時間：2023-05-31 09:21:13
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變壓器工作原理，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、變壓器、電流互感器與電壓互感器工作原理
（一）變壓器
變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電變壓器原理圖流時，鐵芯（或磁芯）中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。在發電機中，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈，均能在線圈中感應電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動，這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應，變換電壓，電流和阻抗的器件。
（二）電流互感器
電力系統中廣泛采用的是電磁式電流互感器（以下簡稱電流互感器），它的工作原理和變壓器相似。電流互感器的原理接線，如下圖所示。
電流互感器的特點是：
（1）一次線圈串聯在電路中，并且匝數很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測電路的負荷電流.而與二次電流無關；
（2）電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態下運行。
電流互感器一、二次額定電流之比，稱為電流互感器的額定互感比：
因為一次線圈額定電流I1n己標準化，二次線圈額定電流I2n統一為5（1或0.5）安，所以電流互感器額定互感比亦已標準化。kn還可以近似地表示為互感器一、二次線圈的匝數比，即kn≈kN=N1/N2式中N1、N2為一、二線圈的匝數。
（三）電壓互感器
電磁式電壓互感器的工作原理和變壓器相同。圖為電磁式電壓互感器原理接線圖，電壓互感器的特點是：（1）容量很小，類似一臺小容量變壓器；（2）二次側負荷比較恒定，所接測量儀表和繼電器的電壓線圈阻抗很大，因此，在正常運行時，電壓互感器接近于空載狀態。電壓互感器的一、二次線圈額定電壓之比，稱為電壓互感器的額定電壓比。即：kn=U1n/U2n
其中一次線圈額定電壓U1n是電網的額定電壓，且已標準化（如10，35，110，220，330千伏等），二次電壓U2n，則統一定為100（或100/ ）伏，所以 kn也標準化。
二、三種故障討論與危害
以上三種常用儀器在生活工業生產中經常用到。但由于時間長久或操作不當，電路事故也頻頻發生。下面來討論一下以下三種故障的原因與危害：運行中的變壓器副短路、運行中的電流互感器副邊開路、運行中的電壓互感器短路。
1、運行中的變壓器副短路
變壓器在運行中副邊突然短路，多屬于事故煩路.也稱為突發短路。事故短路的原因多種多樣，例如，對地短路、相間短路等等但是.不管是哪種原因造成的短路.對運行中的變壓器都是非常有害的副邊短路直接危及到變壓器的壽命和安全運行。
特別是變壓器一次側接在容量較大的電網上時.如果保護設備不切斷電源，一次側仍能繼續送電在這種情。況下.如不立即排除故障或切斷電源，變壓器將幣砂決被燒毀這是因為當變壓器副邊短路時.將產生一個高于其額定電流20～30倍的短路電流。根據磁式平衡式可知.副邊電流是與原邊電流反相的.副邊電流對原邊電流主磁通起去磁作用.由于電磁的慣性原理一次側要保持主磁通不變.必然也將產生一個很大的電流來抵消副邊短路電流的去磁作用，這樣，就使兩種因素的大電流匯集在一起，作用在變壓器的鐵芯和繞組上，在變壓器中將產生一個很大的電磁力，這個電磁力作用在繞組上，可以使變壓器繞組發生嚴重的畸變或崩裂。另外這也會產生高出其允許溫升兒倍的溫度.致使變壓器在很短的時間內被燒毀。
2、運行中的電流互感器副邊開路
電流互感器副邊不許開路運行。因為接在電流互感器副線圈上的儀表線圈的阻抗很小，相當于在副線圈短路狀態下運行。互感器副線圈端子上電壓只有幾伏。因而鐵芯中的磁通量是很小的。原線圈磁動勢雖然可達到幾百安或上千安匝或更大。但是大部分被短路副線圈所建立的去磁磁動勢所抵消，只剩下很小一部分作為鐵芯的勵磁磁動勢以建立鐵芯中的磁通。如果在運行中時副線圈斷開，副邊電流等于零，那么起去磁作用的磁動勢消失，而原邊的磁動勢不變，原邊被測電流全部成為勵磁電流，這將使鐵芯中磁通量急劇，鐵芯嚴重發熱以致燒壞線圈絕緣，或使高壓側對地短路。另外副線圈開路會感應出很高的電壓，這對儀表和操作人員是很危險的所以電流互感器二次側不許斷開。
也就是說電流互感器的原理就是根據變壓器的原理來的。繞線數和電流成比例的關系制成的電流互感器。工作時候因為電流互感產生磁場的原理 副邊有電壓產生。工作的時候互感器副邊側接近短路，此時能產生安培級的電流。電流互感器運行時，副邊不允許開路。因為一旦開路，原邊電流均成為勵磁電流，使磁通和副邊電壓大大超過正常值而危及人身和設備安全。
3、運行中的電壓互感器短路
正常運行時，由于二次負載是一些儀表和繼電器的電壓線圈阻抗大，基本上相當于變壓器的空載狀態，互感器本身通過的電流很小，它的大小決定于二次負載阻抗的大小，由于 PT 本身阻抗小，容量又不大，當互感器二次發生短路，二次電流很大，二次保險熔斷影響到儀表的正確指示和保護的正常工作，當保險容量選擇不當，二次發生短路保險不能熔斷時，則 PT 極易被燒壞。
電壓互感器二次側線圈匝數比一次側線圈匝數要少，但線徑較大，根據變壓器原理，一旦二次側短路，勢必在二次側引起很大的短路電流，會造成互感器燒毀。因此，在電壓互感器二次側必須裝設保險絲防止其短路。而電流互感器正好相反，它的二次側是嚴禁開路，因為一旦開路會在二次側感應出高電壓，造成不安全。
關鍵詞：變壓器 有載分接開關 結構 原理
1.前言
切換和連接變壓器分接抽頭的裝置就叫做分接開關，變壓器就是通過改變分接繞組抽頭位置來進行調壓功能。分接開關又叫做調壓開關，主要分為有載分接開關和無載分接開關兩種。切換分接抽頭時，無載分接開關一定要把變壓器從電網中去除，因此稱為無載調壓，進行不帶電切換調壓，其調壓范圍比較小，不能隨時進行調壓，并且一定要停電才能進行調壓，停電時間持續比較長。使用無載分接開關有可能影響生產工作，因此它只能適用于供電質量要求不高、停電調壓切換檔位的生產場所。有載分接開關是無載分接開關的進一步發展，屬于分級調壓類型。切換分接抽頭時，有載分接開關不像無載分接開關那樣必須從電力網上去除變壓器，所以稱為有載分接開關，進行帶負載切換調壓，這種調壓方式調壓范圍比無載調壓要大很多，并且可以隨時進行調壓，可調性強，調壓速度非常快，深受廣大用戶的喜愛。因此，研究和分析變壓器有載分接開關的結構和原理具有十分重要的意義。
2.變壓器有載分接開關的作用
有載分接開關既可以進行手動操作，也可以進行電動操作，實現遙控電動操作，有利于進行自動化管理。變壓器有載分接開關的作用主要體現在以下幾個方面：
（1）使用變壓器有載分接開關可以有效穩定各負載中心的電力網電壓，從而從整體上提高供電質量，改善電網運行情況；
（2）使用變壓器有載分接開關可以提高整體系統的穩定性，進而避免造成大面積停電事故和出現電網電壓崩潰現象，從而進一步影響變壓器的使用壽命，危害人身安全，不利于電網的安全經濟運行；
（3）使用變壓器有載分接開關可以節約能源，保護環境。由于變壓器的空載損耗很大，和額定電壓的平方成正比。因此可以更有效地實現節能目的，維持額定電壓，確保變電器的正常運行。
3.變壓器有載分接開關的調整原則和基本工作原理
3.1 變壓器有載分接開關的調整原則
變壓器有載分接開關可以改變一次繞組的匝數，進而調整變壓器電壓，維持二次輸出的正常電壓，確保其穩定不變。當外電來電端電壓升高時，變壓器有載分接開關就會將額定電壓調整為較高檔位；如果外電來電端電壓降低，就會調整為最低的檔位，也就是實行“高往高調、低往低調”的策略。變壓器有載分接開關常常會出現連動故障、拒動故障、越限故障和局部放電等故障，當出現故障時，一定要及時采取相應的措施進行調整，加強變壓器有載分接開關的維護，及時對油枕進行檢查，有效安裝繼電器，進而利于安全放氣，確保有載分接開關的電動控制準確和各接線的良好接觸，在控制回路上設置電流閉鎖裝置，按時巡邏檢查，將各元件調整到位，清除變壓器有載分接開關中的雜物。
3.2 變壓器有載分接開關的基本工作原理
在理想狀態下，單相變壓器的二次繞組匝數與二次繞組匝數和一次繞組電壓成正比例關系，和一次繞組匝數成反比例關系。當二次繞組匝數不變時，增加一次繞組電壓，要想使二次繞組電壓不變，就必須增加一次繞組匝數，變壓器有載分接開關就依據這一原理進行工作的。由于高壓繞組套在外面，方便引出分接頭，并且高壓電流小，分接開關載流界面小，容易接觸，因此，在高壓繞組上可以抽出一些分接頭，改變磁通量，在一側進行調壓。通過分接頭開關就可以改變高壓繞組匝數，把高壓繞組上下段串聯起來，從而實現調壓功能。
每組繞組的分接頭都接到了變壓器有載分接開關的定觸頭上，開關主體的三個觸頭位于高壓繞組的中心，最中間的是主通斷觸頭，其觸頭片較長，兩邊的是輔助觸頭，串有限流電阻，接入三相繞組星點。在帶負載的情況下，開關動作的輔助觸頭逐步接觸長觸頭，流經限流電阻，并與分接頭搭接，接入三相繞組星點。隨著開關的繼續工作，流經限流電阻，形成輔助觸頭，和長觸頭連接。主觸頭從分觸頭上連接分觸頭，完成一次切換過程，其中，最重要的是兩輔助觸頭的分接相連。從整個過程中，可以看出兩輔助觸頭進行了完全的配合，使主觸頭完成任務。同理，假如變壓器來電端電壓降低，只要操作反過來就行了，工作原理是相同的。
4.變壓器有載分接開關的結構分析
變壓器有載分接開關直接影響著電力系統的整體安全和電壓質量，其機械結構復雜，操作頻率高，在操作過程中，有時會出現一些異常情況。變壓器有載分接開關主體是一個環氧玻璃絲纏繞的絕緣筒，在操作有載分接開關時，一定要將絕緣筒內灌滿絕緣變壓器油。其上端和頭部電動傳動相連，有24個定觸頭，每8個連接1個繞組，下端密封，與定觸頭位置相對應。變壓器有載分接開關主要由快速傳動機構、開關組件、油箱外殼、信號安全裝置等四部分組成。
快速傳動機構包括臂板、電動機、拉力彈簧、蝸輪和擺線針輪減速機、拐臂等部件。開關組件包括槽輪、過渡電阻、轉臂、動靜觸頭等。油箱外殼包括油枕、頂蓋、筒底等。信號完全裝置有位置指示盤、電氣限位、壓力釋放閥、自動調控器、氣體繼電器等等。
5.結束語
綜上所述，隨著我國電力技術的迅猛發展，變壓器有載分接開關無論是在設計上，還是在工藝上和材料上，都比較先進，運行可靠性和制作水平比較高，得到了廣泛地應用，實現了技術創新，產品不斷更新換代。因此，作為相關技術人員，更應該學習有關變壓器有載分接開關結構和原理知識，不斷提出新的技術要求，掌握先進的技術手段，控制每天的操作次數，提高變壓器分接開關的使用性能，嚴格控制安裝投運和調試驗收，從建設抓起，不斷總結和積累經驗，嚴把質量關，做好變壓器有載分接開關的維護工作，進而提高電壓質量，改善電網運行情況，確保變壓器的安全運行。
參考文獻：
[1]陳玉成 徐震 陳玉.變壓器有載分接開關的結構和原理分析[J].廣播電視信息，2011，16（10）：145-147.
【關鍵詞】繞組溫度計；工作原理；測量方法
在變壓器的運行過程中，繞組溫度計主要起到對線圈繞組溫度的全程監視的作用。繞組的溫度會直接決定變壓器的使用壽命，因為絕緣材料的溫度和老化情況會直接受到繞組溫度的影響，特別是線圈繞組最熱部分的溫度。通常變壓器繞組的電位比較高，所以直接使用測溫元件無法測出繞組的溫度，針對這種情況，應該采用間接的方法來實現對變壓器繞組的溫度進行測量是一種可行性較強的方法。
1、變壓器繞組溫度計的工作原理
通常變壓器在運行的過程中會有負載損耗產生，這就會引起電壓器繞組發熱，從負載損耗的公式中可以看出，繞組的發熱和變壓器電流的平方之間是成正比的。因為變壓器的繞組是被絕緣油包圍著的，所以用油的溫度和變壓器中通二次電流的電熱元件的溫度相加就可以將變壓器的繞組溫度測量出來。
繞組溫度計是在一個油面溫度計的基礎上，又配備了一臺電流匹配器以及一個電熱元件，繞組溫度計的原理圖如圖1所示。繞組溫度計的工原理是在位于變壓器油箱頂層的油孔內插入溫度計傳感器的溫包，在變壓器無負荷的時候繞組沒有發熱現象，這時溫度表中顯示出來的溫度計就是變壓器油的溫度。如果變壓器處在帶負荷的運行狀態中時，電流互感器輸出的電流得到電流匹配器調整之后將會流經電熱元件，這時電熱元件將會發熱。彈性元件在受到電熱元件所產生熱量的影響下，位移量將會變大。通常變壓器的油溫和負荷電流會共同決定彈性元件的位移大小，也就是說這兩個因素都會給彈性元件的位移造成影響，所以在設計繞組溫度計的時候，對于流經電熱元件的電流所引起的溫升進行了考慮，而流經電熱元件的電流的溫度增量正好和變壓器被測繞組相對于油的溫度升高的大小相似，所以變壓器繞組溫度計真正顯示出來的溫度就是變壓器頂層油溫和電熱元件電流的溫升的和，測出來變壓器繞組最熱部分的溫度測量了出來，也就是變壓器繞組的溫度。
油孔也就是溫度計座是筒形的，其位于變壓器油箱的頂部具有導熱功能但是和變壓器油系統之間是隔離的。在使用的過程中首先在油孔內將感溫油加滿之后將溫包插入，之后將溫包取出來將少量的感溫油抽吸出來，要保證溫包桿的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再將溫包放入感溫油中同時使用螺紋將其固定住。這樣可以確保油孔內的感溫油可以發生膨脹并確保油孔就有良好的傳熱功能，這樣可以保證測量溫度的準確性。電流匹配器作為一種電流變化裝置主要是提供電源給繞組溫度計。電流匹配器的工作原理是由電流互感器輸入的電流經過電流匹配器得到交換之后給繞組溫度計內部的電熱元件提供可調的電流，最終實現對變壓器繞組最熱部分的溫度進行模擬。可以通過對電流匹配器線端的變化以及電位器和電熱元件的分流比進行調整，即就是粗調和微調。電熱元件作為整體測量設備的關鍵和核心元件，因為只有電熱元件的發熱特性能真實的將變壓器繞組的發熱特定反映出來，才能確保測量結果的準確性。
2、常用的繞組溫度在線測量方法
通常情況下，變壓器繞組溫度的在線測量方法包括三類，分別是直接測量方法、間接計算法以及熱模擬測量方法。
2.1直接測量方法
直接測量法通常是在制造時將測溫元件埋設好，而且埋設點的多少和測量的準確度是成正比的，這種方法可以完成對變壓器繞組溫度的測量，三十維護維護起來很困難難度很大，而且維護需要的成本也極高。
2.2熱模擬測量方法
該種測量方法因為在變壓器上安裝的用來測量溫度的設備經過長期的使用測量精度將會降低，會差生較大的測量誤差，也就是無法實現對變壓器繞組溫度進行準確的測量，所以會有很多的隱患，有些國家已經停止使用該種測量方法來對變壓器繞組溫度進行測量，在我國使用的也越來越少。
2.3間接計算方法
以負載導則熱點計算公式為依據的間接計算法來實現對變壓器繞組溫度進行測量能保證極高的精確度，所以在目前作為一種經濟、簡單而且實用性較強的一種測量方法。該種方法主要是依據對變壓器熱模型進行假設，然后結合各個國家的經驗以及相關的油浸式變壓器負載導則中規定的標準將熱點溫升的計算公式導出來，進而實現對變壓器繞組溫度的計算，這種方法可以保證計算的精度，所以是一種實用性很強的測量方法，這種方法被使用的越來越廣泛，相信在未來也會有著廣闊的發展前景。
3、在使用繞組溫度計時需要注意的問題
從上文的圖1中可以看出，在繞組溫度計中，微調電位器可能會出現接觸不良的情況，因為該微調電位器在電路中主要是實現對元件的加熱，起到了分流器的作用，如果被保護的變壓器的油溫溫升比較小的時候，IS就比較小，這時微調電位器的分流量就比較大，更容易出現接觸不良的現象，為了避免出現接觸不良的情況，在使用繞組溫度計的過程中需要注意的問題有：第一，在生產組裝繞組溫度計的時候要確保微調電位器的三只腳都焊接牢固，如果微調電位器的動觸點出現了開路情況，另外的兩只腳所形成的固定電子依然還能起到分流作用，可以在很大程度上對動觸點的開路所造成的影響起到緩解作用；第二，為了有效減少微調電位器的調節量，實現動觸點開路對繞阻溫度計所造成的影響的緩解，需要將一個可投撤的固定電阻并聯在微調電位器的旁邊，同時要將一個固定的電阻串聯在微調電位器的前面；第三，要對原跨線的整定規則進行修改，根據實際情況對電流匹配器的檔位進行調整，以實現對微調電位器分流量的減少。在對跨線進行整定的時候，要進行具體問題具體分析，做到靈活的整定，以確保測量的準確性；第四，將表校完之后，在對變壓器的溫包進行恢復時要確保在油孔內注入一定量的油然后將保溫包插入，要溫包桿的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再將溫包放入感溫油中同時使用螺紋將其固定住，以免有雨水進入儀器而導致短路或者將電器回路燒壞。
關鍵詞：主變保護電流瓦斯保護變壓器
中圖分類號： TM41 文獻標識碼： A 文章編號：
1關于主變保護的定義
主變指的是一個單位或者變電站的總降壓變壓器，其容量一般比較大。其他的變壓器作為配電來使用，一般稱為配電變壓器，容量稍小。
關于主變的保護，作為主變壓器，一般來說容量比較大，要求工作的可靠性較高。對于不同容量的變壓器，所要求裝設的保護類別也不盡相同。
2變壓器的主保護
變壓器的主保護主要由瓦斯保護和差動保護構成。
2.1瓦斯保護
2.1.1瓦斯保護定義 瓦斯保護：瓦斯保護是變壓器油箱內繞組短路故障及異常的主要保護。其原理是：變壓器內部故障時，在故障點產生有電弧的短路電流，造成油箱內局部過熱并使變壓器油分解，產生氣體（瓦斯），進而造成噴油，沖擊氣體繼電器，瓦斯保護動作。
2.1.2瓦斯保護工作原理
2.1.2瓦斯保護類型 瓦斯保護分輕瓦斯和重瓦斯兩種，輕瓦斯保護作用于信號，重瓦斯保護作用于跳閘。重瓦斯保護是油箱內部故障的主保護，它能反映變壓器內部的各種故障。當變壓器組發生少數匝間短路時，雖然故障點的故障電流很大，但在差動保護中產生的差流可能不大，差動保護可能拒動，此時，靠重瓦斯保護切除故障。
2.1.3瓦斯保護的優點是不僅能反映變壓器油箱內部的各種故障，而且還能反映差動保護所不能反映的不嚴重的匝間短路和鐵心故障。此外，當變壓器內部進入空氣時也有所反映。瓦斯保護靈敏度高、結構簡單、動作迅速， 其缺點是不能反映變壓器外部故障(套管和引出線)，因此不能作為變壓器各種故障的唯一保護。瓦斯保護抵抗外界干擾的性能較差，例如劇烈的震動就容易誤動作。如果在安裝瓦斯繼電器時未能很好地解決防油問題或瓦斯繼電器不能很好地防水，就有可能漏油腐蝕電纜絕緣或繼電器進水而造成誤動作。
2.2.變壓器縱差保護
2.2.1變壓器縱差構成原理
根據基爾霍夫第一定律，0=∑•I；式中∑•I表示變壓器各側電流的向量和，其物理意義是：變壓器正常運行或外部故障時，若忽略勵磁電流損耗及其他損耗，則流入變壓器的電流等于流出變壓器的電流。因此，縱差保護不應動作。
當變壓器內部故障時，若忽略負荷電流不計，則只有流進變壓器的電流而沒有流出變壓器的電流，其縱差保護動作，切除變壓器。見變壓器縱差保護原理接線。
2.2.2變壓器縱差動保護的基本原理及邏輯圖
A、變壓器縱差動保護的工作原理與線路縱差保護的原理相同，都是比較被保護設備各側電流的相位和數值的大小。
B、變壓器縱差動保護與線路差動保護的區別：由于變壓器高壓側和低壓側的額定電流不相等再加上變壓器各側電流的相位往往不相同。因此，為了保證縱差動保護的正確工作，須適當選擇各側電流互感器的變比，及各側電流相位的補償使得正常運行和區外短路故障時，兩側二次電流相等。 例如如下所示的雙繞組變壓器
3.主變差動保護分析
在主變差動保護所用電流互感器選擇時，除應選帶有氣隙的D級鐵芯互感器外，還應適當地增大電流互感器變比，以降低短路電流倍數，這樣可以有效削弱勵磁涌流，減少差動回路中產生的不平衡電流，提高差動保護的靈敏度。這對避免保護區外故障，尤其是最嚴重的三相金屬性短路而導致的主變差動保護誤動作尤為有效。下面將通過實例進行分析：
實例：一臺三相三繞組降壓變壓器，容量Se=40.5MVA，電壓110±2×2.5%kV/35±2×2.5%kV/11kV，接線方式：Ydd11-11，變壓器額定電流：213A/608A/2130A。主變差動保護采用BCH-2型差動繼電器。
已確定110kV側為基本側。主變差動保護部分整定值如下(計算過程略)：
差動線圈的計算匝數：Wcd.js=6.3匝，實際匝數向下取整，取Wcd.js=6匝；
繼電器的實際動作電流：Idz=10A；
靈敏度K1m=2.1。
該變電所曾發生10kV線路出線處因外力破壞導致三相金屬性短路，10kV線路電流速斷動作，相繼引起主變差動保護誤動作。我們初步分析因短路點離保護太近，又是最嚴重的三相金屬性短路，短路電流極大，當外部故障切除，電壓恢復時，出現數值很大的勵磁涌流，從而使差動回路產生的不平衡電流大于整定電流值而導致主變差動保護誤動作。但如果提高保護定值，如保護定值增大為11A，則靈敏度變小K1m=1.91＜2，不能滿足靈敏度的要求。
經綜合分析，認為采用BCH-2型具有速飽和變流差動繼電器來避免勵磁涌流存在一定缺陷。從勵磁涌流的特性看，對三相變壓器，電壓恢復時，至少有兩相出現程度不同的勵磁涌流，即三相勵磁涌流中可能有一相沒有非周期分量，這時速飽和變流器將失去作用。分析保護定值，差動保護電流互感器變比選得有些偏低，且趨于飽和。這樣當發生最嚴重的三相金屬性短路時，電流互感器因飽和其誤差增大，不但增大不平衡電流，而且使電流互感器嚴重過載。而增大電流互感器變比，可降低短路電流倍數，減少差動回路中的不平衡電流，因而能有效地削弱勵磁涌流和區外故障產生的不平衡電流。
關鍵詞：漏磁變壓器原理設計
1引言
漏磁變壓器用于負載急劇變化而又要求逐步趨于穩定狀態的電子設備中，如熒光燈電源、離子泵電源等設備。這一類負載表現為開始工作時阻抗較大，需要較高的瞬間電壓；而當穩定工作時，負載阻抗較小，需將負載電流限制在允許值內，以使其能正常工作。
2工作原理
漏磁變壓器的等效電路如圖1所示。當變壓器開始工作時，由于負載RLXS，可知U2≈E2，漏抗壓降US很小；而當穩定工作后，負載RL下降，負載壓降下降，漏抗壓降US上升，趨于允許的限定值。
由漏磁變壓器的工作原理，可知漏抗的選擇是設計的重點。同時，負載性質會對變壓器的工作狀態產生影響；對于阻抗大小相同，性質不同的負載，漏抗的選擇是不同的，需根據具體情況進行分析。
3無磁分路的漏磁變壓器設計
3.1視在功率PH
PH=U20I2H(W)（1）
式中：U20為變壓器輸出空載電壓(V)；
I2H為變壓器負載電流(A)。當變壓器長期工作時，I2H為額定負載電流；當變壓器斷續工作時，I2H=I2（2）
式中：I2為斷續工作時負載電流(A)；
D為暫載率。
3.2鐵心尺寸選擇C型鐵心,鐵心截面積SC≈0.8(cm2)；E型鐵心,鐵心截面積SC≈(cm2)；可套用標準鐵心，也可根據經驗選擇尺寸。
3.3繞組匝數與線徑
1）匝數
設N1為初級繞組匝數，N2為次級繞組匝數，則N1=（3）N2=（4）
式中：U1為輸入電壓（V）；
B0為空載磁感應強度（T）；
f為電源頻率（Hz）。
空載磁感應強度B0的取值一般比飽和磁感應強度低得多；因為漏感LS與繞組匝數的平方成正比，繞組匝數與空載磁感應強度B0成反比，較低的空載磁感應強度B0可獲得較高的漏抗。
圖1漏磁變壓器等效電路圖
圖2E型變壓器外型
圖3C型變壓器外型
圖4有磁分路漏磁變壓器的磁路計算圖
2）線徑
設初級繞組線徑為d1，次級繞組線徑為d2，則d1=1.13(cm)（5）d2=1.13(cm)（6）
式中：n為變壓器變比N1/N2；
j為電流密度（A/cm2）。如功率相當的普通電源變壓器空載磁感應強度為B01，電流密度為j1，漏磁變壓器的空載磁感應強度為B0，則漏磁變壓器的電流密度可按j=j1估算。
E型及C型變壓器的外型如圖2及圖3所示。
3.4漏抗計算漏感LS=10－8(H)（7）其中，lMCT=;hCT=
式中：δ為初、次級繞組之間的間隔距離（cm）；
A1，A2為初、次級繞組高度（cm）；
lM1，lM2為初、次級繞組平均匝長（cm）；
h1，h2為初、次級繞組厚度（cm）。
則漏抗XS=2πfLS（Ω）（8）
3.5負載電流核算I2H=(A)（9）
式中：E2為負載時變壓器次級感應電壓（V）；
r2為變壓器次級直流銅阻（Ω）；
RL為變壓器穩定負載電阻（Ω）；
XL為變壓器負載電抗（Ω）。
36參數調整方法
1）結構調整
降低繞組高度，增加繞組厚度，增大初級與次級繞組之間的間隔距離均能增大漏抗；反之，可減小漏抗。
2）圈數調整
增加圈數可增大漏抗；反之，可減小漏抗。
4有磁分路的漏磁變壓器設計
41磁分路截面積的確定
1）初級磁通Φ1、次級磁通Φ2的確定
圖4為有磁分路的漏磁變壓器的磁路計算圖。Φ1=(Wb)（10）Φ2=(Wb)（11）
2）磁分路截面積的確定
磁分路截面積的選擇以磁分路磁感應強度Bδ小于鐵芯飽和磁感應強度為原則，一般可取Bδ≈B0；截面積由下式確定Sδ=(m2)（12）
42磁分路氣隙的確定
在圖4中，因為磁阻Rm2、Rm3Rδ，所以可認為降落在氣隙上的磁壓等于次級繞組的磁勢。則磁分路氣隙lδ可由下式確定lδ=(m)（13）
因為氣隙周圍漏磁的存在，實際lδ應取稍大一些。
5結語
電源類產品設計是否合理，主要看電源和負載是否匹配；因此負載特性的準確測量是設計的關鍵。在以往的漏磁變壓器設計中，有些電路模型將負載簡單地由電阻代替，是很不合理的。應測量出負載的特性曲線，找出工作點的參數，以此為依據，才能設計出較合理的產品。
參考文獻
[1]徐安武.電感器件設計與計算[M].四川科技出版社,1985.
關鍵詞：電廠；電氣系統；設備調試
1 引言
在科技發展日新月異的二十一世紀，越來越多的新型設備投入電力生產中，這些設備與從前設備相比不只是外貌形態及設備體積的改變，更重要的是大部分設備都采用了新的工作原理，因此許多參數需要不斷完善和提高，要利用新的方法對設備進行調試。從前的設備具有操作過程簡單、容易進行現場操作的實效性優勢，與從前相比而新的設備的機組容量明顯增大，電壓也有了顯著地提高，所以隨著電力技術的不斷發展，必須采用新的試驗方法來對裝置進行試驗，使新的試驗方法實用化。
2 變壓器一次通流試驗
變壓器一次通流試驗的目的就是檢驗變壓器高低壓側的TA變比，檢查驗證變壓器差動保護TA二次接線的正確度、檢查變壓器保護定值整定的正確度，還可以檢查出變壓器的變比。試驗要注意的一點就是選擇的試驗電源的容量要符合要求，在試驗前需要通過試驗電壓的穩定性、核對變壓器的額定參數來計算出變壓器高低壓側短路的電流，并且通過高壓側短路電流來計算試驗的容量大小與理論數字對比。
在以前的調試試驗以及交接過程中，只在變壓器的各項常規測試完成后檢查對一次設備保護，開始變壓器試驗，并沒有針對變壓器一次通流試驗作出明確具體的規定，在進行變壓器一次通流試驗之前務必要對二次設備進行一次徹底的檢查，以確保順利地進行變壓器啟動試驗。為了正確的檢測差動保護TA接線極性，變壓器一次通流試驗還需要使用儀器鉗形相位表。當調試人員無法準確測出最小電流時，借助變壓器進行一次通流試驗，斷開保護屏的端子位置的小電流回路，使用導線將其與回路串聯，（要將導線纏繞成需要的圈數），再對電流進行測量的時候借助鉗形相位表，只需要對所纏繞圈的電流進行測量。這種方法在理論層面上可以準確測量無限小的電流的大小。
3 電廠中壓母線升壓試驗
在過去的電氣設備調試試驗中，既無法很好的保證設備的系統穩定性，也無法對中壓母線系統的進行全面整體的調試，廠用中壓母線及其二次設備運行的安全性安全對電廠的生產具有重要的意義，若電廠中壓母線或者一次設備有運行問題出現，機組將會啟動異常，嚴重時會損壞其他設備，導致其他設備癱瘓。就是廠用中壓母線升壓試驗，就是適用于電廠中壓母線需要采用新的試驗方法。
中壓母線的調試方法可以采用低壓廠變中壓母線模擬受電法和耐壓設備廠用中壓母線模擬受電法。在試驗前要對試驗設備進行徹底的檢查，進行設備容量的選擇和試驗前的安全檢查，在實驗過程中嚴格控制受電范圍，進行廠用中壓母線升壓試驗主要目的在于檢查中壓母線一次設備各階段的安裝，檢查中壓母線的TV具有的回路，檢查盤柜里面帶電顯示器指示數值的正確。采用三相調壓器，參數大于一般的調壓器，通過試驗可以得到其實際的較為有效的空載損耗數據。
4 差動保護試驗方法
眾所周知，變壓器、發電機的電氣主保護為縱向電流差動保護，這一保護原理相對成熟，成功率高于其他保護原理，被廣泛應用。常規的繼電器保護、晶體管保護、微機保護等保護原理都使用從前的舊使用原理，沒有新的創新和突破，實現此保護的硬件平臺隨著時代電子技術的發展在不斷創新中有了重大的進步，使我們的日常操作更加簡便、快捷、安全。
而微機型差動保護裝置順利實現各項保護功能和設備的正常運行，非常正確的采用了數字算法，數字算法便于維修養護、接線簡單方便的特點，使數字算法這一方法在電力系統中廣泛應用。現階段變壓器差動保護用的TA的接線方式是Y/Y，不同于電力系統的接線方式，電力系統中使用的都是11點的接線方式，這樣會導致保護裝置的兩側電流出現電壓差，無法保證電力系統的正常運行，因此需要通過定值整定來把相位進行調整，保證生產的順利進行。
5 繼電器安全保護裝置調試新方法
（1）一般性檢查。為使裝置能安全順利的運行，需要加固一些松動的部件，以避免裝置在長途運輸中顛簸導致的松動；（2）保護出口、ECS以及FR信號聯調。分別模擬保護動作信號，檢查相應的出口回路，在ECS畫面及FR上檢查報警信號是否收到；（3）絕緣電阻測量。使用繼電器安全保護裝置之前，需要斷開保護屏的端子排處，斷開外部的回路及電纜，確認屏內無交流、直流電源引入，將電流、電壓、直流控制信號回路的所有端子各自連接在一起；（4）邏輯檢查。檢查發電機保護出口邏輯是否正確，符合其設計要求后再使用。
6 電流互感器變比測試新方法
電力系統中使用的電流互感器具有隔離高壓、按比例變換電流的作用。電流互感器把一次繞組的電流傳遞到電氣上隔離的二次繞組，充分利用了電磁感應原理，保護自動裝置與一次回路電流、電氣測量、保證電能計量的電流信號具有準確比例。規程把電流互感器交接時現場變化檢查試驗列為重要試驗項目。
電流互感器和變壓器的工作原理都是一次繞組之間借助電磁感應來進行能量傳遞，兩者工作原理大同小異。相異的地方就是電流互感器進行工作時是作為單獨的電流源。試驗不僅要對可能給電流互感器變比帶來的誤差的原因進行考慮、估算，更主要的是在試驗之前要對線圈的匝數進行認真、細致的檢查。電壓法適用于現場試驗，其特點就是所需要的設備很輕便，便于攜帶，尤其適用于對保護級的TA進行試驗，電壓法在實際測試中可以取代電流法。
7 同期裝置的調試方法
外觀及接線檢查。同期裝置應具有完整端正的外形，無損壞。
裝置內部信號測試。鏈接測試電纜各航空插頭與裝置各航空插座作，利用裝置內部獨立的測試模塊檢測其信號強度。
裝置外部信號檢測。斷開電源，斷開測試電纜各航空插頭與裝置航空插頭間的鏈接。
8 結語
在科學技術日新月異的二十一世紀，電氣設備也有了大的跨越，更多新型的技術和設備不斷投入生產，機組容量相比從前增大了許多，調試方法也亟需不斷更新進步，來滿足電力系統的進步，更好地完成電力工作。
參考文獻：
關鍵詞：高速動車組；牽引變壓器；冷卻性能
中圖分類號：U266 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）29-0009-02
1 概述
我國高速鐵路的蓬勃發展給高速列車的制造帶來了機遇和挑戰。目前以CRH3系列為代表的高速動車組已經奔馳在全國的高速鐵路上，京津城際客運專線、武廣客運專線為國產高速動車組提供了廣闊的舞臺。
目前，高速電動車組全部是動力分散式交流傳動電動車組。在交流傳動電動車組將電能轉變為機械能這個能量轉化和動力傳遞過程中，牽引變壓器作為大功率的電氣元件在工作中會產生大量的熱損耗，引起電氣部件溫度升高，如果溫度超過電氣部件所能承受的范圍，牽引變壓器將不能正常工作，甚至會破壞電氣部件的絕緣性能、引起著火等危險。因此，采用冷卻性能良好的冷卻系統將牽引變壓器工作時散發的大量熱量帶走是非常必要的。文章對牽引變壓器的熱損耗進行了深入分析，闡述了CRH3型動車組牽引變壓器冷卻系統的構成及原理，通過拉通試驗，在常態運行工況下CRH3型高速動車組牽引變壓器的冷卻系統的冷卻性能完全能滿足牽引變壓器的散熱要求，為新一代高速動車組牽引變壓器冷卻系統設備的研發設計提供了參考依據。
2 牽引變壓器熱損耗因素分析
牽引變壓器在運行時由于產生熱能而使設備發熱，這些熱能主要來自于空載損耗和負載損耗兩個方面，變壓器運行時發熱的同時也在向外界散熱，當發熱量大于散熱量時設備的各個部件的溫度就會升高，當發熱量與散熱量相同時設備溫度保持不變，當設備長時間處于發熱量大于散熱量工況時設備各部件會持續升溫，這需要冷卻裝置的冷卻性能足夠強才能將設備的溫升控制在允許的范圍內。
牽引變壓器是高速動車組的關鍵部件，其損耗主要有空載損耗和負載損耗，但是高速動車組所采用的牽引變壓器是高漏抗、多繞組變壓器，當采用餅式、分裂式繞組時，由于橫向漏磁場大，油箱的損耗也較高。
3 冷卻系統構成及原理
3.1 牽引變壓器冷卻系統構成
CRH3型高速動車組牽引變壓器（TF）位于動車組TC02/TC07拖車的地板下，變壓器冷卻裝置（CLF）在每個變壓器的旁邊。牽引變壓器冷卻系統包含過濾器、熱交換器、油泵、冷卻風扇、通風道、主要框架、帶液位測量儀的補償水箱和冷卻劑等主要部件，過濾器包括入口過濾器和污垢粗過濾器及精過濾器。冷卻系統的大部分冷卻液和絕緣介質在變壓器箱里，用作冷卻和絕緣。當冷卻液流過冷卻器時，循環泵從變壓器吸取熱的冷卻液。變壓器系統配有膨脹箱，它位于TC02/TC07車的車頂，從而補償因溫度變化而產生的冷卻劑量的變化。
3.2 牽引變壓器冷卻系統工作原理
CRH3型高速動車組牽引變壓器采用強油風冷的冷卻方式。它屬于強迫油循環冷卻方式。是采用在油箱周圍安裝強油風冷式冷卻裝置，它把變壓器中的油，利用油泵打入油冷卻裝置中后再復回油箱，油冷卻裝置做成容易散熱的特殊形狀，利用風扇吹風把熱量帶走，使變壓器油溫度降低到設計要求的數值。在空氣冷卻式換熱器中，被冷卻的油是在封閉的管板通道內流動，空氣則繞管板外側流動。為了取得最大的冷卻效益，通過介質循環泵和風扇使得冷卻介質和空氣以確定的速度和壓力流動。
變壓器副油箱與主油箱之間有聯接通路，當變壓器內因為溫度升高或其他故障原因產生氣體時，氣體可以經過聯接通路排到副油箱中，副油箱還可以在主油箱油量不足時提供補給。通過在副油箱上安裝的可視液位檢測儀來觀察系統油量變化。
CRH3型高速動車組牽引變壓器冷卻方式將油的循環速度比自然對流時提高3倍，則變壓器可增加容量30%。
4 冷卻系統性能動態測試研究
4.1 任務表述
通過上面的描述可知，牽引變壓器冷卻系統的高溫油是通過風機組的強制通風來降低溫度的，在冷卻系統工作過程中，為了促使熱量的快速散發，CRH3高速動車組采用冷卻風機來提高空氣對流速度。而高速動車組隨著列車運行速度的不斷提高，列車表面負壓也隨之增大，隨著列車表面負壓的增大，新風難以從冷卻系統新風風道入口處進入，此時風機的表面壓力增大，空氣流量減少，到了情況嚴重時，變壓器會因過熱而損壞。此外，當高速動車組以高速度通過隧道時也會造成列車表面壓力的劇烈波動，這也將導致冷卻風機運行環境的突變，從而對變壓器的散熱性能造成影響。CRH3主變壓器油溫隨速度級增加而升高，變壓器出口油溫報警限制值約為95℃（380km/h），為了驗證高運行速度下，尤其是在200km/h以上速度等級時高速動車組牽引變壓器的冷卻系統性能能否滿足散熱要求，在拉通試驗中測量牽引變壓器入口及出口油溫來驗證冷卻系統性能是否滿足要求，為新一代高速動車組牽引變壓器冷卻系統單元的設計提供參考依據。
4.2 實驗及分析
在測試過程中，動車組處于廣州南至西安北拉通試驗運行工況下，最高運行速度300km/h，圖1記錄了TC車牽引變壓器入口和出口油溫隨環境溫度及列車速度變化曲線圖，總結了在整個運行過程中TC車牽引變壓器入口油溫及出口油溫的最高值。圖2給出了在牽引變壓器工作電壓由交流440V變為220V時牽引變壓器入口油溫和出口油溫隨環境溫度和列車速度變化曲線圖及牽引變壓器入口油溫及出口油溫的最高值。由這些統計數據表明主變壓器各部件溫度及受列車速度影響較大、隨持續運營速度提高而升高、隨持續運營速度降低而下降；另外，主變壓器部件溫度也與外部運營環境有關系。整個拉通實驗中，牽引變壓器各部件檢測溫度均正常，未出現異常高溫報警，其溫度檢測值并沒隨運營距離增大而持續升高，各檢測點最高溫度均未超過牽引變壓器預報警溫度值。
5 結語
文章詳細論述了牽引變壓器的熱損耗，闡述了CRH3型動車組牽引變壓器冷卻系統的構成及工作原理，通過廣州南至西安北拉通試驗，驗證了在常態運行工況下CRH3型高速動車組牽引變壓器的冷卻系統的冷卻性能完全能滿足牽引變壓器的散熱需求，為新一代高速動車組牽引變壓器冷卻系統單元的設計提供參考依據。
參考文獻
[1] 姜冬.高速動車組冷卻技術及產品的現狀和發展[J].
內燃機車，2011，23（2）.
[2] CRH3牽引系統培訓資料[S].
作鋪墊理解原理
想辦法探究規律
自主的歸納總結 針對性解決問題 合理的引申外推 簡單的基本應用 最后的課堂歸納【教學簡案】教學目標1、 知識與技能目標:(1).知道變壓器的基本構造.(2).理解變壓器的工作原理.(3).探究并應用變壓器的各種規律.2、 過程與方法目標:(1).初步掌握課題解決的思維程序步驟,即發現問題 形成課題 建立假說 檢驗論證 評價發展(2).培養學生的創造性思維過程、變式思維能力以及初步的觀察、分析和概括能力；3、情感態度價值觀目標:(1).培養學生對科學探究的向往與熱情.(2).培養學生的創造態度、實事求是的科學態度以及面對挫折的健康心理、意志品質教學重點 變壓器的工作原理和基本規律.教學難點 變壓器的工作原理的理解和基本規律的探究. 教學媒體 變壓器模型、學生電源、閉合鐵芯、小燈泡、導線、投影儀等教學過程一、 引入新課 師生對話： 家庭用電一般是220V，我們聽的錄音機一般是幾十伏或幾伏，電視機高壓包的電壓達10000V以上，我們是怎樣得到這些不同的電壓的呢？二、進行新課：1、變壓器的定義：用來改變交變電流電壓的設備（由學生討論回答）2、 變壓器的構造：閉合鐵芯、原線圈、副線圈（學生對變壓器模型進行觀察、總結，并在練習本上畫出結構圖。老師用投影機進行投影）3、 變壓器的工作原理：原、副線圈中由交變電流引發的相互感應（由學過的電磁感應知識鋪墊：如圖所示,A、 線圈中通穩恒電流 B、原線圈中通線性變化電流 C、 原線圈中通線性變化電流問：副線圈中的感應電流的情況？）4、 變壓器的基本規律：（1）電壓規律：（提出問題：輸出電壓與什么因素有關呢？ 進行猜測：與線圈匝數有關 實驗探究：變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系A、學生進行實驗設計 B、學生進行實驗操作 C、學生進行數據處理 檢驗論證 評價發展）（2）功率關系：（3）電流規律：（由能量守衡定律引入“功率關系”，讓學生根據“電壓規律”和“功率關系”自行推導“電流規律”）三、理解應用例一：如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數之比N1：N2=4：1，當導體棒向右勻速切割磁感線時（只計導體棒電阻，其余電阻均不計），電流A1的示數是12毫安，則副線圈中A2的示數應該為：A、3毫安 B、48毫安 C、零 D、與R阻值有關解析：導體棒勻速切割磁感線，將產生穩定的感應電動勢，產生穩恒的感應電流，也就產生不變的磁場，穿過副線圈的磁通量不發生變化，因此不會產生感應電流。引申：若導體棒勻加速切割磁感線會怎樣呢？若導體棒以V=VM的速度切割磁感線又會怎樣呢？例二：如圖14-18所示是一個理想變壓器,K為單刀雙擲電鍵,P是滑動變阻器滑動觸頭,U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈上的電流強度,則( )A. 保持U1及P的位置不變,K由a合在b時,I1將增大B .保持P的位置及U1不變,K由b合在a時,R消耗的功率減小C .保持U1不變,K合在a處,使P上滑I1將增大D .保持P的位置不變,K合在a時,若U1增大,I1將增大解析：A、N1減小,N2、U1不變，則U2增大，I2 增大，I1增大B、N1減小,N2、U1不變，則U2增大，I2 增大，P增大C、U1、N1、N2、U2不變，R增大，I2 減小，I1減小D、N1、N2不變，U1增大，U2增大，R不變，I2 增大，I1增大 總結：對這類問題首先要搞清哪些是變量，哪些是不變量，搞清誰決定誰。匝數比和輸入電壓決定輸出電壓，輸出功率決定輸入功率。探究例題：圖3是一個理想變壓器的示意圖，鐵芯上有三個線圈，其中有兩個副線圈。原副線圈的匝數比為N1:N2:N3=10:5:1。已知負載電阻R1=110歐R2=11歐。在原線圈N1上加220V的交變電壓時，求通過三個線圈的電流分別是多少？圖3請同學們分析以下解法是否正確？解：由變壓器的電壓關系式U1/U2=N1/N2得N2線圈的電壓為：U2=U1*N2/N1=110V線圈N2中的電流I2為10A由電流關系式得I1=5A，I3=50A我的觀點是：探究過程： 總結： [自我診斷] 1．正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，數值上不一定相等的是 [
]A．電流的頻率B．端電壓的峰值C．電流的有效值D．電功率2．為了使理想變壓器副線圈接上負載后輸出的電功率變為原來的1/4，可采用的辦法 [
]A．使輸入電壓U1減為原來的1/4B．使副線圈匝數n2增為原來的2倍C．使副線圈匝數n2減為原來的1/2D．使負載電阻阻值R減為原來的1/43、用一理想變壓器向一負載R供電，如圖5-27所示．當增大負載電阻R時，原線圈中的電流I1和副線圈中電流I2之間的關系是
[
]A．I2增大、I1也增大 B．I2增大、I1卻減小C．I2減小、I1也減小 D．I2減小、I1卻增大4、如圖5-28所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時，電鍵S斷開，當S接通時，以下說法中正確的是
[
]A．副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B．副線圈輸電線等效電阻R上的電壓降增大C．通過燈泡L1的電流減小D．原線圈中的電流增大5、如圖5-24所示，T為理想變壓器，原線圈接在電壓一定的正弦交流電源上，副線圈電路中接入三個電阻R1、R2、R3，各電表的電阻影響不計．當開關S合上時，各電表的示數變化情況是 [
]A．A1示數變大 C．V1示數變小B．A2示數變大 D．V2示數變大6、 如圖5-25所示，一臺有兩個副線圈的變壓器．原線圈匝數n1=1100，接入電壓U1=220V的電路中．(1)要求在兩組副線圈上分別得到電壓U2=6V，U3=110V，它們的匝數n2、n3分別為多少？(2)若在兩副線圈上分別接上“6V、20W”、“110V、60W”的兩個用電器，原線圈的輸入電流為多少？ [拓展提高] 1、.(1995年上海高考題)如圖14-19所示,理想變壓器的副線圈上通過輸電線接兩個相同的燈泡L1和L2,輸電線的等效電阻為R,開始時,開關S斷開,當S接通時,以下說法中正確的是( )A. A. 副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B. B. 副線圈輸電線等效電阻R上的電壓將增大C. C. 通過燈泡L1的電流減小D. D. 原線圈中的電流增大2、(1997年全國高考題)如圖14-20(1)、(2)兩電路中,當a、b兩端與e、f兩端分別加上220V的交流電壓時,測得c、d間與g、h間的電壓均為110V,若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110V的交流電壓,則a、b間與e、f間的電壓分別為( )A.220V,220V
B.220V,110V C.110V,110V D.220V,0V 變壓器山東省沂源縣第一中學 【教材依據】人民教育出版社課程標準實驗教科書選修3—2【教學流程圖】由實例引出定義
作鋪墊理解原理
關鍵詞：差動保護、同極性、差電流
變壓器縱聯差動保護（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的變電站還可以經常見到。比率差動保護是變壓器微機保護裝置出現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。但是在一次系統電壓擾動時，特別是空載合閘或外部故障切除后電壓恢復過程中，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，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內短路電流區分開。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）差動繼電器構成的差動保護動作更加靈敏。其不足之處是：如果由于區內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能可靠躲過低壓側母線處的短路電流。
2、差動平衡的調節
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“差動平衡調節”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和其匝數，將基本側電流接入差動繼電器的差動繞組，另外兩側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及其匝數后，基本側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來實現最終的平衡。
比率差動保護的平衡調節是給變壓器各側分別設置一個差動平衡調節系數，各側的電流乘上各自的差動平衡調節系數后，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過差動平衡調節后的各側電流。
通過比較可以看出前者是通過計算平衡匝數進行差動平衡調節的。在實際工作中，平衡匝數必須取整數，這就意味著對于計算中出現的半匝情況，是不能使不平衡電流得到完全補償的，而平衡系數就不需要非取整數，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（或三側）電流相量之和作為動作電流，以兩側電流相量之差（或三側中最大的電流）作為制動電流，代入動作特性方程。這樣以來在區內故障時，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。這就有效地區分了區內故障和區外故障，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TA同極性接入，即各側TA的同名端都朝向母線或都朝向變壓器。
5、結尾
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，提出了在使用中應注意事項，在現實工作中具有實際意義。■
參考文獻
[1] 水利電力部電力生產司編.保護繼電器檢驗第十九章.北京：水利電力出版社， 1977.
[2] 陳學庸. 電力工程電氣設備手冊電氣二次部分. 北京：中國電力出版社，1996
作者簡介：
【關鍵詞】變壓器；故障；檢修；維護
變壓器是電力系統中非常重要的一個設備，它可以傳送功率、變化電壓、隔離絕緣，在生產和生活中都是必不可少的。一旦變壓器出了故障可以說對生產、生活以及安全用電都帶來了巨大的影響。如何對變壓器出現的故障作出準確的判斷，并且能夠對癥下藥，排除故障達到藥到病除是一個非常重要的需要探究的問題，下面了結合本人的工作經驗來談一下本人的一些初淺認識。
一、變壓器的常見檢修項目
變壓器整個設備不大，但是卻有著非常復雜的構造。其中包含了很多的器件，每一個器件的損壞都會導致整個變壓器不能正常運轉。在變壓器中需要大修的項目一般包括拆卸各附件吊芯或吊罩；油箱、套管、散熱器、安全氣道和油枕的檢修；瓦斯斷電器、測溫計的檢修及校驗；高空瓷瓶清掃檢查；全部密封墊的更換和組件試漏；凈油器、呼吸器、油枕膠囊、壓力釋放器的檢修等等。這些都是相對難度較大的檢修項目。他們一旦出現了故障可以說要花費很大的人力和物力進行檢修和維護。而且需要專業技術人員按照規范性的程序進行處理。在變壓器的檢修中也有一些小修的項目，如：外殼及閥門的清掃，處理滲漏油；清掃檢查套管，校緊各套管接線螺栓；冷卻器潛油泵、散熱風扇的檢修；取油樣分析及套管、本體調整油位等等。這些檢修項目相對來說容易一些，但是技 術人員絕不能掉以輕心。因為事無巨細，細節決定成敗。即使是很小的細節也決定著變壓器的正常運行。專業人員要了解變壓器常出現的故障和需要檢修的項目，這樣在進行檢修的時候才能夠胸有成足，應對自如。
二、變壓器修理前的準備工作
對于變壓器的修理專業技術人員了解其工作原理和變壓器本身的內部結構是一個最根本的要求。在進行檢修工作之前，工作人員一定要做好準備，分析可能出現的問題，并且準備好維修中需要用到的各種材料和工具。同時聯系好焊工、架子工、化學油處理人員等等可能會用到的工作人員，讓其幫助做好各種配合工作。在進行檢修之前應該進行斷電，讓變壓器處于停止工作狀態，并根據需要適時地進行調整。工作人員在修理的時候也要注意自己的衣著和其他的攜帶物，不要穿戴有很多飾品和花樣的衣服，并且要保證安全就要不攜帶其他的小器械，避免因失誤或遺忘而影響了變壓器的檢修工作。一切準備就緒，帶著對于變壓器的知識，帶著熟練的技術和精通的技巧，并且輕裝上陣，工作人員就可以開始進行檢修工作了。當然，在檢修過程中始終要牢記“安全第一”的信念。
三、變壓器修理工藝流程和標準
變壓器的檢修如果是常見故障，專業技術人員應該一看就能夠看出來，輕而易舉地就會決絕問題。但是對于那些棘手的問題，專業技術人員可能也會感到頭疼，無從下手。面對這樣的問題，工作人員就可以對一些常見檢修項目一一進行檢測。例如一些常見的額定值是否正常：額定頻率是不是50Hz，額定電壓中高壓繞組是不是535KV，低壓繞組是不是27KV；相數是不是單相；聯接組標號是不是三相組。其次是冷卻器，包括冷卻器的數量。接下來可以看看壓力釋放裝置，釋放壓力是多少；無載分接開關的額定電流、分接級數、短路耐受性能等等。在不斷地檢修中，工作人員就會發現問題，并且解決問題。
針對變壓器出現的問題進行解決都是有一定標準的，只有達到了標準，變壓器存在的問題才能夠順利地被解決。這些標準也就是修好變壓器的一個衡量準則。例如線圈的檢修：線圈需要保持干凈和無油污，這樣才能保證線圈的正常運行。如果線圈中有金屬雜物就會導致線圈的堵塞。同時在檢修中要注意線圈是否有位移或變形，絕緣墊排列的是否整齊。只有排列整齊才能夠保證良好的絕緣效果。在檢查線圈的時候還要對絕緣老化程度進行鑒定。以及絕緣的標準就是絕緣富有彈性，色澤鮮艷，呈金黃色，用手指按壓無殘留變形。這樣的絕緣效果是最好的，當然還有二級絕緣、三級絕緣和四季絕緣。四級絕緣就呈現出了嚴重脆化的現象，并且可以看到導線，這樣的絕緣就不合格了。在變壓器的檢修過程中工作人員要嚴格按照標準來執行。引線的檢修，鐵芯及夾件的檢修，導向冷卻裝置及油箱鐘罩等等的檢修都要達到標準。只要達到了標準才能夠給人們帶來方便和使用價值，才能夠保證變壓器運行的安全和順暢。
四、科學合理處理方法
專業電力技術人員在檢修過程中要注重采用科學合理的方法來進行操作和實踐。方法得當才能夠使檢修工作順利地開展和進行。具體采用何種方式來進行操作需要根據具體情況來定。例如變壓器的油處理可以采用膠囊式油柜的注油。這種注油的方式也并不是唯一的，主要有兩種方式。一種是進行膠囊排氣：打開儲油柜上不排氣孔，有注油管將有注滿油柜，直至氣體孔出油，關閉注油管……也可以直接將變壓器儲油柜油位補至正常油位。專業技術人員可以根據自己的習慣來進行處理和檢修。只要目的達到了，工作人員的方法有效即可。選擇科學合理的方法有時會對變壓器的檢修帶來快捷和方便，讓工作順利地開展。
總之，了解變壓器的工作原理，具備專業的知識是進行變壓器檢修的基礎和根本。在進行檢修之前進行充分地準備和周密地計劃，專業技術人員也要了解檢修工藝的流程和標準，并且在具體的操作過程中采用合理的處理方法。用最短的時間把所處故障進行處理解決，把損失降到最低，同時給人們提供便利和安全用電。對于變壓器的使用，工作人員要定期進行檢修和維護，做到防患于未然，即使出現了故障也要把它消滅在萌芽狀態中，給人們帶來安全用電，并且延長變壓器的壽命。
參考文獻：
[1]吳同文，變壓器運行與檢修常見問題的分析[J] 黑龍江科技信息 2012.08
【關鍵詞】城市軌道交通；直流供電；24脈波整流；諧波電流
0.前言
為了解決日益擁堵的城市，緩解交通壓力，近年來國內的許多城市已經著手或即將開始建設城市軌道交通，提倡綠色出行。直流牽引供電系統作為列車唯一的動力來源，其安全可靠性直接影響著整個城市軌道交通系統的穩定性。典型的城市軌道交通供電系統分為主變電站、牽引降壓混合變電所、降壓變電所和跟隨所。只有牽引降壓混合變電所才提供直流，其中整流變壓器和大功率整流器是直流供電系統中的重要設備，本文對它們的工作原理、結構特性和運行方式進行分析，是對直流牽引供電系統的故障機理進行深入研究的基礎。
整流機組采用三相全波橋式整流技術，運行過程中不可避免的會產生大量高次諧波。從而對城市電網造成污染。為了減少這一不利影響，目前我國新建的軌道交通項目均采用24脈波整流技術。本文首先介紹整流變壓器的結構和24脈波整流機組的接線方式，然后采用Matlab仿真工具箱搭建軌道交通使用的24脈波整流機組仿真模型，進而研究整流機組的運行工況和理想狀態下的整流特性。
1.24脈波整流機組
1.1 典型整流變壓器
圖1 移相+7.5°原理圖
圖2 移相-7.5°原理圖
城市軌道交通供電系統根據工程概況，通常采用的系統電壓等級為AC 35KV和AC 10KV兩種。整流變壓器是一種特種變壓器，變壓器的元邊采用延邊三角形進行移相，一臺移相+7.5°，另一臺移相-7.5°。變壓器的次邊有兩個繞組，一組采用星形接線，另一組則采用三角形接線，兩次邊繞組線電壓相差30 °，經三相全波整流，在直流側兩變壓器二次側并聯運行，組成2*12相的整流系統，共24脈波。由于此時整流變壓器低壓繞組采用軸向雙分裂結構，減少了兩者間的相互干擾，因此橋間一般不再加設平衡電抗。主繞組電壓、移相繞組電壓和電網電壓之間的關系滿足正弦定理。如下圖1、圖2所示，分別是采用延邊三角形移相±7.5°的整流變壓器的網側繞組接線。
整流變壓器的典型接線中閥側繞組采用三角形（D）和星型接法（Y），兩次邊繞組的電壓比為，若電壓比差過大會造成兩個繞組電壓不均勻而使變壓器局部過熱，導致變壓器的燒毀。
1.2 整流機組結構
圖3 24脈波整流機組模型
圖4 網側A相電壓與電流波形圖
城市軌道牽引供電系統由2臺12脈波整流機組并聯運行。每臺整流機組由1臺三相三繞組變壓器和2臺全波整流器構成。諧波次數與整流脈波的關系為Q = 6M*P±1。式中Q為諧波次數、P為整流脈波數、M為正整數（1，2，3，4…）。可見，整流脈波數越大，相應的諧波含量越少，從而對供電系統的不利就越小，相應的功率因數越高。根據某城市軌道交通整流機組的參數進行建模，整流變壓器額定容量為2500kVA，一次側電壓為35kV，二次側電壓為1180V，額定直流電壓1500V，模型如圖3所示。得到35 kV網側電壓和電流波形如圖4所示。直流輸出電壓仿真結果如圖5所示。
圖5 直流側輸出電壓波形圖
2.諧波電流含量分析
整流機組產生諧波電流主要是因為網側繞組移相角a的誤差和整流機組2臺變壓器負荷的不平衡引起的。
由正弦定理可知，要滿足移相角a = 7.5°，就必須使網側繞組的外延匝數與原繞組匝數之比滿足下式：
而SIN 7.5°/SIN 22.5°不是整數，從而造成誤差。而且整流機組的每臺整流變壓器都是一臺12脈波整流系統。在實際中，由于繞組匝數必須是整數，由此引起的誤差就會導致負荷的不平衡。
3.結論
本文對城市軌道交通直流牽引供電系統中的24脈波整流機組中的接線和結構進行分析。利用Matlab仿真工具箱搭建仿真模型。最后對整流機組引起網側諧波電流的原因進行了分析。
參考文獻：
[1] 謝方.城市軌道交通直流供電整流機組研究[D].西南交通大學碩士畢業論文，2009.
關鍵詞： 高中物理; 變壓器; 教學;
引言:
變壓器屬于教學中的重點內容,也是考試命題中的熱點,通過對變壓器變壓原理、變壓比、變流比等方面進行分析,在減輕學生學習壓力的基礎上理解重點知識。因此教師需要及時與其他教師進行互動,學習其他教師的成功經驗,確保變壓器教學的順利開展。
一、高中物理教學開展變壓器教學的意義
變壓器屬于日常生活中比較常見的器件,而相關的知識點也是高中物理教學中學生必須要掌握的內容之一。所以在教育中教師需要針對教材進行全面分析,掌握學生具體學習情況,找準教育重點與要點,在做好全面解析與分析的基礎上設計出適合的教育流程。教師通過運用多媒體技術為學生提供日常生活中常見的變壓器,在堅持循序漸進原則的基礎上讓學生感受到變壓器模型的形成過程,在參與教具自制的基礎上在產生學習興趣,逐漸形成認知沖突,從而加深對變壓器的理解與認識。開展物理實驗的目的就是要激發學生學習興趣,讓學生在掌握知識點的基礎上來理解物理知識。因此教師需要結合教材內容,找出與生活之間的結合點,實現理論與實踐知識的融合,在啟發學生思維的同時理解變壓器內容。由于教學對象是高中階段的學生,所以教師可以借助實驗的方式幫助學生理解變壓器的原理知識、副線圈電壓、匝數之間的關系,在觀察變壓器的基礎上明確其作用。利用這一教學活動,能夠幫助學生認識到電磁感應現象在日常生活中的運用情況,同時也可以認識到變壓器本身屬于交流電路中比較常見的設備,同時也是完成遠距離輸送交變電流中的裝置之一。對于高中階段的學生來講,在學習變壓器知識以前已經掌握了電流磁效應、電磁感應定律、自感現象等知識,也對交變電流特點形成了初步的認識。所以在開展變壓器教學時,應當針對知識點進行全面分析,幫助學生鞏固已經學習過的知識點,將相關知識點串聯在一起,從而實現培養學生邏輯性學習思維的目標。從心理學上來講,高中階段的學生有著較強的求知欲,對于日常生活緊密聯系的內容有著濃厚的興趣,而變壓器又是日常生活中比較常見的器件,所以教師需要從激發學生學習興趣入手,轉變傳統教育模式中的不足,培養學生的思維發散能力。所以教師需要做好演示實驗研究工作,利用生活中的變壓器來吸引學生。教師只有發揮出自身的指導作用,才能激發學生學習主動性,讓學生對變壓器知識產生出濃厚的興趣。但是從另一層面來講,高中階段的學生在知識基礎、心理特點等方面還存在著一定的不足,所以教師應當主動觀察學生,掌握學生的認知情況,在做好教育設計與分析的基礎上提升教學質量,以此來實現教育目標。當學生的科學思維能力存在不足時,很容易在學習中出現難以理解等問題,所以教師需要做好知識點講解工作,在做好講懂、講透的基礎上來幫助學生理解知識,掌握共識推導方法[1]。
二、高中物理中變壓器教學措施
(一)做好教學設計
首先,針對教材內容進行分析,找準教育重點,保證教學編排的合理性。通過對課程標準進行分析,在掌握實際情況的基礎上從改變交流電壓入手,順勢引入改變交變電壓設備變壓器,從而將學生帶入到學習活動中。在實驗中可以與學生一起利用可拆變壓器,掌握變壓器組成,幫助學生理解變壓器符號、工作原理,探索出變壓器電壓與匝數之間的關系,理解理想變壓器、升壓變壓器、降壓變壓器。只有講述變壓器在工作中所發生的能量損耗與理想變壓器中電流、匝數之間的關系,才能讓學生更好的理解這一知識。其次,做好教學內容處理。在課堂教學中教師需要從補充、完善等方面入手,做好教育內容補充工作。但是在研究中發現,由于教材中并未明確指出互感現象概念知識,使得學生很容易出現理解問題。因此為了幫助學生加深對互感現象的理解,就可以將多媒體技術引入到課堂教學中,在結合動畫的基礎上幫助學生理解互感現象。在課堂中教師還要運用法拉第電磁感應定律推導理想變壓器的基本規律,由于教材中并未過多提及這一內容,而這一知識又是考試中比較重要的知識點,所以教師就可以與學生一起進行知識推導,幫助學生掌握遠距離輸電的問題[2]。最后,突出教學重點與難點。在變壓器教學中應當引導學生從理論角度推導出變壓器原、副線圈兩端電壓與匝數之間的關系,所以教師就可以引導學生針對這一部分進行探究,幫助學生解決難點與重點。在教育改革背景下,就要從培養學生核心素養入手,在整合教育目標的基礎上更新教育觀念,加深對變壓器構造、工作原理、互感現象等之間的關系。在培養學生科學思維時,可以利用可拆變壓器構造進行分析,在理解變壓器結構模型的基礎上來加深對知識的認識,逐漸推導其中的關系。在科學探究中則需要針對變壓器的利弊進行分析,明確變壓器在日常生活中的運用情況,讓學生感受到物理知識與生活之間的聯系,從而逐漸提升學生的物理學習意識與能力。
(二)掌握變壓器原理
對于變壓器來講,其原、副線圈有著共同的鐵芯,而這也就造成了穿過的磁通量、以及其變化時刻也是完全一致的,加之變壓器原、副線圈中存在著交變電流出現互感現象,所以也就造成了電能可以借助磁場從原線圈轉移到副線圈中。由于原線圈、副線圈中電流所產生的磁通量是一樣的,所以線圈的每匝產生的感應電動勢也是相等的。因此在教學中就可以組織學生針對變壓器工作原理進行分析,并引導學生針對公式進行推導得出:E1=n1,E2=n2從而得出=通過這一過程,能夠培養學生的自感現象,掌握原線圈中感應電動勢E1阻礙電流變化的作用,與加載原線圈兩端中的電壓U1的作用是相反的,且在電阻方面也是相對較小的,所以也就出現了E1=U1并得到在這一教育模式下,能夠讓學生參與到公式推導中去,同時也可以讓學生從能量的層面來理解變壓器知識,認識到變壓器并不能夠產生出電能,而是在交變磁場中完成電能傳輸的[3]。
(三)加深對變壓器的理解
首先,變壓器能夠完成交流電工作,且對于一般的直流電來講也可以進行工作。在高中物理變壓器教學時,應當讓學生認識到變壓器并不單純是開展交流電工作的,對于一般直流電也能夠開展相應的工作。所以在變壓器原線圈中連接交流電時,鐵芯很容易產生出變化磁場,而對于副線圈來講,則可以產生出感生電動勢,達到對外供電要求。因此教師需要著重向學生展示這一內容,讓學生認識到在變壓器原線圈中引入一般直流電以后,雖然脈動直流電方向上并未發生相應的變化,但是從大小上來講卻會發生相應的變化,造成副線圈可以產生感生電動勢,達到對外進行供電的目標,且對于這一電流來講屬于交流電。當出現特殊直流電時,因電流大小、方向等是固定不變的,且磁場也是比較穩定的,所以副線圈中的磁通量并未發生相應的變化,從而也就沒有感生電動勢的出現,難以實現對外供電要求,且變壓器也不會進行工作。
其次,變壓器并不能夠對交流電中的表征量進行改變。對于變壓器來講,利用轉變交流電的最大值等,能夠提升其運用效果。但是也應當要明確的是,由于原線圈、副線圈中所存在的電流是相同的,所以副線圈中所發生的感應電動勢所產生的變化也是一樣的,從而也就那奴役轉變交流電周期、頻率等方面。如當周期為正弦交流電,且為0.02秒且頻率為50赫茲時,受到變壓器變壓的影響,所輸出的波形依然為正弦波,同時也是交流電周期,在頻率上與輸出前一致[4]。
最后,明確變壓器在工作狀態是原線圈并不是短路。當變壓器處于正常工作狀態時,原線圈直接連接交流電源兩側,雖然在直流電阻上相對較小,但是在接入到交流電以后,很容易產生出感抗,從而對交流電產生了阻礙,而這也就等同于在原線圈中增加了負載。對于感抗來講,其實就是原線圈接入到變化的交流電時,受到其自感作用的影響,會產生出自感電動勢,而這也勢必會對電路中的電流變化產生出直接的影響,造成電路中難以出現過高電流,避免了短路的出現。
(四)完善教學過程
在開展變壓器教學時,應當做好各個環節劃分工作,確保時間上的合理性,同時在各個環節中應當加強教師與學生之間的互動,利用問題來吸引學生,啟發學生的物理思維,讓學生在參與推導的基礎上動手實踐,掌握知識點。第一、做好引入工作。在課堂教學中教師需要組織學生針對電器的額定電壓進行分析,并針對電氣額定電壓、家庭電路電壓之間的區別進行分析,在提出問題的基礎上順勢引入變壓器知識。設計這一部分的目的就是要讓學生在動手操作中認識到生活中的電氣額定電壓并不都是220V以此來讓學生認識到變壓器對生活的影響與意義,從而產生出疑問;第二、觀察結果主動思考,通過展示相關的圖片與道具,讓學生在觀察變壓器結構的基礎上形成初步認識。在這一環節中學生能夠在已有知識的基礎上進行深入思考,為后偶徐的認知沖突提供支持;第三、進行對比實驗,做好觀察與分析。通過組織學生進行變壓器儀器自制,在驗證猜想的基礎上啟發學生的思維,讓學生找出燈泡發亮的方法,探討在開關閉合的瞬間燈泡出現閃亮的原因。在這一環節中由于教學直觀性較強,能夠幫助學生曝保持注意力的高度集中,同時也可以結合已經掌握的知識點,針對交變電流特點進行分析,找出燈泡常亮的方法,培養學生的科學思維能力;第四、進行實驗探究,做好歸納與總結。在這一環節中教師需要讓學生認識到變壓器其實就是轉變交變電壓的設備,從而理解變壓器原線圈、副線圈電壓比的影響因素。通過分析誤差原因,在保持學生注意力集中的基礎上引入理想變壓器;第四、得出最終結論。借助法拉第電磁感應定律能夠幫助學生進一步理解理想變壓器中電壓與匝數之間存在的關系,從而也就可以得出最終的結果,在實驗與探究中掌握變壓器知識[5]。
結束語
綜上所述,在高中物理教學中開展變壓器教學就需要從具體情況出發,做好教學設計與研究工作,在幫助學生掌握物理基礎知識的同時掌握變壓器電壓關系,同時也可以理順電磁感應原理知識,明確電流關系等。教師也要給學生提供繼續探索機會,鼓勵學生之間進行互動,在參與實驗的同時理解變壓器知識點。
參考文獻
[1]許耀平、宋白珂.高中物理教學中有關變壓器的討論[J].中學教學參考,2017,(06):49-50.
[2]魏致遠.對“變壓器”教學的思考[J].中學物理教學參考,2003,(05):14-15.
[3]李衛志.關于“變壓器”難點教學的反思[J].物理教師:高中版,2005,(09):67-67.
