变压器及两种互感器工作原理与故障的探讨
电力变压器 工作原理
电力变压器工作原理
电力变压器是一种用于改变交流电压大小的设备。
它由两个共用磁路的线圈（即主线圈和副线圈）和铁芯组成。
工作时，主线圈通交流电，产生一个交变磁场。
这个交变磁场通过铁芯传导到副线圈，引起副线圈中产生感应电动势。
根据电磁感应定律，副线圈中感应电动势的大小与主线圈中电流变化的速率成正比。
由于主线圈和副线圈的匝数比不同，使得主线圈中的电压与副线圈中的电压存在着固定的比例关系。
根据电压的比例关系，变压器可以将输入电压变成输出电压的大小。
其中，主线圈所接入的电压称为输入电压，副线圈所产生的电压称为输出电压。
当主线圈的匝数比副线圈多时，变压器是降压变压器，输出电压小于输入电压；而当主线圈的匝数比副线圈少时，变压器是升压变压器，输出电压大于输入电压。
变压器的工作原理依靠电磁感应现象和电压的比例关系，通过将输入电压的大小转化为输出电压的大小，实现对电能的改变。
它在电力传输、电子设备、家用电器等领域中广泛应用。
变压器差动保护原理及调试的探讨
变压器差动保护原理及调试的探讨摘要：本文通过对变压器的工作原理和差动保护原理进行相关的分析，并且着重讨论计算方法和相位补偿等问题，在了解过这些问题之后，才能够对变压器差动保护装置的原理和如何调试该装置进行相应的讨论。
只有通过一步一步的推导，才能够计算出一个完整的、科学的算法，才能够在VisualBasic6.0的编程中进行更为精确的计算，然后再进一步开发出相应的变压器差动保护装置。
该系统具有操作简单和互动性良好的优点，使用者能够很好的对其进行操作，并且能够保证数据的准确性。
该系统提升了工作人员现场调试的效率，并且有效的指导了工作人员们应该如何进行有效的变压器调试工作，这对于变压器的调试工作是十分有利的。
关键词：差动保护装置；变压器；原理；调试引言：变压器差动保护作为变压器的主保护，具有十分重要的意义，变压器的差动保护装置成为安装作业阶段的重中之重，由于变压器的安装工作会直接影响到变压器后期的使用效果，所以要格外注重变压器的差动保护装置，该装置是维护变压器正常运行的关键。
所以，一定要掌握差动保护装置的工作原理，除此之外，其调试工作也是十分重要的。
一、微机变压器差动保护原理1.差动保护的动作曲线和动作判据变压器差动保护是按比较各侧电流大小和相位而构成的一种保护。
当变压器内部故障时，有差动电流流过差动回路，当电流达到整定值时差动继电器动作，跳开变压器各侧的断路器。
变压器在正常运行或外部故障时，在理想情况下，流过差动回路的电流为零，差动继电器不动作。
微机型变压器差动保护动作特性多采用具有二段折线形的动作特性曲线。
2.制动电流的取得对于双绕组变压器，制动电流常用以下两种取得方法。
制动电流取高、低压侧TA二次电流相量差的一半，即Is=12I•h-I•l制动电流取高、低压侧TA二次电流幅值的最大值，即Is=maxI•h，I•lll对于三绕组变压器，制动电流取法与双绕组变压器的基本相同。
3.微机变压器保护相位的校正双绕组变压器常采用Y，d11接线方式，则变压器两侧电流相位差为30°，为保证在正常运行或外部短路故障时高压侧电流与低压侧电流呈反向关系，必须进行相位校正。
电力变压器工作原理
电力变压器工作原理
电力变压器的工作原理是基于电磁感应的原理。
在电力变压器中，有两个线圈：一个是输入线圈（主线圈），另一个是输出线圈（副线圈）。
当输入线圈中通入交流电时，会在输入线圈周围产生一个变化的磁场。
这个变化的磁场会穿过输出线圈，导致输出线圈中的导体上产生感应电动势。
这个感应电动势会导致在输出线圈中产生一个交流电。
根据电磁感应的法则，当输入线圈的匝数较大、电流较大时，所产生的变化磁场也较大，从而在输出线圈上感应出较大的电动势。
反之，当输入线圈的匝数较小、电流较小时，感应出的电动势也较小。
根据这个原理，电力变压器可以将输入的交流电从一个电压级别转换为另一个电压级别。
例如，输入线圈中通入的高电压交流电会通过变压器的磁场感应作用，在输出线圈中感应出较低电压的交流电。
反过来，输入线圈中通入的低电压交流电会在输出线圈中感应出较高电压的交流电。
通过调整输入线圈和输出线圈的匝数比例，可以实现不同的电压变换比例。
此外，电力变压器的磁性铁芯也对电压变换起到重要作用，它可以集中和引导磁场，增强电磁感应的效果。
值得注意的是，根据能量守恒定律，变压器中的输入功率和输出功率应该相等，即变压器中的功率损耗很小。
这意味着电力
变压器是一种高效的能量转换装置，广泛应用于电力传输、发电和分配系统中。
互感器的工作原理
互感器的工作原理
互感器是一种将电磁感应原理用于测量、检测和变换电信号的设备。
它由一个线圈和一个铁芯组成。
当通过线圈的电流变化时，产生的磁场通过铁芯传导到线圈上，从而改变线圈中的电压或电流。
在互感器中，线圈的电流首先产生一个磁场，而磁场的强度取决于线圈的电流大小。
当电流发生变化时，磁场的变化也会随之发生。
这种变化的磁场通过铁芯传导到线圈中，从而引起线圈中的电流或电压的变化。
互感器的工作原理基于电磁感应定律，即法拉第电磁感应定律。
该定律指出，当一个导体（线圈）被磁场穿过时，导体两端会产生一个感应电动势，该电动势的大小与磁场的变化率成正比。
在互感器中，线圈被连接到需要测量的电路中。
当电路中的电流变化时，线圈中的磁场变化会导致线圈两端产生感应电动势。
这个感应电动势与电路中的电流成正比，并可用于测量电流的变化。
互感器也可以用于测量电压。
在这种情况下，线圈被连接到电路中的负载侧，通过测量线圈中感应的电动势，可以推断出负载侧的电压大小。
总之，互感器利用线圈中感应电动势的变化来测量和检测电流或电压的变化，实现了电信号的转换和传递。
变电站变压器常见故障及处理方法
变电站变压器常见故障及处理方法
变压器常见故障及处理方法包括：
1. 温升过高：可能是由于过载运行、冷却系统不良、绝缘老化等原因引起的。
处理方法包括降低负载、改进冷却系统、更换绝缘材料等。
2. 绝缘击穿或闪络：可能是由于绝缘老化、湿度过高、外界灰尘、异物等原因引起的。
处理方法包括更换绝缘材料、提高绝缘能力、保持清洁干燥环境等。
3. 短路：可能是由于绝缘破裂、绕组短路、短路导线或连接不良等原因引起的。
处理方法包括修复或更换受损绕组、检查并修正连接问题等。
4. 绕组故障：可能是由于绕组接触不良、绕组短路或绕组材料老化等原因引起的。
处理方法包括重新连接或更换受损绕组、更换绕组材料等。
5. 油泄漏：可能是由于密封不良、油箱损坏或绝缘老化等原因引起的。
处理方法包括修复或更换受损部件、提高密封性能等。
6. 噪音过大：可能是由于绕组松动、绝缘损坏或冷却系统异常等原因引起的。
处理方法包括重新固定绕组、更换绝缘材料、修复或改进冷却系统等。
以上仅列举了一些常见的变压器故障及处理方法，具体处理方法应根据具体故障原因进行判断和采取相应措施。
在处理变压器故障时，建议请专业人员进行安全检修和维修。
变压器的结构和工作原理
变压器的结构变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理，把一种电压等级的交流电能转换成另一种电压等级的交流电能。
变压器是电力系统中实现电能的经济传输、灵活分配和合理使用的重要设备，在国民经济和其他部门也获得了广泛应用。
一般常用变压器的分类可归纳如下：按相数分：(1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。
(2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。
按冷却方式分：(1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。
(2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。
按用途分：(1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。
(2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。
(3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。
(4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。
按绕组形式分：(1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。
(2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。
(3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。
也可做为普通的升压或降后变压器用。
按铁芯形式分：(1)芯式变压器：用于高压的电力变压器。
（2）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。
(3)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
在电力系统中，用到最多的是油浸式变压器，其最基本的结构式铁芯、绕组、绝缘材料、邮箱等组成，为了使变压器安全可靠地运行，还需要冷却装置、保护装置。
一、铁芯铁芯是组成变压器基本的组成部件之一，是变压器导磁的主磁路，又是器身的主骨架，它由铁柱、铁轭和夹紧装置组成。
常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制做的。
硅钢是一种合硅（硅也称矽）的钢，其含硅量在0．8～4．8%。
变压器 原理
变压器原理
变压器是一种电力传输和变换装置，可用来改变交流电压的大小。
它主要由两个线圈——主线圈和副线圈组成。
主线圈通常被称为高压线圈，而副线圈被称为低压线圈。
当交流电通过主线圈时，会在主线圈中产生变化的磁场。
这个磁场会切割副线圈，从而在副线圈中也产生电动势。
根据法拉第电磁感应定律，副线圈中的电动势与主线圈中的电动势成正比。
变压器的工作原理基于互感现象。
互感是指当两个线圈靠近时，它们之间会相互影响，从而导致一种电磁耦合。
在变压器中，通过改变主线圈和副线圈的匝数比，可以实现输入电压和输出电压之间的变换。
根据互感现象的原理，当主线圈的匝数比副线圈的匝数大时，输出电压将比输入电压小。
这被称为降压变压器。
相反，当主线圈的匝数比副线圈的匝数小时，输出电压将比输入电压大。
这被称为升压变压器。
为了减少能量损失和提高效率，变压器通常采用铁芯。
铁芯的存在可以集中和引导磁场，从而提高互感的效果。
除了用于改变电压，变压器还可以用于隔离电路和传送电能。
由于变压器没有机械部件，因此没有摩擦损耗，工作稳定可靠。
在实际应用中，变压器广泛用于电力系统、电子设备、通信系统等领域，为不同电器设备提供适合的电压供应。
变压器保护原理及试验方法最终版
2.2 后备保护的原理
2.2.1 过流保护 过流保护用于降压变压器，动作电流Idz的整定应考虑
躲过切除外部短路后电机自启动和变压器可能出现的最大负
荷电流，动作方程：I＞Idz 且t ＞Tdz。即短路电流I大于
动作电流定值Idz，持续时间t大于动作时间定值Tdz。一个 装置中可以设置多段过流保护，每段的Idz和Tdz各不相同， Idz越大 Tdz越小。
据，动作方程：I2＞K2xbI1。
K2xb为二次谐波制动系数整定值，推荐为0.15。 满足动作方程就闭锁差动保护，否则开放差动保护。
原理二：波形判别原理。
基波的波形是正弦波，完整对称。励磁涌流存在大量谐 波分量，波形是间断不对称的。保护装置利于三相差动电流 的波形判别作为励磁涌流的识别判据，判断波形是对称完整 的就开放差动保护，否则就闭锁差动保护。
2.2.6 零序过压保护
对全绝缘的变压器，中性点直接接地时采用零序过流保 护，而在中性点不接地时采用零序过压保护。
有些变压器在中性点装设放电间隙作为过电压保护，这 种变压器保护的零序过流保护和零序过压保护就变为间隙零 序过流保护和间隙零序过压保护，在间隙击穿过程中，间隙 零序过压和零序过流交替出现，有的厂家的装置一旦零序过 压或零序过流元件动作后，两个保护就相互展宽，使保护可 靠动作。
在实际的变压器差动保护装置中，其比率制动特性如图 4所示，图4中平行于横坐标的AB段称为无制动段，它是由启 动电流和最小制动电流构成的，动作值不随制动电流变化而 变化。我们希望制动电流小于变压器额定电流时无制动作用， 通常选取制动电流等于被保护变压器高压侧的额定电流的二 次值。即: Izd=Ie/nLH
2.2.7 失灵保护 220kV以上的断路器发生拒动时，会危及整个
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变压器及两种互感器工作原理与故障的探讨
变压器及两种互感器工作原理与故障的探讨
摘要本文介绍了变压器的工作原理和电流互感器及电压互感器两种互感器的工作原理，并在此基础上探究了在工作时变压器副边短路、电流互感器副边开路、电压互感器短路三种电路故障造成的危害。
关键词变压器互感器工作原理工作故障
一、变压器、电流互感器与电压互感器工作原理
（一）变压器
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线
圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。
变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。
电压器结构示意图（二）电流互感器
电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器(以下简称电流互感器)，它的工作原理和变压器相似。
电流互感器的原理接线，如下图所示。
电流互感器的特点是：
(1)一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流．而与二次电流无关；
(2)电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。
电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比：
kn=I1n/I2n
因为一次线圈额定电流I1n己标准化，二次线圈额定电流I2n统一为5(1或0.5)安，所以电流互感器额定互感比亦已标准化。
kn还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的匝数比，即kn≈kN=N1/N2式中N1、N2为一、二线圈的匝数。
电流互感器原理接线图（三）电压互感器
电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。
图为电磁式电压互感器原理接线图，电压互感器的特点是：(1)容量很小，类似一台小容量变压器；(2)二次侧负荷比较恒定，所接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很大，因此，在正常运行时，电压互感器接近于空载状态。
电压互感器的一、二次线圈额定电压之比，称为电压互感器的额定电压比。
即：kn=U1n/U2n
其中一次线圈额定电压U1n是电网的额定电压，且已标准化(如10，35，110，220，330千伏等),二次电压U2n，则统一定为100(或100/)伏，所以 kn也标准化。
电压互感器原理接线图
二、三种故障讨论与危害
以上三种常用仪器在生活工业生产中经常用到。
但由于时间长久或操作不当，电路事故也频频发生。
下面来讨论一下以下三种故障的原因与危害：运行中的变压器副短路、运行中的电流互感器副边开路、运行中的电压互感器短路。
1、运行中的变压器副短路
变压器在运行中副边突然短路，多属于事故烦路.也称为突发短路。
事故短路的原因多种多样，例如，对地短路、相间短路等等但是.不管是哪种原因造成的短路.对运行中的变压器都是
非常有害的副边短路直接危及到变压器的寿命和安全运行。
特别是变压器一次侧接在容量较大的电网上时.如果保护设备不切断电源，一次侧仍能继续送电在这种情。
况下.如不立即排除故障或切断电源，变压器将币砂决被烧毁这是因为当变压器副边短路时.将产生一个高于其额定电流20～30倍的短路电流。
根据磁式平衡式可知.副边电流是与原边电流反相的.副边电流对原边电流主磁通起去磁作用.由于电磁的惯性原理一次侧要保持主磁通不变.必然也将产生一个很大的电流来抵消副边短路电流的去磁作用，这样，就使两种因素的大电流汇集在一起，作用在变压器的铁芯和绕组上，在变压器中将产生一个很大的电磁力，这个电磁力作用在绕组上，可以使变压器绕组发生严重的畸变或崩裂。
另外这也会产生高出其允许温升儿倍的温度.致使变压器在很短的时间内被烧毁。
2、运行中的电流互感器副边开路
电流互感器副边不许开路运行。
因为接在电流互感器副线圈上的仪表线圈的阻抗很小，相当于在副线圈短路状态下运行。
互感器副线圈端子
上电压只有几伏。
因而铁芯中的磁通量是很小的。
原线圈磁动势虽然可达到几百安或上千安匝或更大。
但是大部分被短路副线圈所建立的去磁磁动势所抵消，只剩下很小一部分作为铁芯的励磁磁动势以建立铁芯中的磁通。
如果在运行中时副线圈断开，副边电流等于零，那么起去磁作用的磁动势消失，而原边的磁动势不变，原边被测电流全部成为励磁电流，这将使铁芯中磁通量急剧，铁芯严重发热以致烧坏线圈绝缘，或使高压侧对地短路。
另外副线圈开路会感应出很高的电压，这对仪表和操作人员是很危险的所以电流互感器二次侧不许断开。
也就是说电流互感器的原理就是根据变压器的原理来的。
绕线数和电流成比例的关系制成的电流互感器。
工作时候因为电流互感产生磁场的原理副边有电压产生。
工作的时候互感器副边侧接近短路，此时能产生安培级的电流。
电流互感器运行时，副边不允许开路。
因为一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。
3、运行中的电压互感器短路
正常运行时，由于二次负载是一些仪表和继
电器的电压线圈阻抗大，基本上相当于变压器的空载状态，互感器本身通过的电流很小，它的大小决定于二次负载阻抗的大小，由于PT 本身阻抗小，容量又不大，当互感器二次发生短路，二次电流很大，二次保险熔断影响到仪表的正确指示和保护的正常工作，当保险容量选择不当，二次发生短路保险不能熔断时，则PT 极易被烧坏。
电压互感器二次侧线圈匝数比一次侧线圈匝数要少，但线径较大，根据变压器原理，一旦二次侧短路，势必在二次侧引起很大的短路电流，会造成互感器烧毁。
因此，在电压互感器二次侧必须装设保险丝防止其短路。
而电流互感器正好相反，它的二次侧是严禁开路，因为一旦开路会在二次侧感应出高电压，造成不安全。
结语
从上面我们可以看出，三种故障实质都是变压器对应的不同电路问题，在现实生活与生产中，会给人们带来很大的危险，产生的大电流会带来大量的热破坏电路。
所以使用三种仪器时一定要严格按照要求操作，避免这三种故障。
参考文献：1、《变压器原理剖析》索鸿英
2、《电力变压器故障诊断中断新方法的应用》张冠军; 严璋; 张仕君。