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變壓器基本工作原理范文第1篇

關(guān)鍵詞：變壓器 機電機械專業(yè) 技工院校 說課稿

一、說教材

“變壓器原理與結(jié)構(gòu)”一課是陳小虎主編、高等教育出版社出版的《電機與變壓器》第五章第一節(jié)的內(nèi)容。該門教材是國家高職院校“十五”規(guī)劃教材，實踐性強，通俗易懂。

1.教學(xué)大綱

根據(jù)電機與電壓器課程的教學(xué)計劃要求，該課教學(xué)的主要內(nèi)容是有關(guān)變壓器原理與結(jié)構(gòu)的，即要求學(xué)生理解變壓器的工作原理、變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作效率等。

2.教學(xué)重點、教學(xué)難點以及突破方法

本節(jié)課的教學(xué)重點為：在電壓器工作過程中，采用一次繞組方式與二次繞組方式時電壓的比值等于它們之間線圈匝數(shù)的比值。

本節(jié)課的教學(xué)難點為：怎樣利用本節(jié)課學(xué)到的知識解決實際問題，即教會學(xué)生怎樣進行解題。為了突破難點，本節(jié)課選擇幻燈片演示四道題目，并且給出解題過程。通常采用多媒體教學(xué)法（說教學(xué)過程中會詳細說明準(zhǔn)備過程）。

3.教學(xué)目標(biāo)

第一，知識目標(biāo)方面。本節(jié)課要求學(xué)生了解變壓器的工作原理，掌握變壓器的基本結(jié)構(gòu)，會利用所學(xué)知識解決實際問題。

第二，素質(zhì)目標(biāo)方面。本節(jié)課著重于培養(yǎng)學(xué)生的獨立自主能力，促進學(xué)生分析問題和解決問題能力的提高。

第三，情感目標(biāo)方面。本節(jié)課著重于提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、師生關(guān)系的和諧性以及促進學(xué)生課后自習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成等。

二、說教法和學(xué)法

1.學(xué)情分析

筆者傳授該課程的對象是技工院校機電機械專業(yè)大二的學(xué)生。這些學(xué)生已經(jīng)具備一定的電工和電子基礎(chǔ)知識，為該課程的學(xué)習(xí)奠定了堅實的基礎(chǔ)。但是由于技工院校學(xué)生基礎(chǔ)比較差，學(xué)習(xí)主動性比較低，他們不喜歡抽象式教條，喜歡直觀形象的教學(xué)模式。

2.教法

本節(jié)課應(yīng)該始終貫徹以學(xué)生為主、教師為輔的原則，讓學(xué)生主動學(xué)練，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)效果。為此本課可以采用的教法主要有：使用案例教學(xué)法，使學(xué)生更加明白變壓器的工作原理；使用實物教學(xué)法，使學(xué)生能夠掌握變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；使用多媒體教學(xué)法，向?qū)W生演示題目以及解題過程，提高學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的能力，并且能夠節(jié)省時間，提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

3.學(xué)法

提問法：教師向?qū)W生提出幾個與教學(xué)重點和難點緊密相關(guān)的問題，讓學(xué)生思考，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，更好地突破教學(xué)重點和難點，順利完成教學(xué)任務(wù)。

課堂解題法：讓學(xué)生在黑板上進行板書解題，提高學(xué)生的動手能力和計算能力。

三、說教學(xué)過程

本節(jié)課可以分成五個部分，總課時為45分鐘。

第一步：舉例說明，實物拆裝（5分鐘）。

可以向?qū)W生舉例現(xiàn)實生活中變壓器的使用領(lǐng)域以及使用的重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。拆解變壓器，讓學(xué)生了解普通變壓器的基本結(jié)構(gòu)。用多媒體向?qū)W生展示變壓器雙繞組結(jié)構(gòu)時主要有心形以及殼形兩種形式。

第二步：講故事和提問題，讓學(xué)生明白變壓器的基本功能（15分鐘）。

為了使學(xué)生明白變壓器的基本功能，向?qū)W生提出這些問題：現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用電力變壓器，為什么還要研究開發(fā)電子變壓器？電力變壓器與電子變壓器之間有什么區(qū)別與聯(lián)系？沒有標(biāo)志的電源變壓器通過怎樣的辦法使其能夠得到利用？直流電能夠在變壓器中使用嗎？通過講故事和提問題，讓學(xué)生明白采用一次繞組方式與二次繞組方式時電壓的比值等于它們之間線圈匝數(shù)的比值，刪去教材中繁瑣的論證說明變壓器變壓作用。不過，教師在課堂中也要強調(diào)，如果學(xué)生感興趣，可以在課外自主學(xué)習(xí)，了解變壓器變壓作用的推導(dǎo)過程。

第三步，多媒體教學(xué)，使學(xué)生了解變壓器工作原理（10分鐘）。

多媒體教學(xué)材料需要教師課外精心準(zhǔn)備，結(jié)合大綱要求，圖文并茂地向?qū)W生展示變壓器工作原理。

第四步，多媒體教學(xué)，向?qū)W生講解典型樣題（10分鐘）。

將事先準(zhǔn)備好的典型樣題通過播放幻燈片的形式演示給學(xué)生看。題目演示時，先要求學(xué)生獨立完成，學(xué)生思考后，再播放解題過程，讓學(xué)生比對校正。該部分教學(xué)安排是因為考慮到技工院校學(xué)生基礎(chǔ)比較差，通過加強練習(xí)鞏固消化知識。

第五步，小結(jié)（5分鐘）。

對教學(xué)內(nèi)容進行歸納總結(jié)，有助于學(xué)生進一步消化知識。總結(jié)過程中還要對主要內(nèi)容進行板書，比如將重要概念、重要結(jié)論以及解題方法等在黑板上呈現(xiàn)給學(xué)生，進一步鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容。本節(jié)課的主要內(nèi)容為：了解了雙繞組變壓器結(jié)構(gòu)具有心形和殼形兩種結(jié)構(gòu)模式；變壓器磁路主體鐵心是電路主體繞組；一次繞組方式與二次繞組方式時電壓的比值等于它們之間線圈匝數(shù)的比值。

四、教學(xué)反思

變壓器基本工作原理范文第2篇

關(guān)鍵詞：變壓器；繞組溫度表；繞組溫度表校驗

中圖分類號：TM406

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-2374(2011)22-0057-03

一、概述

對變壓器而言，溫度每上升6℃壽命就降低一半，每下降6℃壽命即可延長1倍。也就是說，繞組溫度對絕緣材料的溫度和老化起決定性作用，當(dāng)繞組溫度超過絕緣耐受溫度時，可能會導(dǎo)致變壓器不能正常工作。因此，準(zhǔn)確測量變壓器繞組溫度顯得尤為重要。據(jù)統(tǒng)計，目前有95％以上的進口變壓器配用了繞組溫度表；90％以上的出口變壓器配用了繞組溫度表。

因此，為了保證變壓器和運行設(shè)備的安全，提高變壓器的使用壽命，220kV及其以上變壓器以繞組溫度表信號作為預(yù)警信號，將是我國變壓器運行保護的發(fā)展趨勢。基于此，筆者結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗，以深圳供電局某220kV變電站主變壓器配用AKM型繞組溫度表為例，對主變壓器繞組溫度表的重要性、工作原理、具體應(yīng)用、校驗和改進方法及今后的發(fā)展方向等方面進行了分析和探討。希望通過本文，能對主變壓器繞組溫度表今后的實際應(yīng)用有一定的指導(dǎo)作用。

二、AKM型繞組溫度表概述及其工作原理

(一)繞組溫度表概述

繞組溫度表是一種適用熱模擬測量技術(shù)測量電力變壓器繞組最熱點溫度的專用控制儀表，主要由電熱元件、溫度變送器、變流器、彈性元件、傳感導(dǎo)管、感溫部件組成。所謂熱模擬測量技術(shù)，就是根據(jù)《油浸式電力變壓器負載導(dǎo)則》(GB／T15164-94)計算熱點溫升，在易測量的變壓器頂層油溫To基礎(chǔ)上，再施加一個變壓器負荷電流變化的附加溫升T，由此二者之和T=To+T即可模擬變壓器最熱點溫度，是一種經(jīng)濟實用的間接測量方法。

BWR-04變壓器繞組溫度表，具有信號報警、冷卻器控制和事故跳閘等多項功能，用戶可根據(jù)實際需要選擇使用。該儀表具有良好的防護性能，抗干擾性強，可靠性高，接線安裝方便，在戶外條件下能正常工作。同時能將變壓器繞組溫度表信號遠傳至控制中心，通過XMT數(shù)顯儀或計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)同步顯示、控制變壓器繞組溫度，確保變壓器正常運作。

(二)AKM型繞組溫度表工作原理

本文主要以AKM廠家的繞組溫度表為例來說明繞組溫度表的工作原理，AKM34／35系列溫度指示控制器是專為油浸式電力變壓器而設(shè)計的，采用“熱模擬”方式來分別測量變壓器油面溫度和繞組溫度的專用溫儀表。它主要由變壓器繞組溫度表、變流計和數(shù)顯溫度表等部分組成，變壓器帶上負荷后，工作原理圖如圖1所示。其中，圖中序號1表示電流互感器(CT)；序號2表示電流匹配器BL；序號3表示電熱元件；序號4表示溫度指示指針，序號5表示精密電位器；序號6表示數(shù)顯表XMT(XST)。

變壓器繞組溫度表的工作原理：當(dāng)變壓器帶上負荷后，繞組溫度表中由電流互感器取得與負載成正比的電流，經(jīng)電流匹配器調(diào)整后，通過嵌裝在彈性元件內(nèi)的電熱元件產(chǎn)生熱量，使彈性元件的位移量增大。因此，在變壓器加載后，彈性元件的位移量是由變壓器頂層油溫和變壓器負荷電流共同決定。這樣，變壓器繞組溫度控制器指示的溫度是變壓器頂層油溫與繞組對油的溫升之和，反映了被測變壓器繞組的最熱部位平均溫度。

三、正確認識主變壓器繞組溫度表的重要性

主變壓器是輸變電系統(tǒng)中的主要設(shè)備，而繞組溫度是其運行監(jiān)測過程的重要參數(shù)。對變壓器而言，繞組溫度對絕緣材料的溫度和老化起著決定性作用，當(dāng)繞組溫度超過絕緣耐受溫度時，可能會導(dǎo)致變壓器不能正常工作。因此，為了保障主變壓器安全可靠地運行，準(zhǔn)確測量變壓器的繞組溫度，正確認識主變壓器繞組溫度表的重要性，具有十分重要的意義。

而AKM繞組溫度表因具有壽命長、運行可靠、不受外界環(huán)境溫度影響的優(yōu)點，無論是從經(jīng)濟角度，還是從環(huán)境保護以及技術(shù)可行性角度考慮，將其作為預(yù)警信號，已逐漸成為我國變壓器運行保護的發(fā)展趨勢。根據(jù)我國相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，90％以上進出口變壓器都配備了繞組溫度表。由此可見，將變壓器配備繞組溫度表裝置，是增強國產(chǎn)變壓器競爭力的現(xiàn)實要求。

四、結(jié)合客觀原因?qū)@組溫度表進行深入分析

(一)影響主變壓器繞組溫度表的客觀原因

由于變壓器繞組溫度表在戶外緊貼變壓器運行，運行過程中要受到天氣情況、環(huán)境氣候、震動霉變等客觀因素影響，有時變壓器的運行環(huán)境會極其惡劣，甚至損壞絕緣層，從而使變壓器不能正常運行。因此，選擇繞組溫度表時，應(yīng)充分考慮到防水、防霉、抗震動以及天氣情況等客觀影響因素，從而準(zhǔn)確監(jiān)測出變壓器運行的油面溫度及繞組溫度。

結(jié)合以上談到的客觀原因，通過對AKM34／35系列繞組溫度表進行深入分析，可知該繞組溫度表適合安裝在室外220kV變壓器上面，并且為全天候的，不論是炎熱天氣還是寒冷天氣，決不損壞。所有部件均由不銹蝕或表面經(jīng)過防腐蝕處理的材料制成良好的機械測量系統(tǒng)，從而確保了其測量精度。然而，要進一步提高繞組溫度的精確性，還必須做好繞組溫度表接點整定試驗工作以及校驗和改進工作。下文主要討論主變壓器AKM型繞組溫度表的校驗及改進。

(二)繞組溫度表的校驗方法及改進

為了提高校驗的準(zhǔn)確度，需要使繞組溫度表和繞組溫度數(shù)顯表顯示結(jié)果保持一致。首先校驗單元件的刻度和顯示值，然后再進行綜合校驗，繞組溫度表校驗示意圖如圖2所示：

由于受到現(xiàn)場環(huán)境限制，這里采取比較簡易的校驗方法。由上圖可知，將標(biāo)準(zhǔn)溫度表和被校驗溫度表分別放在加溫的油水中，通過比較兩個溫度計讀數(shù)誤差的方法進行校驗。目前，變壓器油溫和繞組溫度都在0℃-150℃范圍內(nèi)變化，為了校準(zhǔn)100℃以上的刻度，現(xiàn)場使用了加熱油槽，并配備了Ptl00的標(biāo)準(zhǔn)測溫探頭和標(biāo)準(zhǔn)測溫探頭。

(三)繞組溫度表的校驗流程

第一步：進行繞組溫度表刻度及輸出接點校驗，并記錄各點溫度值，見表1：

然后，對輸出接點的整定點進行校驗，并做好相應(yīng)記錄。最后，為了測量出溫度隨變壓器帶上的負荷變化規(guī)律，需要對變壓器電流溫升特性進行校驗，并對讀數(shù)進行記錄。

第二步：對變流器、溫度計、數(shù)顯溫度表進行綜合校驗。校驗過程中，首先按照綜合校驗原理接線圖將設(shè)備連接好；然后計算變壓器額定負荷時繞組二次電流值Ip，并選取變壓器溫升T為，23℃；再確定變流器輸出電流IS，并選擇變流器抽頭；最后進行校驗與調(diào)整。通過調(diào)整，保證了溫度計指示值基本一致，同時也驗證了繞組溫度變化規(guī)律的正確性。

五、主變壓器繞組溫度表的發(fā)展方向

由于用繞組溫度表來測量主變壓器的繞組溫度，能準(zhǔn)確進行測量，且經(jīng)濟穩(wěn)定，能保障變壓器安全可靠地運行，在未來將繼續(xù)得到廣泛的應(yīng)用。結(jié)合以上實例分析可知AKM系列繞組溫度表適合安裝在室外220kV變壓器上面，且為全天候的，無論炎熱還是寒冷天氣，決不損壞，能確保其測量精。因此，220kV變壓器配備AKM型繞組溫度表將會得到廣泛的應(yīng)用。

總之，隨著對變壓器運行安全性要求的不斷提高，把繞組測溫裝置作為變壓器運行的監(jiān)控裝置，今后在全國范圍內(nèi)不斷普及變壓器配備繞組的應(yīng)用，將是大勢所趨。但是為了節(jié)約成本，解決現(xiàn)場顯示溫度和后臺顯示不一致、繞阻溫度計變送器燒損等常見故障問題，在以后的實際工作中，對于繞組溫度表的校驗和改進方法等內(nèi)容，還有待進一步深入研究。

六、結(jié)語

綜上所述，結(jié)合深圳供電局某220kV變電站主變壓器配備AKM繞組溫度表的具體使用情況，實踐證明，將繞組溫度表作為變壓器運行的監(jiān)控裝置是完全可以實現(xiàn)的。考慮天氣等客觀因素的影響，變壓器測溫裝置需要考慮到防水、防霉、抗震動等的戶外設(shè)備運行的特殊要求，而220kV變壓器配備AKM型繞組溫度表恰能較好地滿足此需求，因此，未來它將繼續(xù)得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻

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變壓器基本工作原理范文第3篇

關(guān)鍵詞：差動保護、同極性、差電流

變壓器縱聯(lián)差動保護（以下簡稱差動保護）是變壓器保護的主保護之一，目前應(yīng)用到的變壓器差動保護主要有以DCD-2型（或BCH-2型）差動繼電器組成的差動保護和比率差動保護。前者曾在微機綜合自動化裝置出現(xiàn)之前廣泛使用，之后隨著微機綜自裝置的普及逐漸被比率差動保護代替，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。比率差動保護是變壓器微機保護裝置出現(xiàn)后被廣泛采用的一種保護，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對話等優(yōu)點代替了繼電器式的差動保護。下面以在工作中遇到的實際問題簡單比較分析以下這兩種保護的異同之處。

1、躲過勵磁涌流

變壓器在正常運行時，其勵磁電流很小，一般是變壓器額定電流的1%左右，對差動保護工作沒有多大影響。但是在一次系統(tǒng)電壓擾動時，特別是空載合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)過程中，勵磁電流會變得很大，甚至可達近十倍的額定電流，此時的勵磁電流被稱為勵磁涌流，因勵磁涌流不能傳變至變壓器二次側(cè)，如不解決勵磁涌流問題，變壓器差動保護將無法工作。

DCD-2型（或BCH-2型）差動繼電器采用速飽和變流器提高其躲過勵磁涌流的能力。其原理是利用勵磁涌流包含有很大的非周期分量這一特點與區(qū)內(nèi)短路電流區(qū)分開。勵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，從而使差動保護對勵磁涌流不敏感。

比率差動保護是利用勵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直接閉鎖差動保護。因此在微機型變壓器差動保護中常用二次諧波制動的方法解除勵磁涌流對此種差動保護的影響。其優(yōu)點是：因為采用了二次諧波閉鎖了差動保護，因此在計算比率差動保護最小動作值時，便可不考慮勵磁涌流對保護裝置的影響，而只需躲過最大負荷時的不平衡電流即可。這樣就降低了差動保護的電流動作值，使得比率差動保護裝置比DCD-2型（或BCH-2型）差動繼電器構(gòu)成的差動保護動作更加靈敏。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，仍然會有一些諧波電流存在，這樣就容易發(fā)生誤閉鎖的事件。因此必須有差動速斷保護作為比率差動保護的輔助保護，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。這樣就要求差動速斷保護范圍不應(yīng)超過比率差動保護的范圍。因此對于單電源降壓變壓器來說差動速斷保護應(yīng)能可靠躲過低壓側(cè)母線處的短路電流。

2、差動平衡的調(diào)節(jié)

無論是哪一種變壓器差動保護均有對消除勵磁涌流，接線組別和區(qū)外故障不利影響的專門措施，對于其它影響差動回路不平衡電流的因素，都是通過“差動平衡調(diào)節(jié)”來消除其影響的。

DCD-2型（或BCH-2型）差動繼電器都是通過合適選取兩個平衡繞組的匝數(shù)使不平衡電流得到補償。對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)電流接入差動繼電器的差動繞組，另外兩側(cè)分別接入兩個平衡繞組通過計算整定兩個平衡繞組的匝數(shù)使差動回路中的不平衡電流得到補償，對于兩卷變來說在確定了基本側(cè)及其匝數(shù)后，基本側(cè)可以接入差動繞組也可以接入平衡繞組，最終通過計算確定另一個平衡繞組的匝數(shù)來實現(xiàn)最終的平衡。

比率差動保護的平衡調(diào)節(jié)是給變壓器各側(cè)分別設(shè)置一個差動平衡調(diào)節(jié)系數(shù)，各側(cè)的電流乘上各自的差動平衡調(diào)節(jié)系數(shù)后，代入差動保護的動作特性方程，即比率差動保護實際比較的是經(jīng)過差動平衡調(diào)節(jié)后的各側(cè)電流。

通過比較可以看出前者是通過計算平衡匝數(shù)進行差動平衡調(diào)節(jié)的。在實際工作中，平衡匝數(shù)必須取整數(shù)，這就意味著對于計算中出現(xiàn)的半匝情況，是不能使不平衡電流得到完全補償?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償，從而提高了整個裝置動作的可靠性。

3、工作原理上的不同

DCD-2型（BCH-2型）差動保護是通過差動繞組、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保護正常工作的。

比率差動保護是以兩側(cè)（或三側(cè)）電流相量之和作為動作電流，以兩側(cè)電流相量之差（或三側(cè)中最大的電流）作為制動電流，代入動作特性方程。這樣以來在區(qū)內(nèi)故障時，相量之和（動作電流）最大，而相量之差（制動電流）最小；在區(qū)外故障時，相量之和（動作電流）最小，而相量之差（制動電流）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，也具有了較高的靈敏度。

4、二次接線與TA的極性

差動保護的TA極性必須接正確。無論是DCD-2型（BCH-2型）差動保護還是比率差動保護都要求變壓器各側(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型差動繼電器和微機型比率差動保護工作原理的不同，提出了在使用中應(yīng)注意事項，在現(xiàn)實工作中具有實際意義。■

參考文獻

[1] 水利電力部電力生產(chǎn)司編.保護繼電器檢驗第十九章.北京：水利電力出版社， 1977.

[2] 陳學(xué)庸. 電力工程電氣設(shè)備手冊電氣二次部分. 北京：中國電力出版社，1996

作者簡介：

變壓器基本工作原理范文第4篇

【關(guān)鍵詞】變壓器；油溫

1.引言

隨著計算機和通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們能夠更加方便的得到信息，讀取信息，這給人們生活帶來了方方面面的變化，變壓器作為是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中重要的設(shè)備，它的發(fā)明為遠距離配送電提供了重要保證。變壓器使用的油是保證變壓器減少老化的重要成分，油因為天氣環(huán)境或者內(nèi)部所含量發(fā)生了變化，油會出現(xiàn)多種變化，最后影響變壓器的使用壽命。并且變壓器經(jīng)過長時間運行，產(chǎn)生許多問題跟油質(zhì)有比較大的關(guān)系，變壓器里充滿了油，起著絕緣和冷卻作用，通過對流循環(huán)保證變壓器的各部分工作穩(wěn)定，大部分變壓器老化是由于熱故障造成的，由于油引起的故障，也占一大方面，傳統(tǒng)的人工方法觀察，不太及時，智能信息處理現(xiàn)在發(fā)展很快，取得了很好的效果。最近幾年傳感器技術(shù)得到飛快發(fā)展，并且得到了許多成功的應(yīng)用，溫度傳感器可以根據(jù)不同的溫度選擇不同標(biāo)準(zhǔn)的傳感器，而且效果不錯。通過分析變壓器油路結(jié)構(gòu)和變壓器基本工作原理后，討論利用設(shè)置溫度傳感器來進行多個變壓器油溫檢測。對于變壓器的油溫進行測量，變壓器參數(shù)都有一定的指標(biāo)，如果超過或低于這個指標(biāo)，溫度過高會影響變壓器的老化，油質(zhì)變壞，變壓器老化加快，利用傳感器油溫檢測油溫并傳送到監(jiān)控終端及時顯示，便于分析[1]。所以研究使用傳感器進行變壓器油溫溫度檢測具有重要意義。通常的信息處理方法步驟如圖1所示。

先通過收集信息，然后把信息使用各種方法進行處理，最后通過計算機分析信息，再把分析的信息進行備份打印。

2.基本概念

2.1 變壓器基本原理

變壓器是一個靜態(tài)的電氣設(shè)備，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，變壓器是在繞組之間的電路中來轉(zhuǎn)換能量，當(dāng)變壓器一側(cè)的繞組通過電流時，那么，就會產(chǎn)生磁場，在閉合的電路中產(chǎn)生一個變化的磁通量，使得在變壓器中有變化的磁通量，通過這個變化的磁通量在次級線圈中產(chǎn)生變化的電動勢，這樣電路中就會有電流通過帶動負載發(fā)熱、發(fā)光。因此，變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電力裝置[2]。

2.2 傳感器測溫基本原理

通常測溫元件有壓力溫度計、熱電偶、熱電阻、熱敏電阻。、壓力式溫度計根據(jù)壓力和溫度之間的變化來進行測量的，溫度范圍可達-100～600，它結(jié)構(gòu)簡單，具有防爆等特點。熱電偶溫度傳感器基于塞貝克熱電動勢效應(yīng)，是兩種不同的導(dǎo)體兩端構(gòu)成回路，形成溫差電動勢而合成的。其測量溫度可達-200～1600。熱電阻基本原理是基于使用金屬導(dǎo)體電阻值伴隨著溫度的改變來進行溫度的測量，性能穩(wěn)定、精度高、其測量溫度，測量溫度-200～500度。熱敏電阻是由電阻值隨著溫度而顯著變化的半導(dǎo)體電阻材料組成[3，4]。

3.變壓器油溫檢測

變壓器由鐵芯、繞組、絕緣套管、分接開關(guān)、油箱、和冷卻部分等組成，變壓器的各部分之間起著相互絕緣的作用。變壓器油起著絕緣和冷卻作用，在變壓器運行當(dāng)中起著非常重要的作用，其基本來源是礦物油，里面含有許多化學(xué)成分，當(dāng)與空氣接觸時，會被氧化，油作為礦物油有其許多化學(xué)性質(zhì)，如、油的比重、粘度、凝固點、閃點、灰分、硫含量、油的顏色等。這些性質(zhì)帶給了油的不穩(wěn)定性。當(dāng)變壓器正常工作一段時間后，變壓器油的大部分性質(zhì)會轉(zhuǎn)化，油會變質(zhì)，這樣會嚴重影響變壓器的工作狀況，會加速變壓器的老化，所以做及時的了解變壓器的信息顯得非常重要[5]。當(dāng)變壓器正常運行時，鐵芯和繞組產(chǎn)生損耗使得其他部位溫度升高，利用油的循環(huán)和對流把鐵芯和繞組損耗而產(chǎn)生的熱傳遞散熱片，在傳送到外面環(huán)境中，當(dāng)散熱與發(fā)熱溫度趨于平衡時，變壓器溫度處于穩(wěn)定。傳感器信息技術(shù)在軍事、工業(yè)控制、醫(yī)療等多領(lǐng)域起著重要的作用，變壓器油溫溫度升高對于變壓器的使用壽命有著重要的影響，使用傳感器獲得檢測信息，再通過通信線路傳到電腦，利用計算機分析油溫度升高的原因，再去做相應(yīng)的處理。這樣各部分的油溫會清晰出現(xiàn)在計算機上。變壓器油溫檢測在變壓器使用年限中有著重要的作用，變壓器的老化受到變壓器油溫的影響，根據(jù)變壓器的組成結(jié)構(gòu)和油循環(huán)情況和傳感器基本原理，本文基本思想是使用傳感器測量變壓器的的油溫，然后把采集的溫度進行前后對比分析，獲得精確的溫度來進行判斷變壓器的異常情況。信息技術(shù)發(fā)展很快，變壓器在高溫下長時間運行，會減少變壓器的使用壽命，繞組溫度每升高8度，變壓器使用年限縮短一半，想使得變壓器其使用壽命延長，就必須保持油的溫度在一定的溫度內(nèi)[6]。傳感器油溫檢測結(jié)如圖2所示。

多個變壓器設(shè)置監(jiān)測點，每個變壓器油路上面有個測溫傳感器組成，利用傳感器采集溫度信息，再把溫度信息進行處理傳輸，最后使用計算機來分析數(shù)據(jù)、備份數(shù)據(jù)。

4.展望

傳感器檢測技術(shù)在設(shè)備故障中有著重要的作用，變壓器的油溫檢測一直也是研究的熱點。通過油溫的變化可以更好的了解變壓器繞組和鐵芯的溫度變化情況，因為一旦變壓器的油溫升高時間過長，變壓器的絕緣會很大程度上受損，變壓器的繞組絕緣會被擊穿，會使得繞組燒壞，變壓器不能正常工作。所以需要對于變壓器油溫進行檢測，利用一些新的方法來對于油溫進行觀察，還有通過無線的方法進行非接觸式油溫檢測。在變壓器使用檢測方面有著一定好處。本文首先研究了計算機信息技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，通過分析了傳感器和變壓器的基本結(jié)構(gòu)原理，討論了油溫升高的影響因素，通過在變壓器設(shè)置傳感器進行測量，這樣以便能更準(zhǔn)確、更方便測出油溫信息，通過這些信息來感知繞組信息，使用傳感器采集再把采集的信息進行處理，這種方式對變壓器油溫檢測會有大的提高。

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作者簡介：

變壓器基本工作原理范文第5篇

關(guān)鍵詞：主變壓器；氣體繼電器；故障性質(zhì)判別；改進措施；電網(wǎng)運行 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM407 文章編號：1009-2374（2016）12-0125-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.12.058

1 概況

大型電力變壓器最重要的非電量保護裝置非氣體繼電器莫屬。以往事實表明，如果變壓器裝有氣體繼電器，當(dāng)變壓器發(fā)生絕緣性快速分解或是變壓器本體發(fā)生放電性故障時，氣體繼電器往往最先做出反應(yīng)。它能有效減少變壓器故障帶來的損失。目前市面上主要出售QJ-25、QJ-50、QJ-80等幾種改進的QJ系列的氣體繼電器，它們的基本結(jié)構(gòu)相同，用哪一種都能起到同樣保護的效果。此類產(chǎn)品的型號、規(guī)格及技術(shù)要求等問題在《氣體繼電器》（JB/T9647-1999）中有詳細說明。QJ系列氣體繼電器在速動油壓繼電器、皮托繼電器、BR-1型等進口繼電器中也有采用。遺憾的是，到現(xiàn)在為止，技術(shù)工程師仍然沒有找到一種非電量保護裝置可以取代氣體繼電器在大型變壓器的設(shè)置。

氣體繼電器是如何運行并起到保護作用？以下做簡要分析。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微非正常現(xiàn)象時，油分解產(chǎn)生的氣體會迅速升到繼電器的上部，達到飽和程度時，上開口杯會下降到繼電器的磁鐵與干簧接點吸合的位置，這時氣體繼電器就會發(fā)出輕瓦斯信號。注意區(qū)分當(dāng)油位降低時，也會迫使輕瓦斯發(fā)出求救信號。絕緣油會在變壓器發(fā)生故障時自動大量分解，并迅速翻騰浪涌，如果油流速度達到氣體繼電器啟動定值，油流就會沖擊拍打油管內(nèi)的擋板，當(dāng)達到一定程度時，繼電器上的磁鐵會與干簧接點吸合，發(fā)出重瓦斯信號，重瓦斯發(fā)生作用，切斷故障。當(dāng)然，氣體繼電器也有失誤時，本文主要對繼電器的非正常運作情況進行分析總結(jié)，歸納其產(chǎn)生失誤的原因，同時提出改進措施。為正常使用繼電器，使重瓦斯發(fā)生動作，有效規(guī)避風(fēng)險提供參考。

2 氣體繼電器故障分析

氣體繼電器是電力設(shè)備正常安全運行的有力保證。這一保護裝置發(fā)生的非正常運行的類別主要有線路接觸不良，接線錯誤、短路、自身材質(zhì)不達標(biāo)、抗干擾能力弱等常見問題，具體分析結(jié)果如下：

2.1 電壓互感器的接線故障問題

繼電保護裝置經(jīng)常發(fā)生的運行錯誤就是電壓互感器的接線問題，又分為二次中性點接線錯誤、回路短路、接地、斷線等現(xiàn)象。這幾種現(xiàn)象是互相作用的，一種現(xiàn)象的發(fā)生就可能會間接的導(dǎo)致另一種故障的發(fā)生。如果出現(xiàn)了零序電壓比提高，回路負荷降低，這是二次接地故障的典型表現(xiàn)，導(dǎo)致設(shè)備短路。如果不加以制止，就會導(dǎo)致變壓器的電壓逐漸增大，引起設(shè)備誤動，進而引發(fā)二次中性點接線錯誤。

2.2 繼電保護裝置的抗干擾能力差引起的故障

繼電保護裝置的工作環(huán)境極其復(fù)雜，因此對抗干擾能力有很高的要求。就目前我國的具體情況來看，繼電器的抗干擾能力較弱，還處在起步階段。由于其抗干擾能力較差，所以在運行中易受到其他通信設(shè)備的干擾而出現(xiàn)電壓幅度增加，給邏輯原件的分析造成困擾。

2.3 由重瓦斯及輕瓦斯引起的故障問題

2.3.1 氣體繼電器非正常運作分為重瓦斯保護跳閘和輕瓦斯發(fā)出二類保護信號，引起動作兩種情況。由于重瓦斯動作表現(xiàn)為跳閘，造成的影響和損失相較于輕瓦斯來說較大，所以應(yīng)重點觀察，注意預(yù)防。運行不當(dāng)易引發(fā)重瓦斯故障問題主要表現(xiàn)為：（1）呼吸系統(tǒng)不當(dāng)引起的重瓦斯保護問題；（2）變壓器子箱密封不良，進水導(dǎo)致的重瓦斯保護；（3）電纜短路或者是絕緣不良引起的重瓦斯保護；（4）繼電器安裝不當(dāng)使得外部電纜絕緣部分損壞引起的重瓦斯保護問題。重瓦斯動作現(xiàn)象多表現(xiàn)為水電機組濕度和變壓器負荷較大，這時就會有呼吸器跑油現(xiàn)象發(fā)生，最有可能發(fā)生在冬季，所以一定要嚴加預(yù)防。如果對于平時三令五申的問題都易忽視而造成惡劣影響，真的是得不償失。像提高安裝質(zhì)量、定期檢查、時刻監(jiān)督這類小事情在平時一定要高度重視。

2.3.2 由氣體繼電器干簧接電處的玻璃管破裂和接電器密封不良造成的重瓦斯保護不容忽視。干簧玻璃管破裂都發(fā)生在同一臺變壓器的有調(diào)節(jié)開關(guān)的氣體繼電器上。在對1998年、2004年和2005年發(fā)生的三次較大安全事故分析后，是否與繼電器的振動幅度較大有關(guān)還不得而知，但是提高繼電器的質(zhì)量，有效遏制這一危害的發(fā)生還是有借鑒意義的。繼電器的密封不良問題在各類繼電器上都有出現(xiàn)，表明改進密封性是一個共性問題，應(yīng)該盡快著手改進實施。有的單位在變壓器的外面加上防雨罩，可以有效遏制此類事件的發(fā)生，有一定的突破性。

2.4 由輕瓦斯引起的故障問題

如果不能及時、準(zhǔn)確地判斷輕瓦斯的頻繁保護動作，對于發(fā)生較快的故障可能漏判或錯判，以至于釀成無法挽回的后果。在制造過程中需要特別改進的是氣體繼電器的浮筒轉(zhuǎn)軸脫落，引發(fā)輕瓦斯頻繁動作的問題。輕瓦斯保護裝置設(shè)置的意義重大，當(dāng)油位降低時，輕瓦斯會迅速做出判斷，向運行人員發(fā)出信號以方便及時采取措施制止危害的進一步擴大。變壓器負壓區(qū)或是冷凍系統(tǒng)的負壓區(qū)進氣排氣不徹底，是導(dǎo)致輕瓦斯保護頻繁動作的一大隱患。這種情況與工作人員正常工作時的情況相矛盾，會干擾工作人員做出正確的職業(yè)判斷。如果碰巧有其他故障同時發(fā)生，極易產(chǎn)生漏判，此時正確的做法應(yīng)該是處理漏氣和殘余氣體。

3 電氣繼電器保護裝置的維護技術(shù)

現(xiàn)階段的電氣繼電器保護裝置的維護主要有以下方法，即插件替代法、故障直觀法、電路拆除法、參數(shù)對照法、短接法與斷開法等。

3.1 插件替代法

微機保護裝置內(nèi)部發(fā)生故障主要用替代法進行處理。其工作原理是在工作中如果出現(xiàn)類似于系統(tǒng)無法正常運行的故障時可將其替換成相同的插件。替代法雖然是一種簡單的維修技術(shù)，但在實際工作中也不容馬虎，要仔細檢查電流和電壓是否處理恰當(dāng)，確保替代插件的定值芯片和程序與原來系統(tǒng)一致。

3.2 故障直觀法

故障直觀法是繼電器故障發(fā)生時常用方法。直觀法要求檢修及操作人員擁有較強的專業(yè)知識與豐富的經(jīng)驗，因為其工作原理是技工人員用肉眼直接觀察，找出錯誤，對設(shè)備故障進行直接分析并據(jù)此提出整改意見。

3.3 電路拆除法

拆除法的工作原理是將變壓器的二次回路按順序拆開之后再仔細找出故障所在。此法有利于運維檢修人員快速找出故障，提高工作效率，節(jié)約故障檢測浪費的不必要時間。

3.4 參數(shù)對照法

對照法的工作原理是首先要確定機電保護裝置的故障位置，運維檢修人員經(jīng)常用測試值與定值之間的差額來實現(xiàn)這一目標(biāo)。判斷方法是如果測試中出現(xiàn)的故障程度較大，則表明此處一定有較大的故障隱患，應(yīng)及時處理。此方法的優(yōu)點是借助參數(shù)值來判斷故障程度，準(zhǔn)確性高。

3.5 短接法與斷開法

短接法和斷開法的工作原理大體相同，主要是對回路中的某一部分進行斷開或者接線處理，觀察斷開或接線后設(shè)備的運行狀態(tài)與沒進行斷開或者接線前的運行狀態(tài)之間的區(qū)別，以此縮小產(chǎn)生故障的范圍，盡快找出故障所在。這兩種方法的工作原理雖然大體相同，但細微差別還是存在的，應(yīng)該結(jié)合具體的工作環(huán)境區(qū)別對待，找出最適宜的方法。

4 改進措施

4.1 重視速動油壓繼電器的保護作用

當(dāng)變壓器本體達到或者超過整定的壓力值時，速動油壓繼電器的反應(yīng)速度靈敏，壓力會迅速上升，可以保護變壓器不受損壞。高電壓、大容量的變壓器加裝本裝置其保護效果加強。但由于其設(shè)置復(fù)雜、成本高、銷售困難，市面上的生產(chǎn)廠家還沒有以此裝置來取代氣體繼電器。

4.2 對有載調(diào)壓開關(guān)的氣體繼電器的設(shè)置

這種繼電器由于其裝置的復(fù)雜性，在設(shè)置時應(yīng)該嚴格遵守國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。無論是哪種繼電器，其保護裝置都應(yīng)該反映壓力和油層的沖擊情況，如果將來油流控制繼電器可以代替氣體繼電器，油流控制繼電器也應(yīng)該具備油流沖擊動作的功能，輕瓦斯保護功能就可以不用保留。這樣做不僅可以對有載調(diào)壓開關(guān)進行可靠保護，還可以減少輕瓦斯動作的工作量。

4.3 對QJ4G-25繼電器的改進

在對多次事故教訓(xùn)進行總結(jié)與仔細分析研討之后，對QJ4G-25繼電器做了如下要求：（1）繼電器的支架高度應(yīng)該控制在70～90毫米；（2）應(yīng)該采用雙接點的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，干簧接點引線距離大于或等于4毫米；（3）取消輕瓦斯的相應(yīng)接點和開口杯裝置；（4）干簧點應(yīng)該用雙螺絲固定在支架上，并將緩沖層裝在固定環(huán)里；（5）干簧層應(yīng)該選擇質(zhì)量可靠，品質(zhì)有保證，最重要的接點處要鍍銀干簧層。

4.4 有載調(diào)壓開關(guān)重瓦斯是否投跳閘的判斷

對其的決定應(yīng)該依據(jù)具體情況具體分析。如未做改進的氣體繼電器發(fā)生誤動的幾率很大，就可以暫投信號。將裝有有載調(diào)壓開關(guān)的氣體繼電器進行改良后的新產(chǎn)品，其瓦斯保護就可以投跳閘。

4.5 對不同變壓器的處理

220kV及以上變壓器應(yīng)該加裝有雙接點的氣體繼電器；66kV及以下的變壓器應(yīng)該加裝逐步采用雙接點的氣體繼電器；裝有有載調(diào)壓開關(guān)的氣體繼電器全部取消輕瓦斯回路。

5 我國氣體繼電器的發(fā)展趨勢

繼電保護對于繼電系統(tǒng)的安全運行起著十分重要的作用，但其檢修維護也是一項復(fù)雜工作，所以怎樣更有效地提高繼電器的工作效率是未來工作的中心議題。應(yīng)該嚴格規(guī)范各個階層的工作人員。企業(yè)員工在上崗之前應(yīng)該嚴格培訓(xùn)，要求員工熟練操作故障檢修、清掃等工作。故障修檢人員更應(yīng)該提高其工作技能，加強理論知識的學(xué)習(xí)，用肉眼就可以正確判斷故障，從而提高修檢效率。我國的科技發(fā)展迅速，到目前為止，繼電保護已經(jīng)經(jīng)歷了晶體管階段、集成電路階段，目前我國正在經(jīng)歷微機階段。未來繼電保護裝置故障的大方向應(yīng)該是智能化，但技術(shù)人員少、技術(shù)革新速度慢等問題一直制約我國繼電保護的發(fā)展。因此，我國繼電保護的發(fā)展趨勢應(yīng)該是：發(fā)展應(yīng)用人工智能AI、保證繼電保護技術(shù)革新的合理正確、提高處理電力設(shè)備非線性的能力。值得一提的是，基于我國廣大的消費群體，應(yīng)大力推廣帶有客戶機/服務(wù)器的繼電保護裝置。

6 結(jié)語

總之，繼電保護裝置在電力系統(tǒng)運行中具有重要作用。在實際工作中想要保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行，提高繼電保護裝置的維修技術(shù)，就要提高運維檢修人員理論水平和實踐水平。此外，全面保障繼電保護裝置提高的另一關(guān)鍵要素是保證裝置性能的提高和接線的合理性。

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