变压器工作原理
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变压器工作原理范文第1篇
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。变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压等。本文对发电厂常用变压器的结构及工作原理进行简要的分析。
1．三相电力变压器
用于国内变压器的高压绕组一般联成Y接法，中压绕组与低压绕组的接法要视系统情况而决定。所谓系统情况就是指高压输电系统的电压相量与中压或低压输电系统的电压相量间关系。如低压系配电系统，则可根据标准规定决定。由于电力系统都是三相制的，因而三相电力变压器被广泛地使用着。较之于单相变压器，三相变压器在结构、磁路、绕组连接、连接组别等方面，都有着其自身的特点。三相电力变压器的外形(油浸式)，为三相芯式变压器的铁芯、绕组及磁通。
1．1国内的500、330、220与110kV的输电系统的电压相量都是同相位的，所以，对下列电压比的三相三绕组或三相自耦变压器，高压与中压绕组都要用星形接法。当三相三铁心柱铁心结构时，低压绕组也可采用星形接法或角形接法，它决定于低压输电系统的电压相量是与中压及高压输电系统电压相量为同相位或滞后30°电气角。
1．2国内60与35kV的输电系统电压有二种不同相位角。
如220/60kV变压器采用YNd11接法，与220/69/10kV变压器用YN，yn0，d11接法，这二个60kV输电系统相差30°电气角。
当220/110/35kV变压器采用YN，yn0，d11接法，110/35/10kV变压器采用YN，yn0，d11接法，以上两个35kV输电系统电压相量也差30°电气角。所以，决定60与35kV级绕组的接法时要慎重，接法必须符合输电系统电压相量的要求。根据电压相量的相对关系决定60与35kV级绕组的接法。否则，即使容量对，电压比也对，变压器也无法使用，接法不对，变压器无法与输电系统并网。
1．3国内10、6、3与0.4kV输电与配电系统相量也有两种相位。在上海地区，有一种10kV与110kV输电系统电压相量差60°电气角，此时可采用110/35/10kV电压比与YN，yn0，y10接法的三相三绕组电力变压器，但限用三相三铁心柱式铁心。但要注意：单相变压器在联成三相组接法时，不能采用YNy0接法的三相组。
2．自耦变压器
自耦变压器在结构上不同于前面介绍的原、副边绕组分开的双绕组变压器，它的特点是原、副边共用一个绕组，结构更为紧凑。区别于双绕组变压器，自耦变压器的原、副边绕组之间除了有磁的联系外，还有电的直接联系。自耦变压器通常用做调压器。
和普通变压器一样，自耦变压器的原、副边电压比等于其匝数比。当旋转调压器的手柄时，可改变副边绕组匝数N2，从而使得副边电压U2在一定范围内可调，其调压原理。
使用自耦变压器时必须注意：原、副边的公共端必须接电源的中性线(零线)且可靠接地。
当人体触及副方绕组的任一端时，都将造成触电危害。根据电气安全操作规程，自耦变压器不得作为安全变压器使用。安全变压器必须是原、副边绕组分开的双绕组变压器。
三相自耦变压器的原绕组通常都采用Y形连接。
2．1自耦变压器是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器.升压和降压用不同的抽头来实现.比共用线圈少的部分抽头电压就降低.比共用线圈多的部分抽头电压就升高.
2．2其实原理和普通变压器一样的，只不过他的原线圈就是它的副线圈一般的变压器是左边一个原线圈通过电磁感应，使右边的副线圈产生电压``，自耦变压器是自己影响自己。
2．3自耦变压器是只有一个绕组的变压器，当作为降压变压器使用时，从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组；当作为升压变压器使用时，外施电压只加在绕组的―部分线匝上。随着电力系统的发展、电压等级的提高和输送容量的增大，自藕变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用.
3．电焊变压器
电焊变压器即交流弧焊机，是特殊的降压变压器。对电焊变压器的要求是：次级要有足够的引弧电压(约60V～75V)；当焊接电流增大时，次级电压必须迅速下降；次级短路(即焊条碰触工件)时，电流也不会太大，即要求电焊变压器具有陡降的外特性，为满足焊接要求，在电焊变压器的次级串接电抗器。转动电抗器上的螺杆，可改变磁路空气隙的长短，使电抗器具有不同的电感量，从而获得大小不同的焊接电流。气隙加长，磁阻磁大，电感量减小，焊接电流增大；反之，焊接电流减小。
4. 互感器
在高电压或大电流的电气设备及输电线中，通常不能直接测量其电压、电流或功率，而
需借助互感器。这样，一方面可使高压与低压隔离，以保障测量人员和仪表的安全；另一方面，也扩大了仪表的量程，并为测量仪表的标准化创造了条件。
根据用途的不同，互感器通常分为电压互感器和电流互感器。
4．1电压互感器
电压互感器的常见外形。电压互感器的结构、原理与小型双绕组变压器相同。电压互感器的原绕组匝较多，并联在被测线路中；副绕组匝数较少，接在高阻抗的测量仪表上。
测量时，副边数值乘以变压比(也称电压互感器的变换倍率)即为原边电压的大小。接线时，电压互感器的副绕组必须接地，并安装熔断器，必须注意：电压互感器运行过程中副边不得短路。
4．2电流互感器
电流互感器的常见外形。电流互感器与电压互感器一样，采用的也是双绕组结构形式，相互绝缘的原、副绕组套在一个闭合的铁芯柱上。电流互感器的原绕组匝数很少(有的只有1～2匝)，串接在被测线路中；副绕组匝数较多，接低阻抗的测量仪表(如电流表、功率表、电度表的电流线圈)，因而，尽管电流互感器的原边电压很高，但因副边所接仪表的线圈阻抗很小，接近短路状态，所以副边电压却很低，操作人员和仪表较为安全。
测量时，副电流乘以变流比为1：K，即为原边电流的大小。接线时，电流互感器的副绕组的一端和铁芯必须同时接地。
特别注意的是：电流互感器运行过程中严禁副边开路。如需在带负载情况下装拆仪表，也必须先将电流互感器的副绕组短路。■
参考文献
变压器工作原理范文第2篇
关键词：差动继电器；保护；原理；故障分析
随着我国现代化建设的不断加快，电力系统的发展也越来越迅速。电力系统的保护问题一直是我们关心的课题，主变压器差动继电器做为变压器的主保护，是电力系统安全的关键，对它的研究更显得至关重要。本文从主变压器差动继电器保护原理与故障出发，对主变压器差动继电器进行了系统的研究和介绍。
1 主变压器差动继电器保护原理
主变压器差动继电器是一种保护型的继电器，它的主要作用就是保护发电机、点攻击和变压器等。在电力系统的使用中非常广泛，基本上所有的大型电气设备，都是采用差动继电器的保护装置。一般分为BCH型的差动继电器、JCD型的差动继电器、LCD-16型的差动继电器等构成的变压器差动保护。主要原理还是在当变压器内部出现严重的故障时，在任意的一相差动电流大于差速断整定值的时候，差动速断保护就会瞬时动作，跳开高低压各侧开关完成对变压器的保护。
1.1 BCH型的差动继电器构成的变压器保护原理
目前在我国，BCH型的差动继电器构成的变压器保护应用非常广泛，对于35kV及以下的系统，大多选用BCH型带速饱和变流器的差动保护。在我们的实际使用过程中，大多采用速饱和中间变流器的差动继电器来构成差动保护，从而减小励磁涌流对差动保护。BCH型的差动继电器一般分为BCH-1型的差动继电器和BCH-2型的差动继电器两种。
其中BCH-2型的差动继电器的主要工作原理是，由两个平衡线圈WPh1和WPh2，分别接在差动继电器保护的两个手臂上，其中的一个差动线圈Wcd，接在差动回路中，Wcd和WPh都有抽头可以进行调节。在使用过程中，一般情况下，BCH-2型的差动继电器的保护灵敏度会相对较差，很少适用于大容量的变压器。
BCH-1型的差动继电器主要工作原理是，它没有短路线圈但是增加了一个制动绕组，当被保护变压器外部短路时，短路电流就会流过制动线圈，导致铁芯饱和，磁阻增大，使工作线圈和二次线圈之间的传变作用变坏，增大保护装置的动作电流，最终起到保护的作用，在较大容量的变压器中效果会更明显，所以在电力系统中相对于较大容量的变压器，BCH-1型的差动继电器保护装置应用比较广泛。
1.2 JCD型的差动继电器构成的变压器差动保护原理
JCD型的差动继电器一般分为两种4A和2A，差动部分都是使用鉴别波形间断角和二次谐波制动原理构成的，其中内部设有专用的闭锁元件和整流型差动速断元件。JCD型的差动继电器中，保护装置中的差动原件元件是利用波形判别间断角大小原理构成的。并且每相每侧都装有一个电抗互感器，它的作用分别是滤去非周期分量并起到平衡作用。
1.3 LCD-16型的差动继电器的工作原理
LCD-16型的差动继电器的保护原来主要是差电流原理。在工作中把变压器每侧的CT二次电流直接引入到继电器中，在变电器发生故障时，流入与流出设备的电流大小、相位不同，产生差电流使继电器完成保护。LCD-16型的差动继电器的灵敏度比较高，与调试BCH型的差动继电器和JCD型的差动继电器相比调试更加简单。
2 主变压器差动继电器故障分析
在主变压器差动继电器保护工作中，有很多原因会导致差动继电器产生故障，下面我们从差动继电器的使用、差压、定值等几个方面，对JCD型的差动继电器和LCD-16型的差动继电器的工作故障进行分析。
2.1 JCD的差动继电器的故障分析
JCD的差动继电器是通过制动滤波回路中的电感线圈断线，使继电器失去了制动的电压，当时使用的断角低于65°，由此可见在穿越事故发生时，差动电压就会到了一定数值，而出现保护误动作。这时，我们首先要从继电器的本身分析，继电器薄弱环节是制动回路，里面的原件损坏导致装置不能发出警报，导致出现可能误动的事故隐患。晶体管在保护运行的过程中，由于时间过长导致元件老化和部分位置绝缘性降低，也是导致继电器故障的一个不可忽视的原因。
2.2 LCD-16型的差动继电器保护故障分析
LCD-16型的差动继电器当在差压偏高、定值偏低、调试方法不成熟时都会产生故障。如LCD-16型的差动继电器在运行过程中，尤其是达到满负荷的时候，压差就会偏高，在继电器上不一定会有合适的抽头与之匹配，我们只能取比较接近的抽头来进行整定，并且没有可以调整的合适地方，必然会出现压差偏高。或LCD-16型的差动继电器工作时，继电器的动作值通常选变压器各侧电流及CT变化来计算出数值，从而选择较为接近的电抗器抽头。这样做虽然对保护灵敏度有好处，但是会导致动作值偏低，当出口故障时，继电器理论上虽然能有制动作用，但定值偏低必然会引起误动的可能，所以在使用过程中要适当地加大一些动作定值，才能大大降低保护误动的可能性。另外，一个好的继电器，正确的调试方法是必须的，如果调试方法不成熟也会引起LCD-16型的差动继电器的故障。
3 结束语
主变压器差动继电器在保护变压器方面的良好功能，使其在电力系统中的地位越来越重要。对主变压器差动继电器保护原理与故障进行深入的研究，是促进电力系统发展的一个重要方法。本文从实际出发，根据笔者大量的工作实践，对主变压器差动继电器保护原理与故障进行了分析和探讨，提出了有建设性的意见，在我国主变压器差动继电器的发展道路上进行了有意义的探索。
参考文献
[1]佟志军，郭迎辉，陈凯，等.主变压器差动继电器保护原理与故障分析[J].中国电力教育，2009（6）.
变压器工作原理范文第3篇
【关键词】电机与变压器；教学；教师；学习
“电机与变压器”是维修电工等专业的一门专业基础课。本课程由于牵涉到磁场的概念，使教学内容抽象、概念多、公式推导繁琐复杂，难于理解；直流电机、变压器、交流电机各部分相对独立，但又有内部联系；实践性强，但又必须有理论支持，同时还必须具备数学、电工基础、物理等多门学科的相关知识，导致学习这门课程存在着学生难学的情况。因此，必须从教学安排、教学内容、教学方法、教学手段、实验实践、学习方法等方面进行调整，激发学生的学习积极性和主动性，增强学生的实践动手能力和创新能力，提高课程教学质量。
一、教学安排
现在的实际应用的大部分是交流电机，直流电机的应用比重有所减小，所以在变压器、交流电机的内容上可适当加大，直流电机所占的比例可适当压缩。从讲课反馈上来看，按照先讲直流电机，再讲变压器，最后是交流电机的教学安排可能更合理些。因为学生在初中物理及技校的“电工基础”等课程中已初步地掌握了直流发电机和直流电动机的基本工作原理，所以接受起来并不很困难。变压器的工作原理也在“电工基础”的互感电路章节中有所涉及，它对“电机与变压器”中的内容有所铺垫，同时变压器与交流电机也有联系，可以把它看成是一台静止不动的交流电动机。对比变压器的一次测电压表达式和交流电动机的定子电压表达式，我们可以看到两者的表达式非常相像，只不过交流电动机多了，项基波绕组系数。当讲到交流电动机绕组的磁势和电势时我们会发现：变压器采用的是集中整距绕组，因此，交流电机为了抑制谐波的磁势和电势，采用短距分布绕组，所以，变压器可以看成是一台静止不动的交流电动机。当然，在讲课过程中也要注意两者的区别。笔者发现按照上述的讲课顺序进行教学，学生理解会更清晰些。
二、教学方法
优化课堂结构，培养自学能力。未来的文盲不再是不识字的人，而是没有学会怎样学习的人。在科学技术迅猛发展的今天，新的科技知识成倍地增长，人们只有具备获取新知识的学习能力，不断更新头脑中的知识结构，才能跟上时代的步伐。课堂教学是教师实施学法指导，学生形成学习能力的主阵地。在课堂教学中，应保证学生有充足的时间参与学习活动，把自学引进课堂。学法指导的课堂教学结构，应充分体现教师的主导作用、学生的主体作用。一般说来，技校生上课时精神不易集中，特别是每节课的后三分之一时间。因此，讲课就必须在开头30分钟内解决该节课的重点问题。要做到这点就得在备课上下工夫，备课时要面面俱到，讲课时要突出重点，优化知识结构。同时，在课堂教学中，应多采用启发和问题教学法，重点培养学生的思维能力，引发学生多角度思考；要通过收敛思维训练，培养学生综合分析和归纳概括的能力，帮助学生拥有自学的能力。
三、教学手段
教学中，如果仅靠板书的这种传统方式来讲解，不仅授课进程缓慢，影响教学进度，而且学生理解吃力，教学效果比较差。例如，三相旋转磁场的产生过程，该部分比较难理解，学生容易产生厌烦情绪。为此我们收集制作了一些PowerPoint图片和Flas等教学课件来演示三相旋转磁场的产生过程，电机实物进行现场演示。在一台去除了转子的交流电动机定子内部放置一个小磁针，在三相对称绕组上加上三相对称电源，将直观地看到小磁针转动。将三相交流电源中的任意两相电源线对调后，发现小磁针转动方向会改变。这样，学生就直观地看到了交流电机旋转磁场的正反转，便于理解交流电动机的正反转。由此我们就可以提出问题：为什么小磁针能够转动？采用这种方式在多媒体教学过程中解决问题。即提出问题一分析问题一解决问题。通过这样的现代教学手段，能够锻炼学生独立思考能力和独立解决问题的能力。采用多媒体等教学手段，结合理论知识进行分析和讲解，教师可将复杂、枯燥的内容变得直观、容易理解，给学生留下深刻的印象，学习过程也变得轻松愉快，教学效果很好。
四、实验实践
《电机与变压器》是一门实践性很强的学科。学生学完这门课后，应掌握电机变压器方面的一些理论知识，具备一定的设备维护保养和检修能力，因此，接触实物做实验这一环节必不可少。特别是针对当前国家注重实践教学，加强动手能力培养，强化技能训练的要求，电机实验起到理论教学与生产实际之桥梁作用，能更好地配合课堂教学，使学生通过实验以及对实验结果的分析，进一步加深对课堂知识的理解，既培养学生掌握基本的实验方法和操作技能，又培养学生分析问题、解决问题和实际动手的能力，达到学以致用、增强教学效果。目前，有些学校由于受条件限制，专业理论课类的教具不全，如交、直流电机模型，变压器模型，没有独立的电机实验室。教师可在有限的条件下实物拆解或做一些演示实验，对于不能做的，教师要进行过程讲解，让学生了解实验过程。按照教学计划，学生要进入工厂，车间的顶岗实习的学习阶段。实际体验各种电机和变压器的接线和工作过程，了解掌握各种电气设备的功能和使用。让工人师傅现场带领我们的学生掌握不同类型电气设备的操作，让学生对各种生产机械的主要结构及操作情况有亲身体验，通过工厂、车间的实习提高学生的实践能力，更快融入社会，工厂车间，做到学、用统一，为将来的就业打下良好基础。
五、学习方法
引导学生如何学习专业课目前，技校学生的学习现状不容乐观。大部分学生对学习缺乏主动、缺少自信心，学习缺乏独立性、自觉性，没有一套行之有效的学习方法。第一次接触此类专业课，许多学生都还停留在“不就是花点时间读读背背有关电机与变压器方面的问答题、填空题和计算公式吗？”因此，教师必须帮助学生形成专业课的学习观念和方法。可以从以下四个方面引导：首先，将专业课的学习与电路基础理论衔接，指导学生有针对性地预习。如教学变压器知识之前要求学生预习并巩固电磁感应知识、电感元件的电路模型，R-L电路的原理和方程。其次，帮助学生形成强烈兴趣。如讲授电机知识之前，可以要求学生说出生活和生产领域中电机作为动力的设备，如电风扇、冰箱、空调、抽油烟机、洗衣机等，或组织学生参观电机生产车间和电机修理厂，搜集电机应用方面的资料（如三峡机组的资料）介绍给学生，增加求知欲。再次，指导学生了解课程教学目的，教师结合教学大纲和自己对课程的把握情况，阐明《电机与变压器》的课程特点。如要求掌握变压器、异步电动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、使用维护知识等。最后，培养良好的学习习惯，如紧扣预习、听课、复习、作业、小结五个环节进行学习。
只有培养良好的学习习惯，掌握科学的学习方法才能学得轻松。注重从结构到工作原理的知识联系电机和变压器这些电气设备在实际生产中看得见、摸得着，课程在内容安排上也是从结构到工作原理，教学时模型和实物不可少，如观察干式变压器，学生可以初步了解变压器的一、二次绕组，内外层绕组，熟悉芯式、壳式结构，为原理和应用的学习打下基础；对电力变压器进行现场教学就能快速帮助学生掌握它的主要结构、附属结构及特点。在学校现有的条件下，进行电机实物拆解，让学生对结构，各部件位置有直观认识，在头脑中建立起空间概念，为理解工作原理及建立电路模型打下基础。如学习异步电动机工作原理时，由于有了电机的空间概念，讲解时只需注意三点即可：（1）三相定子绕组通上三相交流电产生旋转磁场。（2）转子导体在磁场中切割磁力线产生感生电势、感生电流。（3）通电的转子导体在磁场中受力旋转。上新课时，应按照从结构到工作原理的顺序进行讲解，使学生知道什么样的结构决定了什么样的特性，让学生了解这些知识点之间的联系。加强理解性记忆很多学生在学完变压器内容，复习和巩固单元知识时得出：这门课不就是读读背背么，上课听不听关系不大。
事实上，记忆一个不理解或从未见过的知识比记忆一个理解的知识难得多。并且专业课远比基础课知识点多、概念深奥。因此，教师需要指导学生如何理解和记忆，以电焊变压器的外特性为例，其实，只要理解了外特性图，它的特点和原理就能掌握：（1）较高的起弧电压；（2）陡降的外特性；（3）短路电流不能太大；（4）电流大小可调。再如，变压器效率推导公式很复杂，其实它的效率也是输出与输入的比值，理解两者之差是铁损耗与铜损耗之和，就能解决效率计算问题。进行理解性记忆，不仅不易忘，考试复习时也无须多花时间，《电机与变压器》中类似内容很多，如他励直流电机外特性、交流电机外特性、电机启动、调速方法及特点等都需要教师指导学生在理解的基础上掌握。熟记专业术语学生试卷中常有这样的情形出现：问题的答案写出来了，但在书写时却白字连篇，音同字不同（如把“空载运转”写成“空在运转”，“变频调速”写成“变平调速”）。一些学生认为既然是理科，就不需记术语。其实，熟知术语能起到事半功倍的效果。为此，我常要求学生对一些术语要熟记，如电压调整率、机械特性、转差率、同步转速等概念。
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变压器工作原理范文第4篇
关键词：应用电子式；电流互感器；变压器差动保护研究
我国一直致力于民生事业的建设，随着科技的发展，电力已经成为了人们日常生活中不可或缺的必需物，而在电力输送过程中电流互感器以及变压器等继电器的存在是保障电流等电信号满足人们日常所需的关键，这也是由于目前所采用的继电器多为电磁式互感器，而而这种互感器极易受到外界影响，进而影响电力的正常输送，而无论城乡电网还是低级电网随着时间的推移都逐渐出现饱和的趋势，而电子式电流互感器的出现对于饱和的电信号有着重要作用。
1电子式电流互感器综述
虽然电子式电流互感器在解决电流等电信号饱和上有着得天独厚的优势，但是不可否认由于电子式电流互感器出现的时间较晚，使得绝大多数人员依旧采用传统的电磁式互感器，所以为了推动电子式电流互感器的使用，就必须对其有一定的了解。1.1电子式电流互感器的概念。随着信息化脚步的加快，目前社会上的绝大多数的仪器都在朝智能化的方向迈进，以期望能在解放劳动力的同时提高工作效率，毫无疑问，变电站的危险性相对较高，因此当前一部分智能变电站的出现使得电力中转更为便捷，但是传统的电磁式互感器极易受到影响，损耗了大亮的电信号，因此电子式电流互感器的出现使得智能变电站更为符合时代的发展，这主要是由于相对于传统的互感器，电子式电流互感器具有体积小，重量轻，绝缘材料简单，动态范围较宽，无磁饱和现象，数字量、模拟量输出均可，且二次输出可开路，但是温度对其影响较大。目前社会上广泛使用的电子式电流互感器包括应用电子式电流互感器以及光学互感器。1.2电子式电流互感器工作原理。电子式电流互感器之所以能快速的代替传统的电磁式互感器的原因正是由于其所具有的特点，同样也离不开电子式电流互感器的工作原理。电子式电流互感器的工作原理包括：罗氏线圈原理、低功率小铁心线圈原理、电阻分压原理、阻容分压原理以及串联感应分压原理，其中罗氏线圈原理是通过电磁感应定律算出导体的电动势，从而调节线圈，进而使得互感器更为合理、科学；而低功率小铁心线圈原理则是算出电路中的电功率，从而调节小铁心线圈，进而提高互感器的电流调节作用；电阻分压原理利用电阻并联的方法对工作中的电子式电流互感器进行差动保护；而阻容分压则是通过为了降低过高电压通过的可能性，进而避免短路的情况出现，从而起到保护变压器的作用；串联感应分压器原理就是将多种不同级的电抗器串联在电路中，从而根据反馈的电信号合理的尽心线圈设置，从而保障电子式电流互感器的工作。
2应用电子式电流互感器的变压器差动保护的必要性
显然，正是由于电子式电流互感器的优点使得传统的电磁式互感器的应用价值受到了威胁，尤其是在全面智能化的未来，但是即便如此也需要对电子式电流互感器采取一定的措施进行保护，这是由于尽管电子式电流互感器尽管不具备磁饱和现象影响电力信号的传输，但是却极易受到温度的影响，也就是说如果通过的电子式电流互感器的电压或电流过高轻则损耗电力，重则会产生危险，所以为了保障电子式电流互感器能够正常的工作，有必要对应用电子式电流互感器进行变压器差动保护。
3变压器差动保护的研究现状
正是由于变压器差动保护对于电子式电流互感器的工作正常有着十分重要的作用，所以必须对差动保护原理有一定的了解，并了解当前电子式电流互感其以及差动保护的现状。3.1差动保护原理分析。由于差动保护的原理简单并且上手容易，所以被广泛的应用在各大变电站电力保护中，是十分重要的电力运输保护原理。一般所采用的差动保护分为全电流差动保护以及基于故障分量的电流差动保护，主要通过对比不同级别的电压侧得电流，一般情况下智能变电站所采用的是三相变压器差动保护相位补偿方式，通过对不对等的电流进行处理，令两侧的电流差为零，但是这种差动保护方式并不能体现出电子式电流互感器的使用优点，所以必须对其进行改善。3.2电子式电流互感器变压器差动保护的原理分析。电子式电流互感器与传统的电磁互感器之间最大的不同的就是当遇到系统障碍时，电子式电流互感器不会遇到饱和的问题，所以仅仅是简单的采用传统的差动保护原理是不足以体现出电子式电流互感器的应用价值的，所以必须对变压器差动保护进行改善，现在所采用的电子式电流互感器变压器差动保护原理包括差动保护整合算式以及运行过程中的差动保护方案，前者通过对互感器差动保护中的电流进行运算，确定保护条件，从而得出额定电压，进而最大程度的保障电子式电流互感器的工作安全以及工作效率，而后者则是为了使差动保护的效率提高而提出的运行方案，这是由于在电子式电流互感器工作期间可能会出现意外的情况影响其工作，所以在此过程中必须根据电子式电流互感器的工作原理，进行合理的运算，得出其工作过程中的电力参数，进而帮助工作人员合理的调节线圈的大小，使其满足电子式电流互感器的差动保护要求，同时也可以根据电子电流互感器的差动保护特性进行及时的调节，从而提高电子式电流互感器的差动保护效率，进而保证电子式电流互感器的工作质量。
4应用电子式电流互感器的变压器差动保护情况
如今应用电子式电流互感器的使用范围越来越广，而为了保障电子式电流互感器的工作效率以及工作质量，对其进行变压器差动保护是十分必要，更遑论，但是当今社会对于继电器的保护装置的研究十分重视，但是由于电子式电流互感器的出现较短，且又需要其能在商业化应用中具有更高的价值，就必须对电子式电流互感器的变压器差动保护提出更高的要求，应用电子式电流互感器在工作过程中由于损耗等问题不同级别的电流量是时刻变化的，而这在动态保护方案中虽然也被考虑到，但是却由于信息采集不到位而导致电子式电流互感器的工作出现问题，因此必须同步采样，保障两侧的电力信息能最大化的同步，可采用GPS硬件时钟法，最大化的实现全电站的样本采集的同步化，除此之外，必须对电子式电流互感器进行多次分析及时的发现差动保护的漏洞，进而针对解决，同时也要对差动保护进一步的研究，从而保证电子式电流互感器的工作质量。
综上所述，随着社会的变迁，时代的发展，智能化的变电站会最大化的保障人们日常对电力的需求，也能解放劳动力，但是电磁式互感器却并不适用于智能变电站，因此为了提高智能变电站的商业价值，必须推进应用电子式电流互感器的普及以及使用。而电子式电流互感器的优点时期成为了炙手可热的新一代传感器，因此对其进行变压器差动保护具有十分重要的作用。
作者:臧红波 管志岳 单位:1.无锡职业技术学院 2.宝克(无锡）测试设备有限公司
参考文献
变压器工作原理范文第5篇
【关键字】断路器失灵保护；原理；跳闸对象
1、引言
随着社会的发展，电力系统的结构和运营模式越来越复杂。用户对电的质量和可靠性的要求也越来越高。如今的电网，高压线路非常普遍，而电网的稳定运行也越来越重要。高压输电线路远距离输送的功率很大，如果线路发生故障而断路器又拒动时，会带给电网很大的危害，损坏设备。针对这种情况，采用了断路器失灵保护，从而有选择地将相关断路器断开，提高系统的稳定性。
2、概念
当系统发生故障，如：输电线路、变压器、母线或其它主设备发生短路时，保护装置动作并发出跳闸命令，而故障设备的断路器拒绝动作时，称之为断路器失灵。
3、失灵保护的原因
断路器失灵故障的起因很多，如：断路器操作机构的故障，断路器跳闸线圈的故障，直流电源消失等等。
4、增设断路器失灵保护的必要性
系统发生故障后，如果出现了断路器失灵的情况，而又没有增设失灵保护，会造成严重的后果。例如：变压器出现故障，保护动作，断路器却拒绝动作，这样会严重损坏变压器甚至导致变压器着火；又如：当线路发生故障，而断路器拒动时，如果不增设断路器失灵保护，线路及发变组的后备保护将动作，切除故障，这样就会扩大停电范围，造成很大的经济损失。
5、断路器失灵保护工作原理
1）断路器失灵保护由启动元件，时间元件及出口元件组成
上图为断路器失灵保护的工作原理图
另外：非电量保护（如变压器的重瓦斯，压力释放等）不起动断路器失灵保护。
2）断路器失灵保护出口逻辑如下
a）经较短的时间延时跳开母联断路器；
b）经较长的时间延时跳开与失灵支路所在同一母线上的所有支路断路器。
3）复合电压闭锁
按母线段设计，采用低电压、零序电压和负序电压判据组成，任一判据满足动作条件或母线PT断线电压闭锁元件开放。
除复合电压闭锁功能外，装置还具有变压器、发变组等元件支路外部解除电压闭锁功能。
6.3/2断路器接线方式失灵保护的跳闸对象
1）边断路器的失灵保护由母线保护或线路保护或变压器保护或充电保护起动，失灵保护动作后再跳一次本断路器并跳该母线上的所有断路器和中断路器。如果连接元件是线路的话还起动该线路的远跳，如果连接元件是变压器的话则起动变压器保护的跳闸继电器跳各侧断路器。
2）中断路器的失灵保护由线路或变压器保护或充电保护起动，失灵保护动作后再跳一次本断路器并跳两个边断路器。如果连接元件是线路的话还起动该线路的远跳，如果连接元件是变压器的话则起动变压器保护的跳闸继电器跳各侧断路器。
7、失灵保护运行时的注意事项
对双母线接线的线路保护进行定检等工作时，为了防止试验电流误流入失灵保护回路，造成失灵保护误动，一定要断开该断路器的失灵保护启动回路或退出失灵保护。在修改断路器失灵保护定值前，一定要退出断路器失灵保护所有出口跳闸压板。
变压器工作原理范文第6篇
【关键词】PLC 大型电力变压器 风冷控制装置
从目前的情况来看，国内的大型电力变压器的在进行冷风控制装置时一般采用强油风冷冷却方式，大部分采用都是继电器逻辑控制方式，虽然能够满足部分控制功能的要求，但是在某些方面还是存在一些问题，比如可靠性低、控制回路复杂、控制误差大等，难以满足电力系统现代化管理的要求。本文主要针对现阶段电力系统中变压器风冷控制装置存在的问题，提出了基于于PLC（可编程控制器）的大型电力变压器风冷控制装置。其工作原理主要是通过PLC采集变压器冷却控制系统的数据，来达到有效控制温度的目的，同时，自动均衡投切冷却器是通过冷却器的累计运行时间和停止时间实现的。本文所研究的应用于大型电力变压器风冷控制装置的是西门子公司的S7一200型PLC，基于此进行大型电力变压器风冷控制装置的设计应用。它不仅能够实现对装置的远程控制，还具有维护方便、安全性强、可扩充性、易于维护等优势和特点，能够满足大型电力变压器智能化、无人化现代化管理的要求，应该加大力度进行推广应用。
1 传统风冷控制系统存在的问题
传统的电力变压器冷却控制系统采用的是分立电器元件构成，以硬逻辑实现各种功能，但是这种传统装置存在着一些问题，不适用于现代大型电力变压器的工作模式和工作要求。
（1）缺乏必要的运行标准和规范，在运行过程中容易因冷却回路不一造成接线复杂，非常不利于后期的管理和维护工作的正常开展。
（2）在传统的电力变压器冷却控制装置中应用分立电器元件，会使整个系统的故障频率升高，诸如线圈烧毁、氧化接触不良、老化速度快等问题很容易出现，而且维修成本和维修难度相对也比较高，影响变压器的安全性，甚至给正给电力系统的安全运行带来威胁。
（3）传统的变压器冷却控制系统无法实现自动监控和智能控制，实现信息的采集于控制难度大，系统的安全性和工作效率也难以得到有效的提升，不能满足现阶段电力现智能化和信息化改革的要求。
2 电力变压器运行过程中有关风冷控制的规定和要求
电力变压器在运行过程中对电力变压器风冷控制装置有明确的规定：油浸式变压器本体的冷却装置应符合GB6451的要求；严格按照出厂规定对冷却控制装置进行安装；强油循环的冷却系统要有电源保护装置，当工作电源发生故障时，可以自动更换一个备用供电电源，并及时发出音响及灯光信号，故障排除后能够自动投入备用冷却器.在大型电力变压器风冷控制装置的设计中应用PLC技术必须满足这些要求，才能保证电力变压器的正常运行。
在电力变压器冷却控制装置中完全按照要求应用 PLC 技术可以有效的解决传统冷却装置中面临的一些问题，通过对设备的改造实现智能化的控制、监测与执行，既能够提升设备的运行效率，还能够提升风冷控制系统安全性和可靠性，减少故障的发生频率，从而保证装置的正常高效运行。
3 PLC技术在大型电力变压器风冷控制装置中的应用
3.1 风冷装置中PLC的选择
在大型电力变压器风冷控制装置中设计中应用PLC技术时，要十分注重PLC类型的选择。因为该装置以可编程控制器为核心，通过PLC的控制系统对其输入/输出进行连接，它会采集数字化和模拟化的信息，并对所采集的信息进行分析判断，进而变换成输出信息量，实现对系统中各元器件的功能控制。
在进行PLC的选择时要注意以下几个方面：
3.1.1 输入输出
输入输出是PLC在变压器；冷却控制装置中发挥作用的关键环节，因此在设计时必须根据装置的实际功能和结构来进行输入输出的选择，相关统计显示现有PLC技术共有36路数字量输入和23路数字量输出，在进行设备选型时必须将其输入/输出作为一项重要指标来控制，保证选择的可编程控制器满足电力变压器的实际工作要求。
3.1.2 控制功能
即所选择的PLC能最大限度的满足冷却控制系统的控制功能。其中s7-200型PLC是大型电力变压器风冷控制装置中的一个最常用的选型，因为它能够完成计数器、定时器、继电器所具备的功能，能够通过运算指令完成功能的控制，能够满足现代电力变压器冷却控制装置的功能需求。
3.1.3 安全可靠性
因为大型电力变压器冷却控制装置所安装的地方环境都相对比较复杂，容易受电磁场、电磁波的干扰，这就度设备的安全可靠性提出了更高的要求。
3.2 风冷凝露温度监控器
凝露温度监控器是应用了PLC技术之后电力变压器冷却控制装置中，具备监视工作环境湿度、温度功能的装置，能够智能化的实现凝露负载和控温负载。本文基于常见的LWK-D2（TH）型凝露温度监控器设计变压器的冷却控制装置，电气连接如图1 所示。
如图所示，凝露温度监控器各个端口分别连接不同的控制设备，其中11、12 连接交流 220V 电源。去其工作原理是：凝露传感器和温度传感器对工作环境的湿度、温度等指标机械牛长期自动检测、采样，并将其传递给温度传感器，一旦可能出现凝露就会自动启动凝露负载，控温负载工作原理类似，主要是为了保证风冷控制装置的正常运行。
参考文献
[1]吴慎芳.基于PLC的大型电力变压器风冷控制装置的研究[D].山东科技大学，2011.
[2]李化波.基于PLC的大型电力变压器冷却控制装置的研究[D].华北电力大学（北京），2007.
变压器工作原理范文第7篇
【关键词】 变电站 变压器 油枕 对比
笔者所处的变电站有2台主变，由于非同期工程，一台为7型，一台为9型，所以变压器的油枕也不同分别为胶囊式和金属波纹式，而无论从结构、安装、优缺点及观测方法等各个方面，两种油枕都不相同，因此有必要对两种油枕进行对比分析，达到共同学习的目的。
1 胶囊式油枕介绍
（1）胶囊式油枕是在油枕内安装一密闭的、能承受较高压力的胶囊，通过胶囊将绝缘油与外界空气隔开，并通过吸湿器阻止水蒸气进入胶囊。运行中，胶囊浮在油面上，随着油面上升或下降进行吸气或排气，以此自动平衡胶囊内外两侧压力，保证变压器本体内一直充满绝缘油。
（2）胶囊式油枕工作原理。如示意图所示，胶囊内部气体通过吸湿器与大气相通，胶囊袋的底面紧贴在储油柜内的油面上，使胶囊与油面之间没有空气。当油面发生变化时，在油压和大气压的作用下，胶囊会随之膨胀和收缩，将油送出或吸收。
（3）胶囊式油枕优点。安装维护简单，观测直观。
（4）胶囊式油枕缺点：1）胶囊易老化、龟裂，安装时容易损坏、破损，使空气中的水和雨水易于进入油中。2）冬季胶囊和隔膜表面易结冰，造成含水量增高绝缘下降，油介损增大、油质变坏，危及安全。3）管式油位计连接部位经常出现渗漏油现象，又不易处理，检修时易破损，当变压器出现负压时易进入空气和水。4）油位计中的油和变压器本体相通，在阳光的照射下油位计中的油被氧化、劣化，直接降低油枕中油的品质，污染变压器本体油质。5）主变在长期运行中，会有部分气体进入油枕中，这些气体占据了一定位置影响了油枕内胶囊的呼气，当气体过多时，使油表出现假油面。
2 金属波纹式油枕介绍
（1）金属波纹密封式油枕是由可伸缩的金属波纹芯体构成的可变容器，它能使变压器油与空气完全隔离，从而防止变压器油受潮氧化，延缓老化过程。在彻底隔绝空气及湿气的条件下，当变压器内绝缘油随温度变化产生体积膨胀或收缩时，油枕内的波纹芯体通过伸缩，改变油枕油腔大小，实现对变压器油的体积补偿。
（2）金属波纹式油枕工作原理。如示意图所示，变压器油通过气体继电器，流入一个装有密封波纹体的金属桶内，当变压器油温升高时，油膨胀进入金属桶;当变压器油温降低时，油在大气压作用下返压器本体。其波纹体是一个膨胀体，容积可随变压器油温的变化而产生膨胀与收缩。
（3）金属波纹式油枕优点。1）由于油枕直接储油，有效容积大，能满足各类大型变压器需求。2）全密封、免维护、不老化、抗破损、补偿量大、灵敏度高、动作平稳可靠、工作寿命长。3）采用超柔性不锈钢波纹芯体、无凝露原理设计，满足变压器绝缘油容积补偿，确保变压器油与空气隔离。
（4）金属波纹式油枕缺点。1）如果变压器内部出现故障，若压力释放伐不动，可能会使变压器本体变形或破裂。2）注油时操作易出错，如没有打开油枕的呼吸器，会造成误跳闸。3）油枕中的波纹体要求每个波纹管单元的伸缩刚性必须一致，造价高。4）结构复杂安装不方便。
3 两种油枕的观测方法
（1）对于胶囊式油枕我们采用的是直接观测法，在油枕的一侧装有油位计，刻有-30、+40、+20刻度，代表变压器在最低、最高和平均环境温度时应该所处的油面。此观测直观简便，但精确度差。
（2）对于金属波纹式油枕我们采用的是V-P曲线观测法，即通过金属波纹式油枕芯体内腔的容积（V）与工作压力（P）之间的关系曲线来判断油位是否正常。首先我们查看变压器的温度指示，然后观测铭牌给定的V-P曲线图，根据温度得出压力值，最后与油枕窗口压力值相对照，看是否对应以此判断油位是否正常。此观测法虽然不太直观，但精确度高，新型变压器已广泛采用。
变压器工作原理范文第8篇
【关键词】差动变压器式传感器；原理；应用
0 前言
差动变压器式传感器是在传统传感器上改进，利用物体在移动时产生的能量推动电压产生的变化而求出所求量的物理实验器材，即将各个物理量变换为电量的变化。它广泛的应用于各种物理量的测量，如伸长、压力、应变、振动、物体的厚度等。传统的传感器只能对一些物理量进行简单且比较繁琐的测量，这显然难以满足复杂系统的要求，所以差动变压器式传感器出现了，它的问世预示着新时展的潮流，在信息化时代，要想跟上时展潮流，就要熟练的掌握基础技术。
1 差动变压器式传感器的基本情况
1.1 基本构造
差动变压器是一种广泛用于电子技术和非电量检测中的变压器装置，主要是差动变压器式压力传感器、差动变压器式位移传感器、差动变压器式电容传感器这几种，不同种类的变压器有不同的构造，但基本的构造是一致的。线框和？铁芯构成系统的主要部分。在线框上绕有一组线圈，该线圈相当于输入线圈，将铁芯放置在线圈中央圆柱孔中，两个或多个带有铁芯的线圈又构成线圈组，线圈组分为初级线圈和次级线圈，初次级线圈间有街铁，在互感的作用下，衔铁能随两个线圈的移动而移动，此外，还有一些部件如铁架、激磁线圈、补偿线圈、屏蔽套等。
1.2 运作原理
差动变压器式传感器的工作原理是由变换交流电压、电流和阻抗这三个器件组成的变压器，当交流电流通过初级线圈时，就会有交流磁通在铁芯中产生，从而感应出电压和电流。若是在初级线圈中加有适当频率的电压刺激时，在两个次级线圈中就会产生感应电势。当使铁芯向右或向左移动时，在两个次级线圈内所感应的电势则会一个增加和一个减少。如果接成反向串联输出，则传感器的输出电压等于两个次级线圈的电势差，因为两个次级线圈做得一样，因此，当铁芯放在中央的位置时，传感器的电压会为零。以上就是差动变压器传感器的工作原理。
1.3 工作性能
差动变压器式传感器的主要的性能是灵敏度和线性度。差动变压器传感器的灵敏度是指街铁移动时产生的输出电势的变化，单位用mV/mm来表示，而线性度则是指因变量和自变量之间的线性关系，线性度具有一定的范围，差动变压器式传感器的灵敏度和线性度越高，它的工作性能也越高。差动变压器式传感器的灵敏度的高低与初级电压、次级绕组匝数和激励电压有关。首先灵敏度与次级匝数是线性关系，次级匝数增加，灵敏度也跟着增加，但次级匝数不能无限制增加。灵敏度和初级电压成正比关系，在频率很低时，灵敏度随频率的增加而增加，但当频率升高，线圈的感抗大大高于其电阻时，灵敏度则与频率无关。线性度则是和灵敏度有关，灵敏度越高线性度就越高。总之，认识差动变压器传感器的性能，对于它的工作性能有个熟练的掌握，保证差动变压器传感器的正确使用和工作研究的展开。
2 差动变压器式传感器运用
2.1 运用方面
差动变压器传感器在现实生活中有着非常广泛应用。它的种类有很多，包括压力传感器、位移传感器、加速度传感器等，这些差动变压器在许多领域都有着非常广泛的应用。对于压力传感器，主要通过弹性敏感器将非电量压力参数变为位移量送至测量电路，再通过对电路各个量的数学计算计算出压力。位移测传感器是在电磁感应原理下测量出位移，当初级线圈被供给一定频率的交变电压时，次级线圈就产生了感应电动势，随着铁芯的位置不同， 次级线圈产生的感应电动势也不同，由电动势的不同推出的位移量的大小。对于加速度传感器，主要依据的原理是牛顿第二定律即质量块的位移与被测物体的加速度正比，将加速度的测量转变为位移的测量。事实上，差动变压器传感器的种类还有很多，应用范围也都非常的广泛，需要相关的研发人员进一步学习与探索，以促进差动变压器的进一步应用和改进。
2.2 使用的范围
差动变压器传感器是非常重要的高科技产品，可广泛应用于航天航空、机械、建筑、纺织、铁路、煤炭、冶金、塑料、化工以及科研院校等国民经济各行各业，结构简单使用范围广计算方法简单的优点让它能在各个方面都有着非常重要的应用，接下来我们将简单的谈谈变压器的使用范围。在民生邻域中，运用在建筑中的高度精确测量、地基的精炼挖掘上，钢铁工业邻域，高炉的炉顶水平检测、连续铸造间隙、砂型振动、凸度等的误差检测，铁水包、中间包的滑动水口的位置检测。重型电机工业邻域上，蒸汽透平的主阀检查，旁通阀的阀升程检测，升降机的姿势监控，在航天航空邻域的轴径跳动检测、阀位检测与控制、辊缝间隙控制等。还有复杂的金属加工、机床及工具定位、液压缸定位、自卸载重车等都有不同程度的用到变压器。总之，变压器的应用范围有很多，方面也很广泛，需要使用者不断的发现与学习，以不断地扩大变压器的使用范围。
2.3 如何使用差动变压器
清楚差动变压器的基本结构是正确使用它的前提。详细阅读差动变压器传感器的使用手册，熟悉差动变压器传感器的使用准则和注意事项，在使用前要学会并熟练掌握差动变压器传感器的工作原理和足够的知识储备，主要的知识有牛顿定律、电磁感应、压力计算、动量定理等。将这些准备做好后，便是使用差动变压器，在使用时要将可能出现的问题事先做好应对的措施，避免出现问题时一无所知。使用结束后，检查传感器的各个部分，无误后将传感器关好，关闭后将变压器放到规定地方。此外，还要对传感器进行定期的检查和维修，定期的检查和维修有力利于差动变压器性能的维持和正常运行，从而减少故障的发生，延长使用寿命。检查和维修步骤和方法是检查传感器的电源电压、输出电压和工作性能。主要有五大操作步骤听、摸、查、看和闻。经验丰富的工作人员摸摸运行的部位的温度是否正常，听听设备运行的声音是否有异常，查看传感器的系统是否有问题和设备运行参数符合规定的程度，闻闻运行部位是否有异味。再采用先进的科学仪表仪器来精确的测试出传感器的运行情况。维修的方法主要是根据设备的使用情况，参考有关维修周期、维修工作的计划日期和大致维修工作量和设备制度。然后再依据每次维修前的准备制定出确切的工作安排，最终制定出详细而规范的维修方案。
3 结语
综上所述，差动变压器传感器是非常重要的器材，在讲究速度和高质量的社会，差动变压器传感器灵活性、高效性和灵敏性就显得非常重要，这些优点是非常符合时展的步伐和潮流的，具有很大的前景。且正确的使用差动变压器传感器不仅可以辅助设计者进行高效的设计工作，提高现阶段的工作效率、降低生产成本，还可以推进差动变压器的发展和进步。重视差动变压器传感器的应用和发展，有利于推动科学技术的发展、增强我国的综合实力、和实现科学技术为立国之本的目标。
【参考文献】