变压器基本工作原理

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇变压器基本工作原理范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

变压器基本工作原理范文第1篇

关键词：变压器 机电机械专业 技工院校 说课稿

一、说教材

“变压器原理与结构”一课是陈小虎主编、高等教育出版社出版的《电机与变压器》第五章第一节的内容。该门教材是国家高职院校“十五”规划教材，实践性强，通俗易懂。

1.教学大纲

根据电机与电压器课程的教学计划要求，该课教学的主要内容是有关变压器原理与结构的，即要求学生理解变压器的工作原理、变压器的内部结构以及工作效率等。

2.教学重点、教学难点以及突破方法

本节课的教学重点为：在电压器工作过程中，采用一次绕组方式与二次绕组方式时电压的比值等于它们之间线圈匝数的比值。

本节课的教学难点为：怎样利用本节课学到的知识解决实际问题，即教会学生怎样进行解题。为了突破难点，本节课选择幻灯片演示四道题目，并且给出解题过程。通常采用多媒体教学法（说教学过程中会详细说明准备过程）。

3.教学目标

第一，知识目标方面。本节课要求学生了解变压器的工作原理，掌握变压器的基本结构，会利用所学知识解决实际问题。

第二，素质目标方面。本节课着重于培养学生的独立自主能力，促进学生分析问题和解决问题能力的提高。

第三，情感目标方面。本节课着重于提升学生学习的积极性、师生关系的和谐性以及促进学生课后自习习惯的养成等。

二、说教法和学法

1.学情分析

笔者传授该课程的对象是技工院校机电机械专业大二的学生。这些学生已经具备一定的电工和电子基础知识，为该课程的学习奠定了坚实的基础。但是由于技工院校学生基础比较差，学习主动性比较低，他们不喜欢抽象式教条，喜欢直观形象的教学模式。

2.教法

本节课应该始终贯彻以学生为主、教师为辅的原则，让学生主动学练，激发学生学习兴趣，从而提高教学效果。为此本课可以采用的教法主要有：使用案例教学法，使学生更加明白变压器的工作原理；使用实物教学法，使学生能够掌握变压器的内部结构；使用多媒体教学法，向学生演示题目以及解题过程，提高学生利用所学知识解决实际问题的能力，并且能够节省时间，提高教学效果和教学质量。

3.学法

提问法：教师向学生提出几个与教学重点和难点紧密相关的问题，让学生思考，调动学生学习积极性，更好地突破教学重点和难点，顺利完成教学任务。

课堂解题法：让学生在黑板上进行板书解题，提高学生的动手能力和计算能力。

三、说教学过程

本节课可以分成五个部分，总课时为45分钟。

第一步：举例说明，实物拆装（5分钟）。

可以向学生举例现实生活中变压器的使用领域以及使用的重要性，激发学生学习热情。拆解变压器，让学生了解普通变压器的基本结构。用多媒体向学生展示变压器双绕组结构时主要有心形以及壳形两种形式。

第二步：讲故事和提问题，让学生明白变压器的基本功能（15分钟）。

为了使学生明白变压器的基本功能，向学生提出这些问题：现在已经广泛使用电力变压器，为什么还要研究开发电子变压器？电力变压器与电子变压器之间有什么区别与联系？没有标志的电源变压器通过怎样的办法使其能够得到利用？直流电能够在变压器中使用吗？通过讲故事和提问题，让学生明白采用一次绕组方式与二次绕组方式时电压的比值等于它们之间线圈匝数的比值，删去教材中繁琐的论证说明变压器变压作用。不过，教师在课堂中也要强调，如果学生感兴趣，可以在课外自主学习，了解变压器变压作用的推导过程。

第三步，多媒体教学，使学生了解变压器工作原理（10分钟）。

多媒体教学材料需要教师课外精心准备，结合大纲要求，图文并茂地向学生展示变压器工作原理。

第四步，多媒体教学，向学生讲解典型样题（10分钟）。

将事先准备好的典型样题通过播放幻灯片的形式演示给学生看。题目演示时，先要求学生独立完成，学生思考后，再播放解题过程，让学生比对校正。该部分教学安排是因为考虑到技工院校学生基础比较差，通过加强练习巩固消化知识。

第五步，小结（5分钟）。

对教学内容进行归纳总结，有助于学生进一步消化知识。总结过程中还要对主要内容进行板书，比如将重要概念、重要结论以及解题方法等在黑板上呈现给学生，进一步巩固学习内容。本节课的主要内容为：了解了双绕组变压器结构具有心形和壳形两种结构模式；变压器磁路主体铁心是电路主体绕组；一次绕组方式与二次绕组方式时电压的比值等于它们之间线圈匝数的比值。

四、教学反思

变压器基本工作原理范文第2篇

关键词：变压器；绕组温度表；绕组温度表校验

中图分类号：TM406

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2011)22-0057-03

一、概述

对变压器而言，温度每上升6℃寿命就降低一半，每下降6℃寿命即可延长1倍。也就是说，绕组温度对绝缘材料的温度和老化起决定性作用，当绕组温度超过绝缘耐受温度时，可能会导致变压器不能正常工作。因此，准确测量变压器绕组温度显得尤为重要。据统计，目前有95％以上的进口变压器配用了绕组温度表；90％以上的出口变压器配用了绕组温度表。

因此，为了保证变压器和运行设备的安全，提高变压器的使用寿命，220kV及其以上变压器以绕组温度表信号作为预警信号，将是我国变压器运行保护的发展趋势。基于此，笔者结合自身多年的工作经验，以深圳供电局某220kV变电站主变压器配用AKM型绕组温度表为例，对主变压器绕组温度表的重要性、工作原理、具体应用、校验和改进方法及今后的发展方向等方面进行了分析和探讨。希望通过本文，能对主变压器绕组温度表今后的实际应用有一定的指导作用。

二、AKM型绕组温度表概述及其工作原理

(一)绕组温度表概述

绕组温度表是一种适用热模拟测量技术测量电力变压器绕组最热点温度的专用控制仪表，主要由电热元件、温度变送器、变流器、弹性元件、传感导管、感温部件组成。所谓热模拟测量技术，就是根据《油浸式电力变压器负载导则》(GB／T15164-94)计算热点温升，在易测量的变压器顶层油温To基础上，再施加一个变压器负荷电流变化的附加温升T，由此二者之和T=To+T即可模拟变压器最热点温度，是一种经济实用的间接测量方法。

BWR-04变压器绕组温度表，具有信号报警、冷却器控制和事故跳闸等多项功能，用户可根据实际需要选择使用。该仪表具有良好的防护性能，抗干扰性强，可靠性高，接线安装方便，在户外条件下能正常工作。同时能将变压器绕组温度表信号远传至控制中心，通过XMT数显仪或计算机系统，实现同步显示、控制变压器绕组温度，确保变压器正常运作。

(二)AKM型绕组温度表工作原理

本文主要以AKM厂家的绕组温度表为例来说明绕组温度表的工作原理，AKM34／35系列温度指示控制器是专为油浸式电力变压器而设计的，采用“热模拟”方式来分别测量变压器油面温度和绕组温度的专用温仪表。它主要由变压器绕组温度表、变流计和数显温度表等部分组成，变压器带上负荷后，工作原理图如图1所示。其中，图中序号1表示电流互感器(CT)；序号2表示电流匹配器BL；序号3表示电热元件；序号4表示温度指示指针，序号5表示精密电位器；序号6表示数显表XMT(XST)。

变压器绕组温度表的工作原理：当变压器带上负荷后，绕组温度表中由电流互感器取得与负载成正比的电流，经电流匹配器调整后，通过嵌装在弹性元件内的电热元件产生热量，使弹性元件的位移量增大。因此，在变压器加载后，弹性元件的位移量是由变压器顶层油温和变压器负荷电流共同决定。这样，变压器绕组温度控制器指示的温度是变压器顶层油温与绕组对油的温升之和，反映了被测变压器绕组的最热部位平均温度。

三、正确认识主变压器绕组温度表的重要性

主变压器是输变电系统中的主要设备，而绕组温度是其运行监测过程的重要参数。对变压器而言，绕组温度对绝缘材料的温度和老化起着决定性作用，当绕组温度超过绝缘耐受温度时，可能会导致变压器不能正常工作。因此，为了保障主变压器安全可靠地运行，准确测量变压器的绕组温度，正确认识主变压器绕组温度表的重要性，具有十分重要的意义。

而AKM绕组温度表因具有寿命长、运行可靠、不受外界环境温度影响的优点，无论是从经济角度，还是从环境保护以及技术可行性角度考虑，将其作为预警信号，已逐渐成为我国变压器运行保护的发展趋势。根据我国相关统计数据，90％以上进出口变压器都配备了绕组温度表。由此可见，将变压器配备绕组温度表装置，是增强国产变压器竞争力的现实要求。

四、结合客观原因对绕组温度表进行深入分析

(一)影响主变压器绕组温度表的客观原因

由于变压器绕组温度表在户外紧贴变压器运行，运行过程中要受到天气情况、环境气候、震动霉变等客观因素影响，有时变压器的运行环境会极其恶劣，甚至损坏绝缘层，从而使变压器不能正常运行。因此，选择绕组温度表时，应充分考虑到防水、防霉、抗震动以及天气情况等客观影响因素，从而准确监测出变压器运行的油面温度及绕组温度。

结合以上谈到的客观原因，通过对AKM34／35系列绕组温度表进行深入分析，可知该绕组温度表适合安装在室外220kV变压器上面，并且为全天候的，不论是炎热天气还是寒冷天气，决不损坏。所有部件均由不锈蚀或表面经过防腐蚀处理的材料制成良好的机械测量系统，从而确保了其测量精度。然而，要进一步提高绕组温度的精确性，还必须做好绕组温度表接点整定试验工作以及校验和改进工作。下文主要讨论主变压器AKM型绕组温度表的校验及改进。

(二)绕组温度表的校验方法及改进

为了提高校验的准确度，需要使绕组温度表和绕组温度数显表显示结果保持一致。首先校验单元件的刻度和显示值，然后再进行综合校验，绕组温度表校验示意图如图2所示：

由于受到现场环境限制，这里采取比较简易的校验方法。由上图可知，将标准温度表和被校验温度表分别放在加温的油水中，通过比较两个温度计读数误差的方法进行校验。目前，变压器油温和绕组温度都在0℃-150℃范围内变化，为了校准100℃以上的刻度，现场使用了加热油槽，并配备了Ptl00的标准测温探头和标准测温探头。

(三)绕组温度表的校验流程

第一步：进行绕组温度表刻度及输出接点校验，并记录各点温度值，见表1：

然后，对输出接点的整定点进行校验，并做好相应记录。最后，为了测量出温度随变压器带上的负荷变化规律，需要对变压器电流温升特性进行校验，并对读数进行记录。

第二步：对变流器、温度计、数显温度表进行综合校验。校验过程中，首先按照综合校验原理接线图将设备连接好；然后计算变压器额定负荷时绕组二次电流值Ip，并选取变压器温升T为，23℃；再确定变流器输出电流IS，并选择变流器抽头；最后进行校验与调整。通过调整，保证了温度计指示值基本一致，同时也验证了绕组温度变化规律的正确性。

五、主变压器绕组温度表的发展方向

由于用绕组温度表来测量主变压器的绕组温度，能准确进行测量，且经济稳定，能保障变压器安全可靠地运行，在未来将继续得到广泛的应用。结合以上实例分析可知AKM系列绕组温度表适合安装在室外220kV变压器上面，且为全天候的，无论炎热还是寒冷天气，决不损坏，能确保其测量精。因此，220kV变压器配备AKM型绕组温度表将会得到广泛的应用。

总之，随着对变压器运行安全性要求的不断提高，把绕组测温装置作为变压器运行的监控装置，今后在全国范围内不断普及变压器配备绕组的应用，将是大势所趋。但是为了节约成本，解决现场显示温度和后台显示不一致、绕阻温度计变送器烧损等常见故障问题，在以后的实际工作中，对于绕组温度表的校验和改进方法等内容，还有待进一步深入研究。

六、结语

综上所述，结合深圳供电局某220kV变电站主变压器配备AKM绕组温度表的具体使用情况，实践证明，将绕组温度表作为变压器运行的监控装置是完全可以实现的。考虑天气等客观因素的影响，变压器测温装置需要考虑到防水、防霉、抗震动等的户外设备运行的特殊要求，而220kV变压器配备AKM型绕组温度表恰能较好地满足此需求，因此，未来它将继续得到广泛应用。

参考文献

[1]雷雨芽．变电站绕组温度表的应用和整定[J]贵州电力

技术,2009，(7)．

[2]袁再鸣．变压器绕组温度表的校验方法[J]．贵州电力技术，

2009，(1)．

[3]陈培伟，陈涛．变压器绕组温度表的原理及其应用[J]．华

电技术，2008，(10)．

[4]俞立凡，李慧蓉．变压器绕组温度表异常的原因及改进建

议[J]变压器，2007，(11)．

[5]谢崇宇，刘翔宇．变压器用绕组温控仪原理及应用[J]．四

川电力技术，2010，(2)．

[6]季松．AKM型绕组温度指示器的简介及调整[J]．河南电

力，2001，(1)．

[7]毛一之，王秀春，韩鹏．应用绕组测温装置测量变压器绕

组温度的必要性和可行性分析[J]．变压器，2004，(9)．

变压器基本工作原理范文第3篇

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：

变压器基本工作原理范文第4篇

【关键词】变压器；油温

1.引言

随着计算机和通信技术的快速发展，人们能够更加方便的得到信息，读取信息，这给人们生活带来了方方面面的变化，变压器作为是电力系统网络中重要的设备，它的发明为远距离配送电提供了重要保证。变压器使用的油是保证变压器减少老化的重要成分，油因为天气环境或者内部所含量发生了变化，油会出现多种变化，最后影响变压器的使用寿命。并且变压器经过长时间运行，产生许多问题跟油质有比较大的关系，变压器里充满了油，起着绝缘和冷却作用，通过对流循环保证变压器的各部分工作稳定，大部分变压器老化是由于热故障造成的，由于油引起的故障，也占一大方面，传统的人工方法观察，不太及时，智能信息处理现在发展很快，取得了很好的效果。最近几年传感器技术得到飞快发展，并且得到了许多成功的应用，温度传感器可以根据不同的温度选择不同标准的传感器，而且效果不错。通过分析变压器油路结构和变压器基本工作原理后，讨论利用设置温度传感器来进行多个变压器油温检测。对于变压器的油温进行测量，变压器参数都有一定的指标，如果超过或低于这个指标，温度过高会影响变压器的老化，油质变坏，变压器老化加快，利用传感器油温检测油温并传送到监控终端及时显示，便于分析[1]。所以研究使用传感器进行变压器油温温度检测具有重要意义。通常的信息处理方法步骤如图1所示。

先通过收集信息，然后把信息使用各种方法进行处理，最后通过计算机分析信息，再把分析的信息进行备份打印。

2.基本概念

2.1 变压器基本原理

变压器是一个静态的电气设备，根据电磁感应原理，变压器是在绕组之间的电路中来转换能量，当变压器一侧的绕组通过电流时，那么，就会产生磁场，在闭合的电路中产生一个变化的磁通量，使得在变压器中有变化的磁通量，通过这个变化的磁通量在次级线圈中产生变化的电动势，这样电路中就会有电流通过带动负载发热、发光。因此，变压器是电力系统中重要的电力装置[2]。

2.2 传感器测温基本原理

通常测温元件有压力温度计、热电偶、热电阻、热敏电阻。、压力式温度计根据压力和温度之间的变化来进行测量的，温度范围可达-100～600，它结构简单，具有防爆等特点。热电偶温度传感器基于塞贝克热电动势效应，是两种不同的导体两端构成回路，形成温差电动势而合成的。其测量温度可达-200～1600。热电阻基本原理是基于使用金属导体电阻值伴随着温度的改变来进行温度的测量，性能稳定、精度高、其测量温度，测量温度-200～500度。热敏电阻是由电阻值随着温度而显著变化的半导体电阻材料组成[3，4]。

3.变压器油温检测

变压器由铁芯、绕组、绝缘套管、分接开关、油箱、和冷却部分等组成，变压器的各部分之间起着相互绝缘的作用。变压器油起着绝缘和冷却作用，在变压器运行当中起着非常重要的作用，其基本来源是矿物油，里面含有许多化学成分，当与空气接触时，会被氧化，油作为矿物油有其许多化学性质，如、油的比重、粘度、凝固点、闪点、灰分、硫含量、油的颜色等。这些性质带给了油的不稳定性。当变压器正常工作一段时间后，变压器油的大部分性质会转化，油会变质，这样会严重影响变压器的工作状况，会加速变压器的老化，所以做及时的了解变压器的信息显得非常重要[5]。当变压器正常运行时，铁芯和绕组产生损耗使得其他部位温度升高，利用油的循环和对流把铁芯和绕组损耗而产生的热传递散热片，在传送到外面环境中，当散热与发热温度趋于平衡时，变压器温度处于稳定。传感器信息技术在军事、工业控制、医疗等多领域起着重要的作用，变压器油温温度升高对于变压器的使用寿命有着重要的影响，使用传感器获得检测信息，再通过通信线路传到电脑，利用计算机分析油温度升高的原因，再去做相应的处理。这样各部分的油温会清晰出现在计算机上。变压器油温检测在变压器使用年限中有着重要的作用，变压器的老化受到变压器油温的影响，根据变压器的组成结构和油循环情况和传感器基本原理，本文基本思想是使用传感器测量变压器的的油温，然后把采集的温度进行前后对比分析，获得精确的温度来进行判断变压器的异常情况。信息技术发展很快，变压器在高温下长时间运行，会减少变压器的使用寿命，绕组温度每升高8度，变压器使用年限缩短一半，想使得变压器其使用寿命延长，就必须保持油的温度在一定的温度内[6]。传感器油温检测结如图2所示。

多个变压器设置监测点，每个变压器油路上面有个测温传感器组成，利用传感器采集温度信息，再把温度信息进行处理传输，最后使用计算机来分析数据、备份数据。

4.展望

传感器检测技术在设备故障中有着重要的作用，变压器的油温检测一直也是研究的热点。通过油温的变化可以更好的了解变压器绕组和铁芯的温度变化情况，因为一旦变压器的油温升高时间过长，变压器的绝缘会很大程度上受损，变压器的绕组绝缘会被击穿，会使得绕组烧坏，变压器不能正常工作。所以需要对于变压器油温进行检测，利用一些新的方法来对于油温进行观察，还有通过无线的方法进行非接触式油温检测。在变压器使用检测方面有着一定好处。本文首先研究了计算机信息技术发展的现状，通过分析了传感器和变压器的基本结构原理，讨论了油温升高的影响因素，通过在变压器设置传感器进行测量，这样以便能更准确、更方便测出油温信息，通过这些信息来感知绕组信息，使用传感器采集再把采集的信息进行处理，这种方式对变压器油温检测会有大的提高。

参考文献

[1]董其国.电力变压器故障与诊断[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2]国智文.配电变压器实用技术[M].北京：中国电力出版社，2011.

[3]张惠刚.变电站综合自动化原理与系统[M].北京：中国电力出版社，2004.

[4]郑华耀.检测技术[M].北京：机械工业出版社，2010.

[5]徐士高.变压器油问题[M].北京：电力工业出版社，1956.

[6]（苏）布里亚诺夫（Б.П.Буръянов）；董伯实译.变压器油[M].北京：电力工业出版社，1957.

作者简介：

变压器基本工作原理范文第5篇

关键词：主变压器；气体继电器；故障性质判别；改进措施；电网运行 文献标识码：A

中图分类号：TM407 文章编号：1009-2374（2016）12-0125-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.12.058

1 概况

大型电力变压器最重要的非电量保护装置非气体继电器莫属。以往事实表明，如果变压器装有气体继电器，当变压器发生绝缘性快速分解或是变压器本体发生放电性故障时，气体继电器往往最先做出反应。它能有效减少变压器故障带来的损失。目前市面上主要出售QJ-25、QJ-50、QJ-80等几种改进的QJ系列的气体继电器，它们的基本结构相同，用哪一种都能起到同样保护的效果。此类产品的型号、规格及技术要求等问题在《气体继电器》（JB/T9647-1999）中有详细说明。QJ系列气体继电器在速动油压继电器、皮托继电器、BR-1型等进口继电器中也有采用。遗憾的是，到现在为止，技术工程师仍然没有找到一种非电量保护装置可以取代气体继电器在大型变压器的设置。

气体继电器是如何运行并起到保护作用？以下做简要分析。当变压器内部发生轻微非正常现象时，油分解产生的气体会迅速升到继电器的上部，达到饱和程度时，上开口杯会下降到继电器的磁铁与干簧接点吸合的位置，这时气体继电器就会发出轻瓦斯信号。注意区分当油位降低时，也会迫使轻瓦斯发出求救信号。绝缘油会在变压器发生故障时自动大量分解，并迅速翻腾浪涌，如果油流速度达到气体继电器启动定值，油流就会冲击拍打油管内的挡板，当达到一定程度时，继电器上的磁铁会与干簧接点吸合，发出重瓦斯信号，重瓦斯发生作用，切断故障。当然，气体继电器也有失误时，本文主要对继电器的非正常运作情况进行分析总结，归纳其产生失误的原因，同时提出改进措施。为正常使用继电器，使重瓦斯发生动作，有效规避风险提供参考。

2 气体继电器故障分析

气体继电器是电力设备正常安全运行的有力保证。这一保护装置发生的非正常运行的类别主要有线路接触不良，接线错误、短路、自身材质不达标、抗干扰能力弱等常见问题，具体分析结果如下：

2.1 电压互感器的接线故障问题

继电保护装置经常发生的运行错误就是电压互感器的接线问题，又分为二次中性点接线错误、回路短路、接地、断线等现象。这几种现象是互相作用的，一种现象的发生就可能会间接的导致另一种故障的发生。如果出现了零序电压比提高，回路负荷降低，这是二次接地故障的典型表现，导致设备短路。如果不加以制止，就会导致变压器的电压逐渐增大，引起设备误动，进而引发二次中性点接线错误。

2.2 继电保护装置的抗干扰能力差引起的故障

继电保护装置的工作环境极其复杂，因此对抗干扰能力有很高的要求。就目前我国的具体情况来看，继电器的抗干扰能力较弱，还处在起步阶段。由于其抗干扰能力较差，所以在运行中易受到其他通信设备的干扰而出现电压幅度增加，给逻辑原件的分析造成困扰。

2.3 由重瓦斯及轻瓦斯引起的故障问题

2.3.1 气体继电器非正常运作分为重瓦斯保护跳闸和轻瓦斯发出二类保护信号，引起动作两种情况。由于重瓦斯动作表现为跳闸，造成的影响和损失相较于轻瓦斯来说较大，所以应重点观察，注意预防。运行不当易引发重瓦斯故障问题主要表现为：（1）呼吸系统不当引起的重瓦斯保护问题；（2）变压器子箱密封不良，进水导致的重瓦斯保护；（3）电缆短路或者是绝缘不良引起的重瓦斯保护；（4）继电器安装不当使得外部电缆绝缘部分损坏引起的重瓦斯保护问题。重瓦斯动作现象多表现为水电机组湿度和变压器负荷较大，这时就会有呼吸器跑油现象发生，最有可能发生在冬季，所以一定要严加预防。如果对于平时三令五申的问题都易忽视而造成恶劣影响，真的是得不偿失。像提高安装质量、定期检查、时刻监督这类小事情在平时一定要高度重视。

2.3.2 由气体继电器干簧接电处的玻璃管破裂和接电器密封不良造成的重瓦斯保护不容忽视。干簧玻璃管破裂都发生在同一台变压器的有调节开关的气体继电器上。在对1998年、2004年和2005年发生的三次较大安全事故分析后，是否与继电器的振动幅度较大有关还不得而知，但是提高继电器的质量，有效遏制这一危害的发生还是有借鉴意义的。继电器的密封不良问题在各类继电器上都有出现，表明改进密封性是一个共性问题，应该尽快着手改进实施。有的单位在变压器的外面加上防雨罩，可以有效遏制此类事件的发生，有一定的突破性。

2.4 由轻瓦斯引起的故障问题

如果不能及时、准确地判断轻瓦斯的频繁保护动作，对于发生较快的故障可能漏判或错判，以至于酿成无法挽回的后果。在制造过程中需要特别改进的是气体继电器的浮筒转轴脱落，引发轻瓦斯频繁动作的问题。轻瓦斯保护装置设置的意义重大，当油位降低时，轻瓦斯会迅速做出判断，向运行人员发出信号以方便及时采取措施制止危害的进一步扩大。变压器负压区或是冷冻系统的负压区进气排气不彻底，是导致轻瓦斯保护频繁动作的一大隐患。这种情况与工作人员正常工作时的情况相矛盾，会干扰工作人员做出正确的职业判断。如果碰巧有其他故障同时发生，极易产生漏判，此时正确的做法应该是处理漏气和残余气体。

3 电气继电器保护装置的维护技术

现阶段的电气继电器保护装置的维护主要有以下方法，即插件替代法、故障直观法、电路拆除法、参数对照法、短接法与断开法等。

3.1 插件替代法

微机保护装置内部发生故障主要用替代法进行处理。其工作原理是在工作中如果出现类似于系统无法正常运行的故障时可将其替换成相同的插件。替代法虽然是一种简单的维修技术，但在实际工作中也不容马虎，要仔细检查电流和电压是否处理恰当，确保替代插件的定值芯片和程序与原来系统一致。

3.2 故障直观法

故障直观法是继电器故障发生时常用方法。直观法要求检修及操作人员拥有较强的专业知识与丰富的经验，因为其工作原理是技工人员用肉眼直接观察，找出错误，对设备故障进行直接分析并据此提出整改意见。

3.3 电路拆除法

拆除法的工作原理是将变压器的二次回路按顺序拆开之后再仔细找出故障所在。此法有利于运维检修人员快速找出故障，提高工作效率，节约故障检测浪费的不必要时间。

3.4 参数对照法

对照法的工作原理是首先要确定机电保护装置的故障位置，运维检修人员经常用测试值与定值之间的差额来实现这一目标。判断方法是如果测试中出现的故障程度较大，则表明此处一定有较大的故障隐患，应及时处理。此方法的优点是借助参数值来判断故障程度，准确性高。

3.5 短接法与断开法

短接法和断开法的工作原理大体相同，主要是对回路中的某一部分进行断开或者接线处理，观察断开或接线后设备的运行状态与没进行断开或者接线前的运行状态之间的区别，以此缩小产生故障的范围，尽快找出故障所在。这两种方法的工作原理虽然大体相同，但细微差别还是存在的，应该结合具体的工作环境区别对待，找出最适宜的方法。

4 改进措施

4.1 重视速动油压继电器的保护作用

当变压器本体达到或者超过整定的压力值时，速动油压继电器的反应速度灵敏，压力会迅速上升，可以保护变压器不受损坏。高电压、大容量的变压器加装本装置其保护效果加强。但由于其设置复杂、成本高、销售困难，市面上的生产厂家还没有以此装置来取代气体继电器。

4.2 对有载调压开关的气体继电器的设置

这种继电器由于其装置的复杂性，在设置时应该严格遵守国家标准和行业标准。无论是哪种继电器，其保护装置都应该反映压力和油层的冲击情况，如果将来油流控制继电器可以代替气体继电器，油流控制继电器也应该具备油流冲击动作的功能，轻瓦斯保护功能就可以不用保留。这样做不仅可以对有载调压开关进行可靠保护，还可以减少轻瓦斯动作的工作量。

4.3 对QJ4G-25继电器的改进

在对多次事故教训进行总结与仔细分析研讨之后，对QJ4G-25继电器做了如下要求：（1）继电器的支架高度应该控制在70～90毫米；（2）应该采用双接点的串联结构，干簧接点引线距离大于或等于4毫米；（3）取消轻瓦斯的相应接点和开口杯装置；（4）干簧点应该用双螺丝固定在支架上，并将缓冲层装在固定环里；（5）干簧层应该选择质量可靠，品质有保证，最重要的接点处要镀银干簧层。

4.4 有载调压开关重瓦斯是否投跳闸的判断

对其的决定应该依据具体情况具体分析。如未做改进的气体继电器发生误动的几率很大，就可以暂投信号。将装有有载调压开关的气体继电器进行改良后的新产品，其瓦斯保护就可以投跳闸。

4.5 对不同变压器的处理

220kV及以上变压器应该加装有双接点的气体继电器；66kV及以下的变压器应该加装逐步采用双接点的气体继电器；装有有载调压开关的气体继电器全部取消轻瓦斯回路。

5 我国气体继电器的发展趋势

继电保护对于继电系统的安全运行起着十分重要的作用，但其检修维护也是一项复杂工作，所以怎样更有效地提高继电器的工作效率是未来工作的中心议题。应该严格规范各个阶层的工作人员。企业员工在上岗之前应该严格培训，要求员工熟练操作故障检修、清扫等工作。故障修检人员更应该提高其工作技能，加强理论知识的学习，用肉眼就可以正确判断故障，从而提高修检效率。我国的科技发展迅速，到目前为止，继电保护已经经历了晶体管阶段、集成电路阶段，目前我国正在经历微机阶段。未来继电保护装置故障的大方向应该是智能化，但技术人员少、技术革新速度慢等问题一直制约我国继电保护的发展。因此，我国继电保护的发展趋势应该是：发展应用人工智能AI、保证继电保护技术革新的合理正确、提高处理电力设备非线性的能力。值得一提的是，基于我国广大的消费群体，应大力推广带有客户机/服务器的继电保护装置。

6 结语

总之，继电保护装置在电力系统运行中具有重要作用。在实际工作中想要保证电力系统安全、稳定的运行，提高继电保护装置的维修技术，就要提高运维检修人员理论水平和实践水平。此外，全面保障继电保护装置提高的另一关键要素是保证装置性能的提高和接线的合理性。

参考文献

[1] 王楠，孙成，刘宝成，孟峥峥.220kV变压器有载分接开关气体继电器故障分析[J].变压器，2014，（6）.

[2] 王世阁，周志强，李保福.变压器气体继电器故障分析与改进措施[J].电力设备，2006，（9）.

[3] 梁技禄.电气继电器保护的故障及其维护技术探析