变压器设计技术问题分析
110kV及以上变压器事故与缺陷分析
110kV及以上变压器事故与缺陷分析摘要：电力系统是我国经济发展的重要动力，在我国经济的发展中有着不可替代的作用，因此保证电力系统的稳定运行有着突出的意义。
在整个电力系统当中，变压器是系统连接重要的一环，其关系着电能的有效应用和电能利用效率的提升，因此做好变压器分析，强调变压器工作的稳定与安全价值巨大。
在目前的电力系统当中，110kV及以上的变压器应用十分的广泛，在电力系统的持续价值发挥中有着显著的位置，但是从应用实践来看，110kV及以上的变压器事故依然存在高发性，为了将事故率进行降低，全面总结和分析变压器事故产生的原因，并就其中缺陷与需要强化的对策做一探讨现实意义显著。
所以本文就此展开分析，旨在为变压器的高效安全利用提供理论指导。
关键词：110kV；变压器事故；缺陷分析110kV及以上变压器在目前的电力系统当中发挥着重要的作用，但是在实际应用的过程中，因为变压器自身结构的缺陷以及安装过程中的操作问题会出现一系列的故障，这些故障的产生一方面会影响变压器自身的运行，另一方面会对整个电力系统的运行稳定以及安全造成影响，因此，对变压器利用过程中的缺陷和故障问题进行全面的分析，可以更加具有针对性的解决变压器故障，进而维持电力系统的运行状况。
基于此，全面深入的探讨变压器故障和缺陷便具有较重要的现实应用价值。
一、110kV及以上变压器事故及缺陷分析（一）变压器运行安全事故在110kV及以上变压器的利用当中，安全事故是影响变压器使用的一个重要问题。
就目前的情况来看，安全事故主要表现为变压器起火。
变压器是电力系统的一个重要应用环节，也是稳定系统运行状态的一个重要节点，所以变压器的安全事故会直接威胁到整个系统的安全。
出于重要性考虑，强化对变压器安全事故的分析意义重大。
从目前的研究来看，造成变压器运行安全事故的原因主要有两方面：第一是客观原因。
客观原因有两方面：一方面是外部的气候因素或者是地质活动导致了变压器安全事故的产生，比如雷电、地震等都会造成变压器安全问题的产生。
高压变压器的优化设计与分析
高压变压器的优化设计与分析引言：高压变压器是电力系统中的重要设备之一，其作用是将输送电能的电压从输电线路上的高压端变换为用户需要的低压端。
变压器的设计与分析对于保证电力系统的稳定运行和能源的有效利用至关重要。
本文将对高压变压器的优化设计与分析进行探讨，分析其结构与工作原理，并介绍一些常见的优化方法。
1. 高压变压器的结构与工作原理高压变压器由高压线圈、低压线圈和铁芯组成。
其工作原理是利用线圈之间的磁耦合作用，通过变换不同的线圈匝数来实现电压的升降。
高压线圈和低压线圈的匝数之比决定了电压的变化比例。
2. 高压变压器的设计目标高压变压器的设计目标是在保证电压变换的准确性和传输功率的同时，尽量减小能量损耗和体积大小。
为了实现这一目标，需要进行合理的设计和优化。
3. 高压变压器的优化设计方法3.1. 线圈设计优化对于高压变压器的线圈设计，可以采用遗传算法等智能优化算法进行优化。
通过对线圈的匝数、导线截面积等参数进行多目标优化，可以实现功率传输的最大化和损耗的最小化。
3.2. 铁芯设计优化铁芯是高压变压器的重要组成部分，它的设计和材料选择对于提高变压器的效率和减小能量损耗具有重要影响。
可以通过磁路分析和磁场仿真等方法进行铁芯结构的优化设计，选择合适的铁芯材料和绝缘材料，以提高传输效率和降低能量损耗。
4. 高压变压器的分析方法4.1. 电磁场分析电磁场分析是高压变压器设计与分析中重要的一环。
通过使用有限元分析等方法，可以对变压器的电磁场进行模拟计算，得到线圈中的电流分布、磁感应强度等参数。
这些参数对于确定变压器的工作状态和效率具有重要意义。
4.2. 热场分析高压变压器在工作过程中会产生一定的热量，如果不能及时散热，会导致温升过高，影响变压器的性能和寿命。
通过热场分析，可以对变压器的散热情况进行评估和优化，选择合理的冷却方式和散热材料，保证变压器的安全运行。
5. 高压变压器的未来发展方向随着能源需求的增长和能源结构的变化，高压变压器的设计与分析将面临新的挑战和机遇。
高频变压器设计过程中需要注意的问题
高频变压器设计过程中需要注意的问题高海涛;富玉;王景旭;何勇【摘要】高频变压器工作需要在放大电路中进行,以确保高频变压器相关参数的有效性与准确性.分析了插入损耗法的计算方式,阐述了高频变压器对铜心的选择,发现线圈在高频下的损耗主要是趋肤效应与邻近效应.在高频背景下计算交流电阻时,必须最大程度降低趋肤效应与邻近效应造成的影响.【期刊名称】《黑龙江科学》【年(卷),期】2019(010)010【总页数】2页(P74-75)【关键词】高频变压器;设计过程;问题【作者】高海涛;富玉;王景旭;何勇【作者单位】天津市特变电工变压器有限公司沈阳分公司,沈阳110000;天津市特变电工变压器有限公司沈阳分公司,沈阳110000;天津市特变电工变压器有限公司沈阳分公司,沈阳110000;天津市特变电工变压器有限公司沈阳分公司,沈阳110000【正文语种】中文【中图分类】TM402高频变压器实际设计过程中，技术参数分析与材料选择等因素均会对高频变压器的整体质量造成影响。
合理规避高频变压器设计环节存在的不良问题成为变压器设计工作的首要任务。
1 高频变压器所在的工作电路高频变压器工作需要在放大电路中进行，是放大器的重要组成部分。
在对高频变压器进行分析与设计时，要将高频变压器与放大电路进行有机融合，确保高频变压器相关参数的有效性与准确性。
在高频变压器电流与电压的计算中，要严格遵循阻抗匹配原理，根据负载阻抗与匝数比的关系确定输出功率与负载阻抗。
在对高频变压器进行具体分析时，可使用等效电路的分析方法进行，此分析方法与高频变压器的分析方法存在相同性。
唯一不同的是，高频变压器的频率得到了有效提升。
正因如此，必须要将参数分布考虑进去，并在具体计算中加以简化。
2 插入损耗法的计算方式要想使高频变压器的参数科学、合理，就必须利用插入损耗的计算方法对高频变压器的相关参数进行确定。
在高频变压器参数的计算过程中，要先做好中频段插入损耗和初次级铜阻的计算工作，见图1。
电子变压器设计工程师面试题及答案
电子变压器设计工程师面试题及答案1.解释电子变压器的基本原理，并说明其在电源系统中的作用。
答：电子变压器通过电磁感应原理实现电压的变换，主要用于改变交流电源的电压级别，以适应不同的电器设备需求。
在电源系统中，它能够提供电压稳定、高效能的能源转换。
2.谈谈在设计电子变压器时需要考虑的关键参数，以及它们对性能的影响。
答：关键参数包括匝数、磁芯材料、导线材料等。
匝数的选择直接影响电压变换比，磁芯和导线材料则决定了功率损耗和效率。
例如，选择高导磁率的材料可以减小磁芯的体积，提高效率。
3.详细描述在设计高频变压器时可能遇到的挑战，以及如何应对。
答：在高频变压器设计中，涉及更高频率的信号传输，需要考虑涡流损耗、绕组损耗等问题。
可以通过采用特殊材料、细致的散热设计和选择适当的绝缘材料来解决这些挑战。
4.介绍您在电子变压器设计中采用的最新技术和创新，以提高效率和性能。
答：近年来，采用全数字化控制技术和硅基功率半导体器件，如SiC和GaN，来提高变压器的效率和响应速度。
此外，采用磁集成技术和智能控制算法也是提高性能的有效手段。
5.详细说明设计中可能遇到的EMI/EMC问题，以及您采取的措施来降低电磁干扰。
答：高频变压器设计容易产生电磁干扰，采用屏蔽罩、滤波器、合理的线路布局和地线设计是降低EMI/EMC的有效手段。
还可以通过频谱分析和仿真工具来优化设计，确保其满足电磁兼容性标准。
6.谈谈您在磁芯材料选择上的经验，如何平衡性能和成本。
答：在选择磁芯材料时，需要考虑磁导率、饱和磁感应强度、磁滞损耗等因素。
根据应用场景，可以权衡性能和成本。
例如，对于高性能应用，可以选择高性能的磁性材料，而对于一些低成本应用，可以选择相对经济的磁性材料。
7.解释绕组的热设计，包括散热方式、材料选择以及温升控制的策略。
答：绕组的热设计关系到变压器的长期稳定运行。
采用合适的导热材料、冷却方式，例如风扇散热或液冷散热，以确保绕组温度在可控范围内。
低压双电压电力变压器设计分析与实现
低压双电压电力变压器设计分析与实现【摘要】本文以电力变压器的概述作为切入点，根据产品的相关要求，从结构形式、电磁计算和损耗及温升计算三个方面讨论低压双电压电力变压器设计与实现。
【关键词】变压器;低压双电压;设计根据国家对电力行业发展规划的要求，以及城乡电网改造的需要，我国电力变压器的生产商和使用单位应充分发挥企业的内在潜力，优化电力变压器的产品结构，积极开发和研究低损耗、环保型、高新技术的变压器。
根据国外电力技术的研究，低压电力变压器已存在于国外的配电网络中，而且还同时存在两种不同的电压。
这无疑为电力行业效益的提高开辟了新的道路，同时也有利于减少变压器损耗，增强其环保性。
因此，加强对低压变压器的设计研究有着重要的意义。
一、电力变压器的概述（一）电力变压器的简介变压器是对静止的电磁进行感应的一种设备，其工作原理就是电磁能量的转换和传递，产生作用的方法是将匝链缠绕在特质的铁心上，然后通过铁心上的两个或者多个绕组回路进行工作。
根据用途的差异，变压器有许多不同的类型，其中电力变压器属于电力系统中应用比较广泛且产量较多的变压器。
电力变压器根据设计结构的不同，又可以分成不同类型的电力变压器，例如升压、降压变压器，配电变压器，联络变压器等。
（二）电力变压器的性能参数电力变压器在设计之前，应了解设计中涉及到的各种性能参数。
根据电力系统的技术条件和使用环境，需要考虑一些参数，诸如变压器的核定容量（如果是三绕组变压器需要指明每项绕组的额定容量）、相数（单项或者三相）、频率、变压器一次侧和二次侧的额定电压（调压的方式和范围）、绕组接线的方式及联结组、变压的冷去方式、绝缘能力、负载特点和安装特点（户内或者户外）等。
除了上述参数之外，如果用户对产品制造商提出性能要求，就还需要考虑短路阻抗、负载和空载的损耗以及空载电流参数。
二、低压双电压电力变压器的设计与实现通常来说，客户对产品主要技术的要求为：变压器为三相变压器，容量是1600kV A，额定频率是50Hz，高压电压是10±2×2.5%。
EI工频变压器设计的几个问题
EI 工频变压器设计的几个问题中国三江航天集团 黄永吾工频变压器在被大家称为低频变压器，以示与开关电源用高频变压器有区别。
工频变压器在过去传统的电源中大量使用，而这些电源的稳定方式又是采用线性调节的，所以那些传统的电源又被称为线性电源工频变压器的原理非常简单，理论上推导出相关计算式也不复杂，所以大家形成了看法：太简单了，就那三、四个计算公式，没什么可研究的。
设计时只要根据那些简单的公式，立马成功。
掌握了电压高了拆掉几圈，电压低了加几圈，空载电流大了，适当增加初级圈数，也觉的低工频变压器的非常简单。
我认为上面的认识既有可取之处，也有值得研究的地方。
可取之处：根据计算式或自己打样，可以很快就得出结果，解决了问题；加上有六七年以上得实际工作经验，可说是在某单位得心应手，鹤立鸡群。
值得研究的地方是：你是否了解自己设计出的产品性能？设计合理吗？设计优化过吗？经济性如何？过去电源变压器的设计由电子部牵头组织专家学者成立变压器工作组，编写典型计算免费发放各单位，作为计算依据，每个单位都有自己的变压器设计人员,由于有了参数表的存在，各厂设计出来的变压器各参数基本一致，连圈数和线径都可能一一模一样。
验收的规则也是统一到变压器总技术条件上来。
改革开放以后国营企业的变压器设计人员，除极少数外，下海的不多。
典型计算资料本不可多得，要按失密论处。
加上典型计算是原苏联的一套铁心规格与现行得EI 铁心片规格不符，无参照价值。
目前基本上是采用师傅带徒第的方式带出来一大批变压器工程人员。
与过去不同现有的工程技术人员大都是自己打样，由于工频变压器市场广泛，小单子很多。
而这些单子很多是从关系接来的。
不十分计较价格，因此理论水平一般，实际经验丰富的工程技术人员大有人在。
从设计角度来看师师傅带徒第的方式带出来一大批变压器工程人员，他门的设计风格各不相同。
A. 根据功率选铁芯规格就是个很繁杂的问题，因为涉及的因素比较多，有以下几种方法1． 采用下面的半经验公式去选取：)1(---⨯=P K A fe式中A fe --铁心有效截面积cm 2K--- 系数P —变压器输出功率 w定下A fe 后，然后进行其它的计算。
工程师讲解：高频平板变压器的设计原理及存在问题
工程师讲解：高频平板变压器的设计原理及存在问题
1引言
变压器一直是电源设备和装置，缩小体积、提高功率密度、实现模块化的一只拦路虎。
虽然高频变换技术引入电源后，可以甩掉体积庞大的工频变压器，但还需使用铁氧体磁芯的高频变压器。
铁氧体磁芯高频变压器的体积虽比工频变压器小，但离开模块化的要求还相差很远。
它不但体积还嫌大，而且它的发热量，漏电感都不小。
因此近几年来，许多专家、学者、工程师一直在研究解决这个问题的办法。
高频平板变压器的研制开发成功，就使变压器技术发生一个飞跃。
它不但能使变压器的体积缩小很多，而且还能使变压器内部的温升很低、漏电感很小，效率可做到99.6%，成本比一般同功率的变压器低一半。
它可用于单端正、反激，半桥，全桥和推挽变换器中作
AC/DC和DC/DC变换器用。
它对低电压、大电流的变换器特别适用。
所以用它来做当代计算机电源特别合适。
2运行在高频情况下常规变换变压器存在的问题
(1)漏电感(简称漏感)
理想的变压器(完全耦合的变压器)原边绕组产生的磁通应全部穿过副边绕组，没有任何损失和泄漏。
但实际上常规的变换变压器不可能实现没有任何损失和泄漏。
原边绕组产生的磁通不可能全部穿过副边绕组。
非耦合部分磁通就在绕组或导体中有它自己的电感，存贮在这个“电感”中的能量不和主功率变压器电路相耦合。
这种电感我们称之为“漏感”。
理想变换器对绝缘的要求和为了要得到很低的电磁干扰(EMI)而需要很紧的电磁耦合以减小漏感的要求，是相互矛盾的。
当变压器不通电(转向脱离电源或开关处于关断期间)时，漏感存贮的能量。
大容量开关电源变压器设计中值得注意的几个问题
1
大容量开关电源变压器设计 中值得注意的几个问题
Issues on Large- power Sw itch ing Supply Tran sform er D es ign
周元芳 李世作 肖仁山 莫炳扬
(广西大学 南宁市 530004)
T
∫ 2
T
2 i2d t= Im
0
∆ 3
(5)
原绕组电流的有效值
I 1=
I2 k
式中 k ——变比。
计算绕组的铜耗时应采用电流的有效值。 绕
组铜耗
p cu = I 2R k r
式中 R —绕组的直流电阻, 8 ;
k r ——排挤系数。
对于用圆形导线绕制的绕组, k r 为
k r = 1 + 018kR (f ·d 2 ·nb · Χ· Β) 2 ×
10- 12
(7)
式中 d ——圆导线直径, m ;
n b —— 绕组径向导线排列根数;
Χ—— 电 导 率, 铜 线 Χ= 4715 × 106
S m。
Β=
d ·na
h
(8)
式中 na ——绕组轴向排列的导线数;
h ——绕组高, m ;
kR ——考虑绕组端部径向漏磁引起的
取 其 它 措 施,
通常取磁通密度 B
≤
1 3
B
s
(B
s
是饱和磁通密度)。
5 注意绕组结构对附加损耗的影响
511 用圆导线绕制的绕组
51111 导线直径的选择
开关电源工作频率高, 导线集肤效应严 重, 在 20kH z 时电流穿透深度只有 014673 mm , 选择导线时其线径应小于 2 倍穿透深
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变压器设计技术问题分析
发表时间：2018-10-14T11:56:56.537Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：丁彦鹏
[导读] 摘要：变压器将位于后面部分，所以它也被称为后室;一般来说，高低压室放在前面，所以又称前室，这三种类型的组合就是组合变压器。
（山东泰开变压器有限公司山东泰安 271200）
摘要：变压器将位于后面部分，所以它也被称为后室;一般来说，高低压室放在前面，所以又称前室，这三种类型的组合就是组合变压器。
组合式变压器结构紧凑、放置方便、体积小、使用简单、整体绝缘、密封性好等优点明显。
此外，它可以深入到电力系统负荷相对集中的地方。
组合式变压器由于其明显的优点，也广泛应用于工业园区、住宅区、商业中心和高层建筑。
关键词：组合变压器；高压系统；低压系统；设计；
1 电力变压器发生火灾的原因与危险性分析
1.1 事故的原因。
变压器事故的原因有很多。
如果不能有效地管理变压器，火灾将对变压器主机和整个电力系统造成不可弥补的损失。
变压器在电力系统中扮演着重要的角色，电力企业必须加强对变压器的安全管理，分析变压器起火的原因，从源头上消除火灾隐患。
通过大量的实践研究,发现油浸式电力变压器火灾事故的主要原因如下:首先,在变压器线圈的绝缘层受损,导致电路中通过的电流短路,从而导致线圈加热或燃烧;其次，变压器内部线圈的一些关键部件接触不良，导致变压器内部产生火花，导致变压器内部发生爆炸事故。
1．2 变压器火灾风险分析。
变压器在发生故障时,将使整个电力系统链接的交付不能完成居民用电和行业有不同程度的影响,因此,电力企业必须重视电力传输线变压器与安全管理的过程中,避免变压器故障造成整个分配电力系统瘫痪。
目前，国内一些重要变电站都配备了相应的变压器管理人员。
变压器位置因变压器故障发生重大火灾，可能危及电力工作人员人身安全，对周围环境造成一定影响。
2 变压器设计
在组合变压器的设计中，油浸变压器的设计方法与普通变压器非常相似。
核心材料可以由低碳硅铁软磁合金，也称为硅钢，或非晶合金制成。
如结构为铁芯，则可选择叠层，或可选择轧制铁芯;当选择缠绕材料时，可以选择箔线或铜线。
在变压器设计中，组合变压器连接时应注意群体。
主要有三种连接方式:三角形连接、星形连接和之字形连接。
设置适当的电压。
介质损耗通常是引起电压问题的主要原因，电压问题的出现会影响测试结果的可靠性，导致测试结果的泄漏。
因此，在高压电气试验过程中，必须合理设置电压，以确保氧化层和介质处于正常工作状态。
第一，应力对直流电阻测量的影响。
如果双臂电桥的电压较低，就不会发生氧化膜的击穿，但会导致较大的电阻。
如果桥压比较高，氧化膜就会被击穿，但这会降低电阻。
第二，压力对电压对介电损耗测量的影响。
如果测试电压处于不断增加的状态，氧化层就会融化，导致氧化层接触电阻减小，介质损耗减小。
2．系统严格遵循。
在高压电气测试技术中，尤其是在测试过程中，严格按照系统要求进行相关测试是保证工作有序高效进行的关键。
在高压电气测试中，由于现场的不确定性和恶劣的运行环境，测试工作的复杂性将会增加，这将增加工作人员的难度和工作的风险因素。
因此，在测试过程中，尤其是在环境复杂、风险高的工作现场，员工应严格遵守施工制度。
在测试过程中，有必要向负责人说明电源是否可以打开。
测试工作必须得到负责人的许可才能开始。
员工不能依靠经验来判断和操作。
3 低压系统的设计
3.1 选择主馈电开关。
低压进口开关等电路开关靠近变压器，要求较高。
的保护,如果有短路,在一般情况下,主入口开关主要是智能万能断路器的选择,可以有选择地保护工作和准确,避免突然停电,并确保电力本身的安全与稳定,这是广泛使用的。
在选择断路器的额定电流值时，应根据低压侧的额定电流进行。
尽量不要与变压器低压侧的额定电流不同。
如果差值太大，断路器本身的保护功能就会降低。
3.2 选择分支开关。
一般情况下，并联开关会选择塑壳断路器，在选择路径数和电流值时要考虑用户的实际需要。
一般而言，并联出线有4 ~ 6个通道，电流在20 ~ 400a之间。
由于负载不同，子开关的类型也不同，选择时要注意实际需要。
3.3 低压系统无功补偿设计。
随着感应式电气设备种类和数量的不断增加，直接导致其功率因数的降低，导致变压器工作效率的下降。
因此，组合变压器应补偿其无功功率，从而有效地提高其功率因数，从而提高其工作效率。
组合变压器无功补偿方法通常是集中补偿的方法。
一般来说，10% ~ 30%的变压器容量将得到补充。
如果小于15kva，补偿时一次全量模切。
如果超过此值，则选择自动分段模切模式。
基于接触式开关的全自动分段开关无功补偿可分为非接触式和接触式。
电容剪切由接触器控制。
在进行电容剪切时，应根据功率因数来确定，因为接触器的吸力和频率较高。
4 高压系统的设计
4.1 设计高压系统的方法。
高压系统,其布线技术主要包含三个,第一个环型网络,和这种连接方法与电源的位置线,一根电线从变压器的低压侧的位置,最后一个进线变压器或其他设备连接,从而提供电力变压器或其他设备运行;第二个是终端。
该技术由两根电线组成，一根在电源位置，另一根在变压器低压侧。
最后是终端双回路类型。
这种方法是从电源位置馈线，从变压器低压侧送线。
最后一根线是连接备用电源。
当电源故障时，可及时使用备用电源为其运行提供电源支持。
4.2 选择高压系统负荷开关。
组合变压器负荷开关主要分成两种，分别是四位置开关以及二位置开关。
四位置开关包含了3种类型，分别是“T”型开关、“I”型开关以及“V”型开关。
其中“V”型开关以及“T”型开关在环网型组合变压器中都能够适用，“V”型开关以及“T”型开关形式有两种，分别是600 A和200 A。
并且负荷开关电流值数据是通过系统流通电流值得到的，可以说其是在环网总回路电流值上得到的。
电流值的结果和变压器的大小没有关系。
负荷开关在进行短路电流判断时，需要通过组合变压器安放地点本身的短路容量进行。
短路容量本身便是一个定义比较单纯的计算量。
若是负荷开关是200 A，那么其肘型电缆插头以及系统套管都是200 A的。
而“I”型的负荷开关在终端双回路型组合变压器中比较适用。
4.3 高压熔断器的设计。
当组合变压器受到保护时，插入的保险丝和备用保险丝串联起来。
在突发性故障、过载和油箱温度过高的情况下，容易发生熔断。
这种情况更有可能发生，因此保险丝的设计是插入的，这样它就可以在外面更换，减少麻烦，更容易操作。
备用保险丝通常是变压器短路，当电流过高时，它就会熔断。
这种情况发生的概率比较低，所以通常安装在变压器油箱中。
在选择插入保险丝和备用保险丝时，要综合考虑其保护特性，并根据需要进行选择。
4.4 对高压系统负载开关进行了隔离设计。
想在操作的过程中减少负荷开关切断变压器的额定负载电流的过程中中国共产党不稳定,负荷开关可以放置在一个小房子,然后把高燃点油在一个小房子,然后在正常的石油,这是能够运行某些情况下改善负荷开关变压器油老化造成的,
同时也可以改善由于高温油,散热好。
负载开关的隔离方法是将负载开关放置在变压器油箱左侧，通过专用管套在负载开关与变压器油箱之间加密，用密封隔离负载开关。
室中安装负荷开关,温度计,油温计、油塞,压力表也应该放在和压力空气泄漏试验应该以确保不会有泄漏,和普通变压器油和困难的燃料的能源效率应该充分发展。
综上所述，组合式变压器在安装时，需要考虑其运行的各个细节，并根据其实际工况选择科学的设计方法。
参考文献：
[1]赵新华，关于变压器设计的技术经济基础问题.2017.
[2]薛丽君,高明月.电力电子变压器中高频变压器的设计方法.2017.。