線或者一次設(shè)備有運(yùn)行問題出現(xiàn)，機(jī)組將會(huì)啟動(dòng)異常，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞其他設(shè)備，導(dǎo)致其他設(shè)備癱瘓。就是廠用中壓母線升壓試驗(yàn)，就是適用于電廠中壓母線需要采用新的試驗(yàn)方法。
中壓母線的調(diào)試方法可以采用低壓廠變中壓母線模擬受電法和耐壓設(shè)備廠用中壓母線模擬受電法。在試驗(yàn)前要對(duì)試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行徹底的檢查，進(jìn)行設(shè)備容量的選擇和試驗(yàn)前的安全檢查，在實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格控制受電范圍，進(jìn)行廠用中壓母線升壓試驗(yàn)主要目的在于檢查中壓母線一次設(shè)備各階段的安裝，檢查中壓母線的TV具有的回路，檢查盤柜里面帶電顯示器指示數(shù)值的正確。采用三相調(diào)壓器，參數(shù)大于一般的調(diào)壓器，通過試驗(yàn)可以得到其實(shí)際的較為有效的空載損耗數(shù)據(jù)。
4 差動(dòng)保護(hù)試驗(yàn)方法
眾所周知，變壓器、發(fā)電機(jī)的電氣主保護(hù)為縱向電流差動(dòng)保護(hù)，這一保護(hù)原理相對(duì)成熟，成功率高于其他保護(hù)原理，被廣泛應(yīng)用。常規(guī)的繼電器保護(hù)、晶體管保護(hù)、微機(jī)保護(hù)等保護(hù)原理都使用從前的舊使用原理，沒有新的創(chuàng)新和突破，實(shí)現(xiàn)此保護(hù)的硬件平臺(tái)隨著時(shí)代電子技術(shù)的發(fā)展在不斷創(chuàng)新中有了重大的進(jìn)步，使我們的日常操作更加簡(jiǎn)便、快捷、安全。
而微機(jī)型差動(dòng)保護(hù)裝置順利實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)保護(hù)功能和設(shè)備的正常運(yùn)行，非常正確的采用了數(shù)字算法，數(shù)字算法便于維修養(yǎng)護(hù)、接線簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)，使數(shù)字算法這一方法在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。現(xiàn)階段變壓器差動(dòng)保護(hù)用的TA的接線方式是Y/Y，不同于電力系統(tǒng)的接線方式，電力系統(tǒng)中使用的都是11點(diǎn)的接線方式，這樣會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置的兩側(cè)電流出現(xiàn)電壓差，無法保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此需要通過定值整定來把相位進(jìn)行調(diào)整，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
5 繼電器安全保護(hù)裝置調(diào)試新方法
（1）一般性檢查。為使裝置能安全順利的運(yùn)行，需要加固一些松動(dòng)的部件，以避免裝置在長(zhǎng)途運(yùn)輸中顛簸導(dǎo)致的松動(dòng)；（2）保護(hù)出口、ECS以及FR信號(hào)聯(lián)調(diào)。分別模擬保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，檢查相應(yīng)的出口回路，在ECS畫面及FR上檢查報(bào)警信號(hào)是否收到；（3）絕緣電阻測(cè)量。使用繼電器安全保護(hù)裝置之前，需要斷開保護(hù)屏的端子排處，斷開外部的回路及電纜，確認(rèn)屏內(nèi)無交流、直流電源引入，將電流、電壓、直流控制信號(hào)回路的所有端子各自連接在一起；（4）邏輯檢查。檢查發(fā)電機(jī)保護(hù)出口邏輯是否正確，符合其設(shè)計(jì)要求后再使用。
6 電流互感器變比測(cè)試新方法
電力系統(tǒng)中使用的電流互感器具有隔離高壓、按比例變換電流的作用。電流互感器把一次繞組的電流傳遞到電氣上隔離的二次繞組，充分利用了電磁感應(yīng)原理，保護(hù)自動(dòng)裝置與一次回路電流、電氣測(cè)量、保證電能計(jì)量的電流信號(hào)具有準(zhǔn)確比例。規(guī)程把電流互感器交接時(shí)現(xiàn)場(chǎng)變化檢查試驗(yàn)列為重要試驗(yàn)項(xiàng)目。
電流互感器和變壓器的工作原理都是一次繞組之間借助電磁感應(yīng)來進(jìn)行能量傳遞，兩者工作原理大同小異。相異的地方就是電流互感器進(jìn)行工作時(shí)是作為單獨(dú)的電流源。試驗(yàn)不僅要對(duì)可能給電流互感器變比帶來的誤差的原因進(jìn)行考慮、估算，更主要的是在試驗(yàn)之前要對(duì)線圈的匝數(shù)進(jìn)行認(rèn)真、細(xì)致的檢查。電壓法適用于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，其特點(diǎn)就是所需要的設(shè)備很輕便，便于攜帶，尤其適用于對(duì)保護(hù)級(jí)的TA進(jìn)行試驗(yàn)，電壓法在實(shí)際測(cè)試中可以取代電流法。
7 同期裝置的調(diào)試方法
外觀及接線檢查。同期裝置應(yīng)具有完整端正的外形，無損壞。
裝置內(nèi)部信號(hào)測(cè)試。鏈接測(cè)試電纜各航空插頭與裝置各航空插座作，利用裝置內(nèi)部獨(dú)立的測(cè)試模塊檢測(cè)其信號(hào)強(qiáng)度。
裝置外部信號(hào)檢測(cè)。斷開電源，斷開測(cè)試電纜各航空插頭與裝置航空插頭間的鏈接。
8 結(jié)語
在科學(xué)技術(shù)日新月異的二十一世紀(jì)，電氣設(shè)備也有了大的跨越，更多新型的技術(shù)和設(shè)備不斷投入生產(chǎn)，機(jī)組容量相比從前增大了許多，調(diào)試方法也亟需不斷更新進(jìn)步，來滿足電力系統(tǒng)的進(jìn)步，更好地完成電力工作。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：高速動(dòng)車組；牽引變壓器；冷卻性能
中圖分類號(hào)：U266 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）29-0009-02
1 概述
我國(guó)高速鐵路的蓬勃發(fā)展給高速列車的制造帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。目前以CRH3系列為代表的高速動(dòng)車組已經(jīng)奔馳在全國(guó)的高速鐵路上，京津城際客運(yùn)專線、武廣客運(yùn)專線為國(guó)產(chǎn)高速動(dòng)車組提供了廣闊的舞臺(tái)。
目前，高速電動(dòng)車組全部是動(dòng)力分散式交流傳動(dòng)電動(dòng)車組。在交流傳動(dòng)電動(dòng)車組將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能這個(gè)能量轉(zhuǎn)化和動(dòng)力傳遞過程中，牽引變壓器作為大功率的電氣元件在工作中會(huì)產(chǎn)生大量的熱損耗，引起電氣部件溫度升高，如果溫度超過電氣部件所能承受的范圍，牽引變壓器將不能正常工作，甚至?xí)茐碾姎獠考慕^緣性能、引起著火等危險(xiǎn)。因此，采用冷卻性能良好的冷卻系統(tǒng)將牽引變壓器工作時(shí)散發(fā)的大量熱量帶走是非常必要的。文章對(duì)牽引變壓器的熱損耗進(jìn)行了深入分析，闡述了CRH3型動(dòng)車組牽引變壓器冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成及原理，通過拉通試驗(yàn)，在常態(tài)運(yùn)行工況下CRH3型高速動(dòng)車組牽引變壓器的冷卻系統(tǒng)的冷卻性能完全能滿足牽引變壓器的散熱要求，為新一代高速動(dòng)車組牽引變壓器冷卻系統(tǒng)設(shè)備的研發(fā)設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。
2 牽引變壓器熱損耗因素分析
牽引變壓器在運(yùn)行時(shí)由于產(chǎn)生熱能而使設(shè)備發(fā)熱，這些熱能主要來自于空載損耗和負(fù)載損耗兩個(gè)方面，變壓器運(yùn)行時(shí)發(fā)熱的同時(shí)也在向外界散熱，當(dāng)發(fā)熱量大于散熱量時(shí)設(shè)備的各個(gè)部件的溫度就會(huì)升高，當(dāng)發(fā)熱量與散熱量相同時(shí)設(shè)備溫度保持不變，當(dāng)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于發(fā)熱量大于散熱量工況時(shí)設(shè)備各部件會(huì)持續(xù)升溫，這需要冷卻裝置的冷卻性能足夠強(qiáng)才能將設(shè)備的溫升控制在允許的范圍內(nèi)。
牽引變壓器是高速動(dòng)車組的關(guān)鍵部件，其損耗主要有空載損耗和負(fù)載損耗，但是高速動(dòng)車組所采用的牽引變壓器是高漏抗、多繞組變壓器，當(dāng)采用餅式、分裂式繞組時(shí)，由于橫向漏磁場(chǎng)大，油箱的損耗也較高。
3 冷卻系統(tǒng)構(gòu)成及原理
3.1 牽引變壓器冷卻系統(tǒng)構(gòu)成
CRH3型高速動(dòng)車組牽引變壓器（TF）位于動(dòng)車組TC02/TC07拖車的地板下，變壓器冷卻裝置（CLF）在每個(gè)變壓器的旁邊。牽引變壓器冷卻系統(tǒng)包含過濾器、熱交換器、油泵、冷卻風(fēng)扇、通風(fēng)道、主要框架、帶液位測(cè)量?jī)x的補(bǔ)償水箱和冷卻劑等主要部件，過濾器包括入口過濾器和污垢粗過濾器及精過濾器。冷卻系統(tǒng)的大部分冷卻液和絕緣介質(zhì)在變壓器箱里，用作冷卻和絕緣。當(dāng)冷卻液流過冷卻器時(shí)，循環(huán)泵從變壓器吸取熱的冷卻液。變壓器系統(tǒng)配有膨脹箱，它位于TC02/TC07車的車頂，從而補(bǔ)償因溫度變化而產(chǎn)生的冷卻劑量的變化。
3.2 牽引變壓器冷卻系統(tǒng)工作原理
CRH3型高速動(dòng)車組牽引變壓器采用強(qiáng)油風(fēng)冷的冷卻方式。它屬于強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式。是采用在油箱周圍安裝強(qiáng)油風(fēng)冷式冷卻裝置，它把變壓器中的油，利用油泵打入油冷卻裝置中后再復(fù)回油箱，油冷卻裝置做成容易散熱的特殊形狀，利用風(fēng)扇吹風(fēng)把熱量帶走，使變壓器油溫度降低到設(shè)計(jì)要求的數(shù)值。在空氣冷卻式換熱器中，被冷卻的油是在封閉的管板通道內(nèi)流動(dòng)，空氣則繞管板外側(cè)流動(dòng)。為了取得最大的冷卻效益，通過介質(zhì)循環(huán)泵和風(fēng)扇使得冷卻介質(zhì)和空氣以確定的速度和壓力流動(dòng)。
變壓器副油箱與主油箱之間有聯(lián)接通路，當(dāng)變壓器內(nèi)因?yàn)闇囟壬呋蚱渌收显虍a(chǎn)生氣體時(shí)，氣體可以經(jīng)過聯(lián)接通路排到副油箱中，副油箱還可以在主油箱油量不足時(shí)提供補(bǔ)給。通過在副油箱上安裝的可視液位檢測(cè)儀來觀察系統(tǒng)油量變化。
CRH3型高速動(dòng)車組牽引變壓器冷卻方式將油的循環(huán)速度比自然對(duì)流時(shí)提高3倍，則變壓器可增加容量30%。
4 冷卻系統(tǒng)性能動(dòng)態(tài)測(cè)試研究
4.1 任務(wù)表述
通過上面的描述可知，牽引變壓器冷卻系統(tǒng)的高溫油是通過風(fēng)機(jī)組的強(qiáng)制通風(fēng)來降低溫度的，在冷卻系統(tǒng)工作過程中，為了促使熱量的快速散發(fā)，CRH3高速動(dòng)車組采用冷卻風(fēng)機(jī)來提高空氣對(duì)流速度。而高速動(dòng)車組隨著列車運(yùn)行速度的不斷提高，列車表面負(fù)壓也隨之增大，隨著列車表面負(fù)壓的增大，新風(fēng)難以從冷卻系統(tǒng)新風(fēng)風(fēng)道入口處進(jìn)入，此時(shí)風(fēng)機(jī)的表面壓力增大，空氣流量減少，到了情況嚴(yán)重時(shí)，變壓器會(huì)因過熱而損壞。此外，當(dāng)高速動(dòng)車組以高速度通過隧道時(shí)也會(huì)造成列車表面壓力的劇烈波動(dòng)，這也將導(dǎo)致冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境的突變，從而對(duì)變壓器的散熱性能造成影響。CRH3主變壓器油溫隨速度級(jí)增加而升高，變壓器出口油溫報(bào)警限制值約為95℃（380km/h），為了驗(yàn)證高運(yùn)行速度下，尤其是在200km/h以上速度等級(jí)時(shí)高速動(dòng)車組牽引變壓器的冷卻系統(tǒng)性能能否滿足散熱要求，在拉通試驗(yàn)中測(cè)量牽引變壓器入口及出口油溫來驗(yàn)證冷卻系統(tǒng)性能是否滿足要求，為新一代高速動(dòng)車組牽引變壓器冷卻系統(tǒng)單元的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
4.2 實(shí)驗(yàn)及分析
在測(cè)試過程中，動(dòng)車組處于廣州南至西安北拉通試驗(yàn)運(yùn)行工況下，最高運(yùn)行速度300km/h，圖1記錄了TC車牽引變壓器入口和出口油溫隨環(huán)境溫度及列車速度變化曲線圖，總結(jié)了在整個(gè)運(yùn)行過程中TC車牽引變壓器入口油溫及出口油溫的最高值。圖2給出了在牽引變壓器工作電壓由交流440V變?yōu)?20V時(shí)牽引變壓器入口油溫和出口油溫隨環(huán)境溫度和列車速度變化曲線圖及牽引變壓器入口油溫及出口油溫的最高值。由這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明主變壓器各部件溫度及受列車速度影響較大、隨持續(xù)運(yùn)營(yíng)速度提高而升高、隨持續(xù)運(yùn)營(yíng)速度降低而下降；另外，主變壓器部件溫度也與外部運(yùn)營(yíng)環(huán)境有關(guān)系。整個(gè)拉通實(shí)驗(yàn)中，牽引變壓器各部件檢測(cè)溫度均正常，未出現(xiàn)異常高溫報(bào)警，其溫度檢測(cè)值并沒隨運(yùn)營(yíng)距離增大而持續(xù)升高，各檢測(cè)點(diǎn)最高溫度均未超過牽引變壓器預(yù)報(bào)警溫度值。
5 結(jié)語
文章詳細(xì)論述了牽引變壓器的熱損耗，闡述了CRH3型動(dòng)車組牽引變壓器冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理，通過廣州南至西安北拉通試驗(yàn)，驗(yàn)證了在常態(tài)運(yùn)行工況下CRH3型高速動(dòng)車組牽引變壓器的冷卻系統(tǒng)的冷卻性能完全能滿足牽引變壓器的散熱需求，為新一代高速動(dòng)車組牽引變壓器冷卻系統(tǒng)單元的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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作鋪墊理解原理
想辦法探究規(guī)律
自主的歸納總結(jié) 針對(duì)性解決問題 合理的引申外推 簡(jiǎn)單的基本應(yīng)用 最后的課堂歸納【教學(xué)簡(jiǎn)案】教學(xué)目標(biāo)1、 知識(shí)與技能目標(biāo):(1).知道變壓器的基本構(gòu)造.(2).理解變壓器的工作原理.(3).探究并應(yīng)用變壓器的各種規(guī)律.2、 過程與方法目標(biāo):(1).初步掌握課題解決的思維程序步驟,即發(fā)現(xiàn)問題 形成課題 建立假說 檢驗(yàn)論證 評(píng)價(jià)發(fā)展(2).培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維過程、變式思維能力以及初步的觀察、分析和概括能力；3、情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo):(1).培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的向往與熱情.(2).培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造態(tài)度、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度以及面對(duì)挫折的健康心理、意志品質(zhì)教學(xué)重點(diǎn) 變壓器的工作原理和基本規(guī)律.教學(xué)難點(diǎn) 變壓器的工作原理的理解和基本規(guī)律的探究. 教學(xué)媒體 變壓器模型、學(xué)生電源、閉合鐵芯、小燈泡、導(dǎo)線、投影儀等教學(xué)過程一、 引入新課 師生對(duì)話： 家庭用電一般是220V，我們聽的錄音機(jī)一般是幾十伏或幾伏，電視機(jī)高壓包的電壓達(dá)10000V以上，我們是怎樣得到這些不同的電壓的呢？二、進(jìn)行新課：1、變壓器的定義：用來改變交變電流電壓的設(shè)備（由學(xué)生討論回答）2、 變壓器的構(gòu)造：閉合鐵芯、原線圈、副線圈（學(xué)生對(duì)變壓器模型進(jìn)行觀察、總結(jié)，并在練習(xí)本上畫出結(jié)構(gòu)圖。老師用投影機(jī)進(jìn)行投影）3、 變壓器的工作原理：原、副線圈中由交變電流引發(fā)的相互感應(yīng)（由學(xué)過的電磁感應(yīng)知識(shí)鋪墊：如圖所示,A、 線圈中通穩(wěn)恒電流 B、原線圈中通線性變化電流 C、 原線圈中通線性變化電流問：副線圈中的感應(yīng)電流的情況？）4、 變壓器的基本規(guī)律：（1）電壓規(guī)律：（提出問題：輸出電壓與什么因素有關(guān)呢？ 進(jìn)行猜測(cè)：與線圈匝數(shù)有關(guān) 實(shí)驗(yàn)探究：變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系A(chǔ)、學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) B、學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作 C、學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 檢驗(yàn)論證 評(píng)價(jià)發(fā)展）（2）功率關(guān)系：（3）電流規(guī)律：（由能量守衡定律引入“功率關(guān)系”，讓學(xué)生根據(jù)“電壓規(guī)律”和“功率關(guān)系”自行推導(dǎo)“電流規(guī)律”）三、理解應(yīng)用例一：如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比N1：N2=4：1，當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速切割磁感線時(shí)（只計(jì)導(dǎo)體棒電阻，其余電阻均不計(jì)），電流A1的示數(shù)是12毫安，則副線圈中A2的示數(shù)應(yīng)該為：A、3毫安 B、48毫安 C、零 D、與R阻值有關(guān)解析：導(dǎo)體棒勻速切割磁感線，將產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生穩(wěn)恒的感應(yīng)電流，也就產(chǎn)生不變的磁場(chǎng)，穿過副線圈的磁通量不發(fā)生變化，因此不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。引申：若導(dǎo)體棒勻加速切割磁感線會(huì)怎樣呢？若導(dǎo)體棒以V=VM的速度切割磁感線又會(huì)怎樣呢？例二：如圖14-18所示是一個(gè)理想變壓器,K為單刀雙擲電鍵,P是滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭,U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈上的電流強(qiáng)度,則( )A. 保持U1及P的位置不變,K由a合在b時(shí),I1將增大B .保持P的位置及U1不變,K由b合在a時(shí),R消耗的功率減小C .保持U1不變,K合在a處,使P上滑I1將增大D .保持P的位置不變,K合在a時(shí),若U1增大,I1將增大解析：A、N1減小,N2、U1不變，則U2增大，I2 增大，I1增大B、N1減小,N2、U1不變，則U2增大，I2 增大，P增大C、U1、N1、N2、U2不變，R增大，I2 減小，I1減小D、N1、N2不變，U1增大，U2增大，R不變，I2 增大，I1增大 總結(jié)：對(duì)這類問題首先要搞清哪些是變量，哪些是不變量，搞清誰決定誰。匝數(shù)比和輸入電壓決定輸出電壓，輸出功率決定輸入功率。探究例題：圖3是一個(gè)理想變壓器的示意圖，鐵芯上有三個(gè)線圈，其中有兩個(gè)副線圈。原副線圈的匝數(shù)比為N1:N2:N3=10:5:1。已知負(fù)載電阻R1=110歐R2=11歐。在原線圈N1上加220V的交變電壓時(shí)，求通過三個(gè)線圈的電流分別是多少？圖3請(qǐng)同學(xué)們分析以下解法是否正確？解：由變壓器的電壓關(guān)系式U1/U2=N1/N2得N2線圈的電壓為：U2=U1*N2/N1=110V線圈N2中的電流I2為10A由電流關(guān)系式得I1=5A，I3=50A我的觀點(diǎn)是：探究過程： 總結(jié)： [自我診斷] 1．正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，數(shù)值上不一定相等的是 [
]A．電流的頻率B．端電壓的峰值C．電流的有效值D．電功率2．為了使理想變壓器副線圈接上負(fù)載后輸出的電功率變?yōu)樵瓉淼?/4，可采用的辦法 [
]A．使輸入電壓U1減為原來的1/4B．使副線圈匝數(shù)n2增為原來的2倍C．使副線圈匝數(shù)n2減為原來的1/2D．使負(fù)載電阻阻值R減為原來的1/43、用一理想變壓器向一負(fù)載R供電，如圖5-27所示．當(dāng)增大負(fù)載電阻R時(shí)，原線圈中的電流I1和副線圈中電流I2之間的關(guān)系是
[
]A．I2增大、I1也增大 B．I2增大、I1卻減小C．I2減小、I1也減小 D．I2減小、I1卻增大4、如圖5-28所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時(shí)，電鍵S斷開，當(dāng)S接通時(shí)，以下說法中正確的是
[
]A．副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B．副線圈輸電線等效電阻R上的電壓降增大C．通過燈泡L1的電流減小D．原線圈中的電流增大5、如圖5-24所示，T為理想變壓器，原線圈接在電壓一定的正弦交流電源上，副線圈電路中接入三個(gè)電阻R1、R2、R3，各電表的電阻影響不計(jì)．當(dāng)開關(guān)S合上時(shí)，各電表的示數(shù)變化情況是 [
]A．A1示數(shù)變大 C．V1示數(shù)變小B．A2示數(shù)變大 D．V2示數(shù)變大6、 如圖5-25所示，一臺(tái)有兩個(gè)副線圈的變壓器．原線圈匝數(shù)n1=1100，接入電壓U1=220V的電路中．(1)要求在兩組副線圈上分別得到電壓U2=6V，U3=110V，它們的匝數(shù)n2、n3分別為多少？(2)若在兩副線圈上分別接上“6V、20W”、“110V、60W”的兩個(gè)用電器，原線圈的輸入電流為多少？ [拓展提高] 1、.(1995年上海高考題)如圖14-19所示,理想變壓器的副線圈上通過輸電線接兩個(gè)相同的燈泡L1和L2,輸電線的等效電阻為R,開始時(shí),開關(guān)S斷開,當(dāng)S接通時(shí),以下說法中正確的是( )A. A. 副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B. B. 副線圈輸電線等效電阻R上的電壓將增大C. C. 通過燈泡L1的電流減小D. D. 原線圈中的電流增大2、(1997年全國(guó)高考題)如圖14-20(1)、(2)兩電路中,當(dāng)a、b兩端與e、f兩端分別加上220V的交流電壓時(shí),測(cè)得c、d間與g、h間的電壓均為110V,若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110V的交流電壓,則a、b間與e、f間的電壓分別為( )A.220V,220V
B.220V,110V C.110V,110V D.220V,0V 變壓器山東省沂源縣第一中學(xué) 【教材依據(jù)】人民教育出版社課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書選修3—2【教學(xué)流程圖】由實(shí)例引出定義
作鋪墊理解原理
關(guān)鍵詞：差動(dòng)保護(hù)、同極性、差電流
變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（以下簡(jiǎn)稱差動(dòng)保護(hù)）是變壓器保護(hù)的主保護(hù)之一，目前應(yīng)用到的變壓器差動(dòng)保護(hù)主要有以DCD-2型（或BCH-2型）差動(dòng)繼電器組成的差動(dòng)保護(hù)和比率差動(dòng)保護(hù)。前者曾在微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置出現(xiàn)之前廣泛使用，之后隨著微機(jī)綜自裝置的普及逐漸被比率差動(dòng)保護(hù)代替，但在一些35KV終端變電站和一些廠礦企業(yè)的變電站還可以經(jīng)常見到。比率差動(dòng)保護(hù)是變壓器微機(jī)保護(hù)裝置出現(xiàn)后被廣泛采用的一種保護(hù)，它以其模塊化、易整定、精度高、詳盡的事件記錄和自由方便的人機(jī)對(duì)話等優(yōu)點(diǎn)代替了繼電器式的差動(dòng)保護(hù)。下面以在工作中遇到的實(shí)際問題簡(jiǎn)單比較分析以下這兩種保護(hù)的異同之處。
1、躲過勵(lì)磁涌流
變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，其勵(lì)磁電流很小，一般是變壓器額定電流的1%左右，對(duì)差動(dòng)保護(hù)工作沒有多大影響。但是在一次系統(tǒng)電壓擾動(dòng)時(shí)，特別是空載合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)過程中，勵(lì)磁電流會(huì)變得很大，甚至可達(dá)近十倍的額定電流，此時(shí)的勵(lì)磁電流被稱為勵(lì)磁涌流，因勵(lì)磁涌流不能傳變至變壓器二次側(cè)，如不解決勵(lì)磁涌流問題，變壓器差動(dòng)保護(hù)將無法工作。
DCD-2型（或BCH-2型）差動(dòng)繼電器采用速飽和變流器提高其躲過勵(lì)磁涌流的能力。其原理是利用勵(lì)磁涌流包含有很大的非周期分量這一特點(diǎn)與區(qū)內(nèi)短路電流區(qū)分開。勵(lì)磁涌流中大量的非周期分量使變流器鐵芯迅速飽和。這樣二次側(cè)電流就大為減小，從而使差動(dòng)保護(hù)對(duì)勵(lì)磁涌流不敏感。
比率差動(dòng)保護(hù)是利用勵(lì)磁涌流中含有偶次諧波，這一區(qū)別于一般短路電流的特點(diǎn)直接閉鎖差動(dòng)保護(hù)。因此在微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)中常用二次諧波制動(dòng)的方法解除勵(lì)磁涌流對(duì)此種差動(dòng)保護(hù)的影響。其優(yōu)點(diǎn)是：因?yàn)椴捎昧硕沃C波閉鎖了差動(dòng)保護(hù)，因此在計(jì)算比率差動(dòng)保護(hù)最小動(dòng)作值時(shí)，便可不考慮勵(lì)磁涌流對(duì)保護(hù)裝置的影響，而只需躲過最大負(fù)荷時(shí)的不平衡電流即可。這樣就降低了差動(dòng)保護(hù)的電流動(dòng)作值，使得比率差動(dòng)保護(hù)裝置比DCD-2型（或BCH-2型）差動(dòng)繼電器構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作更加靈敏。其不足之處是：如果由于區(qū)內(nèi)故障的短路電流特別大時(shí)，仍然會(huì)有一些諧波電流存在，這樣就容易發(fā)生誤閉鎖的事件。因此必須有差動(dòng)速斷保護(hù)作為比率差動(dòng)保護(hù)的輔助保護(hù)，這樣即便由于短路電流過大出現(xiàn)誤閉鎖事件，也能夠快速切除故障點(diǎn)。這樣就要求差動(dòng)速斷保護(hù)范圍不應(yīng)超過比率差動(dòng)保護(hù)的范圍。因此對(duì)于單電源降壓變壓器來說差動(dòng)速斷保護(hù)應(yīng)能可靠躲過低壓側(cè)母線處的短路電流。
2、差動(dòng)平衡的調(diào)節(jié)
無論是哪一種變壓器差動(dòng)保護(hù)均有對(duì)消除勵(lì)磁涌流，接線組別和區(qū)外故障不利影響的專門措施，對(duì)于其它影響差動(dòng)回路不平衡電流的因素，都是通過“差動(dòng)平衡調(diào)節(jié)”來消除其影響的。
DCD-2型（或BCH-2型）差動(dòng)繼電器都是通過合適選取兩個(gè)平衡繞組的匝數(shù)使不平衡電流得到補(bǔ)償。對(duì)于三卷變來說只要確定了基本側(cè)和其匝數(shù)，將基本側(cè)電流接入差動(dòng)繼電器的差動(dòng)繞組，另外兩側(cè)分別接入兩個(gè)平衡繞組通過計(jì)算整定兩個(gè)平衡繞組的匝數(shù)使差動(dòng)回路中的不平衡電流得到補(bǔ)償，對(duì)于兩卷變來說在確定了基本側(cè)及其匝數(shù)后，基本側(cè)可以接入差動(dòng)繞組也可以接入平衡繞組，最終通過計(jì)算確定另一個(gè)平衡繞組的匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)最終的平衡。
比率差動(dòng)保護(hù)的平衡調(diào)節(jié)是給變壓器各側(cè)分別設(shè)置一個(gè)差動(dòng)平衡調(diào)節(jié)系數(shù)，各側(cè)的電流乘上各自的差動(dòng)平衡調(diào)節(jié)系數(shù)后，代入差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性方程，即比率差動(dòng)保護(hù)實(shí)際比較的是經(jīng)過差動(dòng)平衡調(diào)節(jié)后的各側(cè)電流。
通過比較可以看出前者是通過計(jì)算平衡匝數(shù)進(jìn)行差動(dòng)平衡調(diào)節(jié)的。在實(shí)際工作中，平衡匝數(shù)必須取整數(shù)，這就意味著對(duì)于計(jì)算中出現(xiàn)的半匝情況，是不能使不平衡電流得到完全補(bǔ)償?shù)模胶庀禂?shù)就不需要非取整數(shù)，這就可以使不平衡電流得到完全補(bǔ)償，從而提高了整個(gè)裝置動(dòng)作的可靠性。
3、工作原理上的不同
DCD-2型（BCH-2型）差動(dòng)保護(hù)是通過差動(dòng)繞組、平衡繞組、短路繞組在速飽和變流器中的合成磁通與繼電器二次繞組的耦合來使差動(dòng)保護(hù)正常工作的。
比率差動(dòng)保護(hù)是以兩側(cè)（或三側(cè)）電流相量之和作為動(dòng)作電流，以兩側(cè)電流相量之差（或三側(cè)中最大的電流）作為制動(dòng)電流，代入動(dòng)作特性方程。這樣以來在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，相量之和（動(dòng)作電流）最大，而相量之差（制動(dòng)電流）最小；在區(qū)外故障時(shí)，相量之和（動(dòng)作電流）最小，而相量之差（制動(dòng)電流）最大。這就有效地區(qū)分了區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障，并且即使是在變壓器有輕微故障時(shí)，也具有了較高的靈敏度。
4、二次接線與TA的極性
差動(dòng)保護(hù)的TA極性必須接正確。無論是DCD-2型（BCH-2型）差動(dòng)保護(hù)還是比率差動(dòng)保護(hù)都要求變壓器各側(cè)TA同極性接入，即各側(cè)TA的同名端都朝向母線或都朝向變壓器。
5、結(jié)尾
本文通過分析常用的DCD-2型差動(dòng)繼電器和微機(jī)型比率差動(dòng)保護(hù)工作原理的不同，提出了在使用中應(yīng)注意事項(xiàng)，在現(xiàn)實(shí)工作中具有實(shí)際意義。■
參考文獻(xiàn)
[1] 水利電力部電力生產(chǎn)司編.保護(hù)繼電器檢驗(yàn)第十九章.北京：水利電力出版社， 1977.
[2] 陳學(xué)庸. 電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)電氣二次部分. 北京：中國(guó)電力出版社，1996
作者簡(jiǎn)介：
【關(guān)鍵詞】變壓器；故障；檢修；維護(hù)
變壓器是電力系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)設(shè)備，它可以傳送功率、變化電壓、隔離絕緣，在生產(chǎn)和生活中都是必不可少的。一旦變壓器出了故障可以說對(duì)生產(chǎn)、生活以及安全用電都帶來了巨大的影響。如何對(duì)變壓器出現(xiàn)的故障作出準(zhǔn)確的判斷，并且能夠?qū)ΠY下藥，排除故障達(dá)到藥到病除是一個(gè)非常重要的需要探究的問題，下面了結(jié)合本人的工作經(jīng)驗(yàn)來談一下本人的一些初淺認(rèn)識(shí)。
一、變壓器的常見檢修項(xiàng)目
變壓器整個(gè)設(shè)備不大，但是卻有著非常復(fù)雜的構(gòu)造。其中包含了很多的器件，每一個(gè)器件的損壞都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)變壓器不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在變壓器中需要大修的項(xiàng)目一般包括拆卸各附件吊芯或吊罩；油箱、套管、散熱器、安全氣道和油枕的檢修；瓦斯斷電器、測(cè)溫計(jì)的檢修及校驗(yàn)；高空瓷瓶清掃檢查；全部密封墊的更換和組件試漏；凈油器、呼吸器、油枕膠囊、壓力釋放器的檢修等等。這些都是相對(duì)難度較大的檢修項(xiàng)目。他們一旦出現(xiàn)了故障可以說要花費(fèi)很大的人力和物力進(jìn)行檢修和維護(hù)。而且需要專業(yè)技術(shù)人員按照規(guī)范性的程序進(jìn)行處理。在變壓器的檢修中也有一些小修的項(xiàng)目，如：外殼及閥門的清掃，處理滲漏油；清掃檢查套管，校緊各套管接線螺栓；冷卻器潛油泵、散熱風(fēng)扇的檢修；取油樣分析及套管、本體調(diào)整油位等等。這些檢修項(xiàng)目相對(duì)來說容易一些，但是技 術(shù)人員絕不能掉以輕心。因?yàn)槭聼o巨細(xì)，細(xì)節(jié)決定成敗。即使是很小的細(xì)節(jié)也決定著變壓器的正常運(yùn)行。專業(yè)人員要了解變壓器常出現(xiàn)的故障和需要檢修的項(xiàng)目，這樣在進(jìn)行檢修的時(shí)候才能夠胸有成足，應(yīng)對(duì)自如。
二、變壓器修理前的準(zhǔn)備工作
對(duì)于變壓器的修理專業(yè)技術(shù)人員了解其工作原理和變壓器本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一個(gè)最根本的要求。在進(jìn)行檢修工作之前，工作人員一定要做好準(zhǔn)備，分析可能出現(xiàn)的問題，并且準(zhǔn)備好維修中需要用到的各種材料和工具。同時(shí)聯(lián)系好焊工、架子工、化學(xué)油處理人員等等可能會(huì)用到的工作人員，讓其幫助做好各種配合工作。在進(jìn)行檢修之前應(yīng)該進(jìn)行斷電，讓變壓器處于停止工作狀態(tài)，并根據(jù)需要適時(shí)地進(jìn)行調(diào)整。工作人員在修理的時(shí)候也要注意自己的衣著和其他的攜帶物，不要穿戴有很多飾品和花樣的衣服，并且要保證安全就要不攜帶其他的小器械，避免因失誤或遺忘而影響了變壓器的檢修工作。一切準(zhǔn)備就緒，帶著對(duì)于變壓器的知識(shí)，帶著熟練的技術(shù)和精通的技巧，并且輕裝上陣，工作人員就可以開始進(jìn)行檢修工作了。當(dāng)然，在檢修過程中始終要牢記“安全第一”的信念。
三、變壓器修理工藝流程和標(biāo)準(zhǔn)
變壓器的檢修如果是常見故障，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)該一看就能夠看出來，輕而易舉地就會(huì)決絕問題。但是對(duì)于那些棘手的問題，專業(yè)技術(shù)人員可能也會(huì)感到頭疼，無從下手。面對(duì)這樣的問題，工作人員就可以對(duì)一些常見檢修項(xiàng)目一一進(jìn)行檢測(cè)。例如一些常見的額定值是否正常：額定頻率是不是50Hz，額定電壓中高壓繞組是不是535KV，低壓繞組是不是27KV；相數(shù)是不是單相；聯(lián)接組標(biāo)號(hào)是不是三相組。其次是冷卻器，包括冷卻器的數(shù)量。接下來可以看看壓力釋放裝置，釋放壓力是多少；無載分接開關(guān)的額定電流、分接級(jí)數(shù)、短路耐受性能等等。在不斷地檢修中，工作人員就會(huì)發(fā)現(xiàn)問題，并且解決問題。
針對(duì)變壓器出現(xiàn)的問題進(jìn)行解決都是有一定標(biāo)準(zhǔn)的，只有達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)，變壓器存在的問題才能夠順利地被解決。這些標(biāo)準(zhǔn)也就是修好變壓器的一個(gè)衡量準(zhǔn)則。例如線圈的檢修：線圈需要保持干凈和無油污，這樣才能保證線圈的正常運(yùn)行。如果線圈中有金屬雜物就會(huì)導(dǎo)致線圈的堵塞。同時(shí)在檢修中要注意線圈是否有位移或變形，絕緣墊排列的是否整齊。只有排列整齊才能夠保證良好的絕緣效果。在檢查線圈的時(shí)候還要對(duì)絕緣老化程度進(jìn)行鑒定。以及絕緣的標(biāo)準(zhǔn)就是絕緣富有彈性，色澤鮮艷，呈金黃色，用手指按壓無殘留變形。這樣的絕緣效果是最好的，當(dāng)然還有二級(jí)絕緣、三級(jí)絕緣和四季絕緣。四級(jí)絕緣就呈現(xiàn)出了嚴(yán)重脆化的現(xiàn)象，并且可以看到導(dǎo)線，這樣的絕緣就不合格了。在變壓器的檢修過程中工作人員要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。引線的檢修，鐵芯及夾件的檢修，導(dǎo)向冷卻裝置及油箱鐘罩等等的檢修都要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。只要達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)才能夠給人們帶來方便和使用價(jià)值，才能夠保證變壓器運(yùn)行的安全和順暢。
四、科學(xué)合理處理方法
專業(yè)電力技術(shù)人員在檢修過程中要注重采用科學(xué)合理的方法來進(jìn)行操作和實(shí)踐。方法得當(dāng)才能夠使檢修工作順利地開展和進(jìn)行。具體采用何種方式來進(jìn)行操作需要根據(jù)具體情況來定。例如變壓器的油處理可以采用膠囊式油柜的注油。這種注油的方式也并不是唯一的，主要有兩種方式。一種是進(jìn)行膠囊排氣：打開儲(chǔ)油柜上不排氣孔，有注油管將有注滿油柜，直至氣體孔出油，關(guān)閉注油管……也可以直接將變壓器儲(chǔ)油柜油位補(bǔ)至正常油位。專業(yè)技術(shù)人員可以根據(jù)自己的習(xí)慣來進(jìn)行處理和檢修。只要目的達(dá)到了，工作人員的方法有效即可。選擇科學(xué)合理的方法有時(shí)會(huì)對(duì)變壓器的檢修帶來快捷和方便，讓工作順利地開展。
總之，了解變壓器的工作原理，具備專業(yè)的知識(shí)是進(jìn)行變壓器檢修的基礎(chǔ)和根本。在進(jìn)行檢修之前進(jìn)行充分地準(zhǔn)備和周密地計(jì)劃，專業(yè)技術(shù)人員也要了解檢修工藝的流程和標(biāo)準(zhǔn)，并且在具體的操作過程中采用合理的處理方法。用最短的時(shí)間把所處故障進(jìn)行處理解決，把損失降到最低，同時(shí)給人們提供便利和安全用電。對(duì)于變壓器的使用，工作人員要定期進(jìn)行檢修和維護(hù)，做到防患于未然，即使出現(xiàn)了故障也要把它消滅在萌芽狀態(tài)中，給人們帶來安全用電，并且延長(zhǎng)變壓器的壽命。
參考文獻(xiàn)：
[1]吳同文，變壓器運(yùn)行與檢修常見問題的分析[J] 黑龍江科技信息 2012.08
【關(guān)鍵詞】城市軌道交通；直流供電；24脈波整流；諧波電流
0.前言
為了解決日益擁堵的城市，緩解交通壓力，近年來國(guó)內(nèi)的許多城市已經(jīng)著手或即將開始建設(shè)城市軌道交通，提倡綠色出行。直流牽引供電系統(tǒng)作為列車唯一的動(dòng)力來源，其安全可靠性直接影響著整個(gè)城市軌道交通系統(tǒng)的穩(wěn)定性。典型的城市軌道交通供電系統(tǒng)分為主變電站、牽引降壓混合變電所、降壓變電所和跟隨所。只有牽引降壓混合變電所才提供直流，其中整流變壓器和大功率整流器是直流供電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，本文對(duì)它們的工作原理、結(jié)構(gòu)特性和運(yùn)行方式進(jìn)行分析，是對(duì)直流牽引供電系統(tǒng)的故障機(jī)理進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)。
整流機(jī)組采用三相全波橋式整流技術(shù)，運(yùn)行過程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量高次諧波。從而對(duì)城市電網(wǎng)造成污染。為了減少這一不利影響，目前我國(guó)新建的軌道交通項(xiàng)目均采用24脈波整流技術(shù)。本文首先介紹整流變壓器的結(jié)構(gòu)和24脈波整流機(jī)組的接線方式，然后采用Matlab仿真工具箱搭建軌道交通使用的24脈波整流機(jī)組仿真模型，進(jìn)而研究整流機(jī)組的運(yùn)行工況和理想狀態(tài)下的整流特性。
1.24脈波整流機(jī)組
1.1 典型整流變壓器
圖1 移相+7.5°原理圖
圖2 移相-7.5°原理圖
城市軌道交通供電系統(tǒng)根據(jù)工程概況，通常采用的系統(tǒng)電壓等級(jí)為AC 35KV和AC 10KV兩種。整流變壓器是一種特種變壓器，變壓器的元邊采用延邊三角形進(jìn)行移相，一臺(tái)移相+7.5°，另一臺(tái)移相-7.5°。變壓器的次邊有兩個(gè)繞組，一組采用星形接線，另一組則采用三角形接線，兩次邊繞組線電壓相差30 °，經(jīng)三相全波整流，在直流側(cè)兩變壓器二次側(cè)并聯(lián)運(yùn)行，組成2*12相的整流系統(tǒng)，共24脈波。由于此時(shí)整流變壓器低壓繞組采用軸向雙分裂結(jié)構(gòu)，減少了兩者間的相互干擾，因此橋間一般不再加設(shè)平衡電抗。主繞組電壓、移相繞組電壓和電網(wǎng)電壓之間的關(guān)系滿足正弦定理。如下圖1、圖2所示，分別是采用延邊三角形移相±7.5°的整流變壓器的網(wǎng)側(cè)繞組接線。
整流變壓器的典型接線中閥側(cè)繞組采用三角形（D）和星型接法（Y），兩次邊繞組的電壓比為，若電壓比差過大會(huì)造成兩個(gè)繞組電壓不均勻而使變壓器局部過熱，導(dǎo)致變壓器的燒毀。
1.2 整流機(jī)組結(jié)構(gòu)
圖3 24脈波整流機(jī)組模型
圖4 網(wǎng)側(cè)A相電壓與電流波形圖
城市軌道牽引供電系統(tǒng)由2臺(tái)12脈波整流機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行。每臺(tái)整流機(jī)組由1臺(tái)三相三繞組變壓器和2臺(tái)全波整流器構(gòu)成。諧波次數(shù)與整流脈波的關(guān)系為Q = 6M*P±1。式中Q為諧波次數(shù)、P為整流脈波數(shù)、M為正整數(shù)（1，2，3，4…）。可見，整流脈波數(shù)越大，相應(yīng)的諧波含量越少，從而對(duì)供電系統(tǒng)的不利就越小，相應(yīng)的功率因數(shù)越高。根據(jù)某城市軌道交通整流機(jī)組的參數(shù)進(jìn)行建模，整流變壓器額定容量為2500kVA，一次側(cè)電壓為35kV，二次側(cè)電壓為1180V，額定直流電壓1500V，模型如圖3所示。得到35 kV網(wǎng)側(cè)電壓和電流波形如圖4所示。直流輸出電壓仿真結(jié)果如圖5所示。
圖5 直流側(cè)輸出電壓波形圖
2.諧波電流含量分析
整流機(jī)組產(chǎn)生諧波電流主要是因?yàn)榫W(wǎng)側(cè)繞組移相角a的誤差和整流機(jī)組2臺(tái)變壓器負(fù)荷的不平衡引起的。
由正弦定理可知，要滿足移相角a = 7.5°，就必須使網(wǎng)側(cè)繞組的外延匝數(shù)與原繞組匝數(shù)之比滿足下式：
而SIN 7.5°/SIN 22.5°不是整數(shù)，從而造成誤差。而且整流機(jī)組的每臺(tái)整流變壓器都是一臺(tái)12脈波整流系統(tǒng)。在實(shí)際中，由于繞組匝數(shù)必須是整數(shù)，由此引起的誤差就會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷的不平衡。
3.結(jié)論
本文對(duì)城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)中的24脈波整流機(jī)組中的接線和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。利用Matlab仿真工具箱搭建仿真模型。最后對(duì)整流機(jī)組引起網(wǎng)側(cè)諧波電流的原因進(jìn)行了分析。
參考文獻(xiàn)：
[1] 謝方.城市軌道交通直流供電整流機(jī)組研究[D].西南交通大學(xué)碩士畢業(yè)論文，2009.
關(guān)鍵詞： 高中物理; 變壓器; 教學(xué);
引言:
變壓器屬于教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容,也是考試命題中的熱點(diǎn),通過對(duì)變壓器變壓原理、變壓比、變流比等方面進(jìn)行分析,在減輕學(xué)生學(xué)習(xí)壓力的基礎(chǔ)上理解重點(diǎn)知識(shí)。因此教師需要及時(shí)與其他教師進(jìn)行互動(dòng),學(xué)習(xí)其他教師的成功經(jīng)驗(yàn),確保變壓器教學(xué)的順利開展。
一、高中物理教學(xué)開展變壓器教學(xué)的意義
變壓器屬于日常生活中比較常見的器件,而相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)也是高中物理教學(xué)中學(xué)生必須要掌握的內(nèi)容之一。所以在教育中教師需要針對(duì)教材進(jìn)行全面分析,掌握學(xué)生具體學(xué)習(xí)情況,找準(zhǔn)教育重點(diǎn)與要點(diǎn),在做好全面解析與分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出適合的教育流程。教師通過運(yùn)用多媒體技術(shù)為學(xué)生提供日常生活中常見的變壓器,在堅(jiān)持循序漸進(jìn)原則的基礎(chǔ)上讓學(xué)生感受到變壓器模型的形成過程,在參與教具自制的基礎(chǔ)上在產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,逐漸形成認(rèn)知沖突,從而加深對(duì)變壓器的理解與認(rèn)識(shí)。開展物理實(shí)驗(yàn)的目的就是要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生在掌握知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上來理解物理知識(shí)。因此教師需要結(jié)合教材內(nèi)容,找出與生活之間的結(jié)合點(diǎn),實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐知識(shí)的融合,在啟發(fā)學(xué)生思維的同時(shí)理解變壓器內(nèi)容。由于教學(xué)對(duì)象是高中階段的學(xué)生,所以教師可以借助實(shí)驗(yàn)的方式幫助學(xué)生理解變壓器的原理知識(shí)、副線圈電壓、匝數(shù)之間的關(guān)系,在觀察變壓器的基礎(chǔ)上明確其作用。利用這一教學(xué)活動(dòng),能夠幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到電磁感應(yīng)現(xiàn)象在日常生活中的運(yùn)用情況,同時(shí)也可以認(rèn)識(shí)到變壓器本身屬于交流電路中比較常見的設(shè)備,同時(shí)也是完成遠(yuǎn)距離輸送交變電流中的裝置之一。對(duì)于高中階段的學(xué)生來講,在學(xué)習(xí)變壓器知識(shí)以前已經(jīng)掌握了電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)定律、自感現(xiàn)象等知識(shí),也對(duì)交變電流特點(diǎn)形成了初步的認(rèn)識(shí)。所以在開展變壓器教學(xué)時(shí),應(yīng)當(dāng)針對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行全面分析,幫助學(xué)生鞏固已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識(shí)點(diǎn),將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)在一起,從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生邏輯性學(xué)習(xí)思維的目標(biāo)。從心理學(xué)上來講,高中階段的學(xué)生有著較強(qiáng)的求知欲,對(duì)于日常生活緊密聯(lián)系的內(nèi)容有著濃厚的興趣,而變壓器又是日常生活中比較常見的器件,所以教師需要從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣入手,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育模式中的不足,培養(yǎng)學(xué)生的思維發(fā)散能力。所以教師需要做好演示實(shí)驗(yàn)研究工作,利用生活中的變壓器來吸引學(xué)生。教師只有發(fā)揮出自身的指導(dǎo)作用,才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,讓學(xué)生對(duì)變壓器知識(shí)產(chǎn)生出濃厚的興趣。但是從另一層面來講,高中階段的學(xué)生在知識(shí)基礎(chǔ)、心理特點(diǎn)等方面還存在著一定的不足,所以教師應(yīng)當(dāng)主動(dòng)觀察學(xué)生,掌握學(xué)生的認(rèn)知情況,在做好教育設(shè)計(jì)與分析的基礎(chǔ)上提升教學(xué)質(zhì)量,以此來實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)。當(dāng)學(xué)生的科學(xué)思維能力存在不足時(shí),很容易在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)難以理解等問題,所以教師需要做好知識(shí)點(diǎn)講解工作,在做好講懂、講透的基礎(chǔ)上來幫助學(xué)生理解知識(shí),掌握共識(shí)推導(dǎo)方法[1]。
二、高中物理中變壓器教學(xué)措施
(一)做好教學(xué)設(shè)計(jì)
首先,針對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行分析,找準(zhǔn)教育重點(diǎn),保證教學(xué)編排的合理性。通過對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析,在掌握實(shí)際情況的基礎(chǔ)上從改變交流電壓入手,順勢(shì)引入改變交變電壓設(shè)備變壓器,從而將學(xué)生帶入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。在實(shí)驗(yàn)中可以與學(xué)生一起利用可拆變壓器,掌握變壓器組成,幫助學(xué)生理解變壓器符號(hào)、工作原理,探索出變壓器電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系,理解理想變壓器、升壓變壓器、降壓變壓器。只有講述變壓器在工作中所發(fā)生的能量損耗與理想變壓器中電流、匝數(shù)之間的關(guān)系,才能讓學(xué)生更好的理解這一知識(shí)。其次,做好教學(xué)內(nèi)容處理。在課堂教學(xué)中教師需要從補(bǔ)充、完善等方面入手,做好教育內(nèi)容補(bǔ)充工作。但是在研究中發(fā)現(xiàn),由于教材中并未明確指出互感現(xiàn)象概念知識(shí),使得學(xué)生很容易出現(xiàn)理解問題。因此為了幫助學(xué)生加深對(duì)互感現(xiàn)象的理解,就可以將多媒體技術(shù)引入到課堂教學(xué)中,在結(jié)合動(dòng)畫的基礎(chǔ)上幫助學(xué)生理解互感現(xiàn)象。在課堂中教師還要運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)理想變壓器的基本規(guī)律,由于教材中并未過多提及這一內(nèi)容,而這一知識(shí)又是考試中比較重要的知識(shí)點(diǎn),所以教師就可以與學(xué)生一起進(jìn)行知識(shí)推導(dǎo),幫助學(xué)生掌握遠(yuǎn)距離輸電的問題[2]。最后,突出教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)。在變壓器教學(xué)中應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生從理論角度推導(dǎo)出變壓器原、副線圈兩端電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系,所以教師就可以引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)這一部分進(jìn)行探究,幫助學(xué)生解決難點(diǎn)與重點(diǎn)。在教育改革背景下,就要從培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)入手,在整合教育目標(biāo)的基礎(chǔ)上更新教育觀念,加深對(duì)變壓器構(gòu)造、工作原理、互感現(xiàn)象等之間的關(guān)系。在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維時(shí),可以利用可拆變壓器構(gòu)造進(jìn)行分析,在理解變壓器結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上來加深對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí),逐漸推導(dǎo)其中的關(guān)系。在科學(xué)探究中則需要針對(duì)變壓器的利弊進(jìn)行分析,明確變壓器在日常生活中的運(yùn)用情況,讓學(xué)生感受到物理知識(shí)與生活之間的聯(lián)系,從而逐漸提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)意識(shí)與能力。
(二)掌握變壓器原理
對(duì)于變壓器來講,其原、副線圈有著共同的鐵芯,而這也就造成了穿過的磁通量、以及其變化時(shí)刻也是完全一致的,加之變壓器原、副線圈中存在著交變電流出現(xiàn)互感現(xiàn)象,所以也就造成了電能可以借助磁場(chǎng)從原線圈轉(zhuǎn)移到副線圈中。由于原線圈、副線圈中電流所產(chǎn)生的磁通量是一樣的,所以線圈的每匝產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也是相等的。因此在教學(xué)中就可以組織學(xué)生針對(duì)變壓器工作原理進(jìn)行分析,并引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)公式進(jìn)行推導(dǎo)得出:E1=n1,E2=n2從而得出=通過這一過程,能夠培養(yǎng)學(xué)生的自感現(xiàn)象,掌握原線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1阻礙電流變化的作用,與加載原線圈兩端中的電壓U1的作用是相反的,且在電阻方面也是相對(duì)較小的,所以也就出現(xiàn)了E1=U1并得到在這一教育模式下,能夠讓學(xué)生參與到公式推導(dǎo)中去,同時(shí)也可以讓學(xué)生從能量的層面來理解變壓器知識(shí),認(rèn)識(shí)到變壓器并不能夠產(chǎn)生出電能,而是在交變磁場(chǎng)中完成電能傳輸?shù)腫3]。
(三)加深對(duì)變壓器的理解
首先,變壓器能夠完成交流電工作,且對(duì)于一般的直流電來講也可以進(jìn)行工作。在高中物理變壓器教學(xué)時(shí),應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到變壓器并不單純是開展交流電工作的,對(duì)于一般直流電也能夠開展相應(yīng)的工作。所以在變壓器原線圈中連接交流電時(shí),鐵芯很容易產(chǎn)生出變化磁場(chǎng),而對(duì)于副線圈來講,則可以產(chǎn)生出感生電動(dòng)勢(shì),達(dá)到對(duì)外供電要求。因此教師需要著重向?qū)W生展示這一內(nèi)容,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到在變壓器原線圈中引入一般直流電以后,雖然脈動(dòng)直流電方向上并未發(fā)生相應(yīng)的變化,但是從大小上來講卻會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,造成副線圈可以產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì),達(dá)到對(duì)外進(jìn)行供電的目標(biāo),且對(duì)于這一電流來講屬于交流電。當(dāng)出現(xiàn)特殊直流電時(shí),因電流大小、方向等是固定不變的,且磁場(chǎng)也是比較穩(wěn)定的,所以副線圈中的磁通量并未發(fā)生相應(yīng)的變化,從而也就沒有感生電動(dòng)勢(shì)的出現(xiàn),難以實(shí)現(xiàn)對(duì)外供電要求,且變壓器也不會(huì)進(jìn)行工作。
其次,變壓器并不能夠?qū)涣麟娭械谋碚髁窟M(jìn)行改變。對(duì)于變壓器來講,利用轉(zhuǎn)變交流電的最大值等,能夠提升其運(yùn)用效果。但是也應(yīng)當(dāng)要明確的是,由于原線圈、副線圈中所存在的電流是相同的,所以副線圈中所發(fā)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的變化也是一樣的,從而也就那奴役轉(zhuǎn)變交流電周期、頻率等方面。如當(dāng)周期為正弦交流電,且為0.02秒且頻率為50赫茲時(shí),受到變壓器變壓的影響,所輸出的波形依然為正弦波,同時(shí)也是交流電周期,在頻率上與輸出前一致[4]。
最后,明確變壓器在工作狀態(tài)是原線圈并不是短路。當(dāng)變壓器處于正常工作狀態(tài)時(shí),原線圈直接連接交流電源兩側(cè),雖然在直流電阻上相對(duì)較小,但是在接入到交流電以后,很容易產(chǎn)生出感抗,從而對(duì)交流電產(chǎn)生了阻礙,而這也就等同于在原線圈中增加了負(fù)載。對(duì)于感抗來講,其實(shí)就是原線圈接入到變化的交流電時(shí),受到其自感作用的影響,會(huì)產(chǎn)生出自感電動(dòng)勢(shì),而這也勢(shì)必會(huì)對(duì)電路中的電流變化產(chǎn)生出直接的影響,造成電路中難以出現(xiàn)過高電流,避免了短路的出現(xiàn)。
(四)完善教學(xué)過程
在開展變壓器教學(xué)時(shí),應(yīng)當(dāng)做好各個(gè)環(huán)節(jié)劃分工作,確保時(shí)間上的合理性,同時(shí)在各個(gè)環(huán)節(jié)中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)教師與學(xué)生之間的互動(dòng),利用問題來吸引學(xué)生,啟發(fā)學(xué)生的物理思維,讓學(xué)生在參與推導(dǎo)的基礎(chǔ)上動(dòng)手實(shí)踐,掌握知識(shí)點(diǎn)。第一、做好引入工作。在課堂教學(xué)中教師需要組織學(xué)生針對(duì)電器的額定電壓進(jìn)行分析,并針對(duì)電氣額定電壓、家庭電路電壓之間的區(qū)別進(jìn)行分析,在提出問題的基礎(chǔ)上順勢(shì)引入變壓器知識(shí)。設(shè)計(jì)這一部分的目的就是要讓學(xué)生在動(dòng)手操作中認(rèn)識(shí)到生活中的電氣額定電壓并不都是220V以此來讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到變壓器對(duì)生活的影響與意義,從而產(chǎn)生出疑問;第二、觀察結(jié)果主動(dòng)思考,通過展示相關(guān)的圖片與道具,讓學(xué)生在觀察變壓器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成初步認(rèn)識(shí)。在這一環(huán)節(jié)中學(xué)生能夠在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入思考,為后偶徐的認(rèn)知沖突提供支持;第三、進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),做好觀察與分析。通過組織學(xué)生進(jìn)行變壓器儀器自制,在驗(yàn)證猜想的基礎(chǔ)上啟發(fā)學(xué)生的思維,讓學(xué)生找出燈泡發(fā)亮的方法,探討在開關(guān)閉合的瞬間燈泡出現(xiàn)閃亮的原因。在這一環(huán)節(jié)中由于教學(xué)直觀性較強(qiáng),能夠幫助學(xué)生曝保持注意力的高度集中,同時(shí)也可以結(jié)合已經(jīng)掌握的知識(shí)點(diǎn),針對(duì)交變電流特點(diǎn)進(jìn)行分析,找出燈泡常亮的方法,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力;第四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,做好歸納與總結(jié)。在這一環(huán)節(jié)中教師需要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到變壓器其實(shí)就是轉(zhuǎn)變交變電壓的設(shè)備,從而理解變壓器原線圈、副線圈電壓比的影響因素。通過分析誤差原因,在保持學(xué)生注意力集中的基礎(chǔ)上引入理想變壓器;第四、得出最終結(jié)論。借助法拉第電磁感應(yīng)定律能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步理解理想變壓器中電壓與匝數(shù)之間存在的關(guān)系,從而也就可以得出最終的結(jié)果,在實(shí)驗(yàn)與探究中掌握變壓器知識(shí)[5]。
結(jié)束語
綜上所述,在高中物理教學(xué)中開展變壓器教學(xué)就需要從具體情況出發(fā),做好教學(xué)設(shè)計(jì)與研究工作,在幫助學(xué)生掌握物理基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)掌握變壓器電壓關(guān)系,同時(shí)也可以理順電磁感應(yīng)原理知識(shí),明確電流關(guān)系等。教師也要給學(xué)生提供繼續(xù)探索機(jī)會(huì),鼓勵(lì)學(xué)生之間進(jìn)行互動(dòng),在參與實(shí)驗(yàn)的同時(shí)理解變壓器知識(shí)點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
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[3]李衛(wèi)志.關(guān)于“變壓器”難點(diǎn)教學(xué)的反思[J].物理教師:高中版,2005,(09):67-67.
