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论文：浅谈变压器
摘要:
变压器在发生事故之前，通常都会有异常情况，因为变压器内部故障是由轻微发展为严重的。变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障；外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。文章主要分析变压器运行的检查维护及故障处理的方法，可供广大同行技术参考。
关键词:
变压器；运行维护；故障：分析；处理
一、变压器运行中的检查维护
变压器在发生事故之前，一般都会有异常情况，因为变压器内部故障是由轻微发展为严重的'。值班人员应随时对变压器的运行状况进行监视和检查。通过对变压器运行时的声音、震动、气味、变色、温度及外部状况等现象的变化，来判断有无异常，分析异常运行的原因、部位及程度，以便采取相应措施。
(1)检查变压器上层油温是否超过允许范围。
(2)检查油质，应为透明、微带黄色，由此可判断油质的好坏。
(3)应检查套管是否清洁，有无裂纹和放电痕迹，冷却装置应正常。
(4)变压器的声音应正常。正常运行时一般有均匀的嗡嗡电磁声。
(5)天气有变化时，应重点进行特殊检查。
二、变压器运行中出现的不正常现象的分析
(一)声音异常
1.变压器正常运行时声音应为连续均匀的“嗡嗡”声，如果产生不均匀或其他响声都属于不正常现象。
2.内部有较高且沉着的“嗡嗡”声，则可能是过负荷运行，可根据变压器负荷情况鉴定并加强监视。
3.内部有短时“哇哇”声，则可能是电网中发生过电压，可根据有无接地信号，表计有无摆动来判定。
4.变压器有放电声，则可能是套管或内部有放电现象，这时应对变压器作进一步检测或停用。
5.变压器有水沸声，则为变压器内部短路故障或接触不良，这时应立即停用检查。
6.变压器有爆裂声，则为变压器内部或表面绝缘击穿，这时应立即停用进行检查。
7.其他可能出现“叮当”声或“嘤嘤”声，则可能是个别零件松动，可以根据情况处理。
(二)油温异常
1.变压器的绝缘耐热等级为A级时，线圈绝缘极限温度为105℃，根据国际电工委员会的推荐，保证绝缘不过早老化，温度应控制在85℃以下。若发现在同等条件下温度不断上升，则认为变压器内部出现异常，内部故障等多种原因，这时应根据情况进行检查处理。
2.导致温度异常的原因有：散热器堵塞、冷却器异常、内部故障等多种原因。这时应根据情况进行检查处理。
(三)油位异常
变压器油位变化应该在标记范围之间，如有较大波动则认为不正常。常见的油位异常有：
1.假油位，如果温度正常而油位不正常，则说明是假油位。运行中出现假油位的原因有呼吸器堵塞、防暴管通气孔堵塞等。
2.油位下降，原因有变压器严重漏油、油枕中油过少、检修后缺油、温度过低等。
电力变压器分析论文
关键词：变压器色谱分析故障判别方法
摘要：电力变压器故障检测主要有电气量检测和化学检测方法。化学检测主要是通过变压器油中特征气体的含量、产气速率和三比值法进行分析判断，它对变压器的潜伏性故障及故障发展程度的早期发现具有有效性。实际应用过程中，为了更准确的诊断变压器的内部故障，色谱分析应根据设备历史运行状况、特征气体的含量等采用不同的分析模型确定设备运行是否属于正常或存在潜伏性故障以及故障类别。
0.引言
变压器故障诊断中应综合各种有效的检测手段和方法，对得到的各种检测结果要进行综合分析和评判，根据DL/T596—电力设备预防性试验规程规定的试验项目及试验顺序，通过变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法，在不停电的情况下，对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效。经验证明，油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质及程度直接有关，它们之间存在不同的数学对应关系。
Abstract：
Therearetwomainmethodsforfaultdetectionofpowertransformer,electricaldetectionandchemicaldetection.Chemicaldetectionismainlyproductionrateandtheratioofthreetoanalysisandjudge,throughthetransformeroilcontentofgas.Itiseffectivetofindtransformerlatentfaultandfaultdegreeinearlystage.Inthecourseofpracticalapplication,inordertodiagnosistheinternaltransformerfailuremoreaccurately,Chromatographicanalysisshouldbeinaccordancewiththeequipmentpreviousrunningconditions,characteristicsofthegascontentandusingdifferentanalysismodeltodeterminewhethertheoperationofequipmentisnormalorequipmentexistlatentfaultandfaultcategory.
Keywords：TransformerChromatographicAnalysisTheDefect-judgementMethod
1.电力变压器的内部故障主要有过热性、放电性及绝缘受潮等类型
1.1过热性故障是由于设备的绝缘性能恶化、油等绝缘材料裂化分解。又分为裸金属过热和固体绝缘过热两类。裸金属过热与固体绝缘过热的区别是以CO和CO2的含量为准，前者含量较低，后者含量较高。
1.2放电性故障是设备内部产生电效应（即放电）导致设备的绝缘性能恶化。又可按产生电效应的强弱分为高能放电（电弧放电）、低能量放电（火花放电）和局部放电三种[1]。
1.2.1发生电弧放电时，产生气体主要为乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯气体。这种故障在设备中存在时间较短，预兆又不明显，因此一般色谱法较难预测。
1.2.2火花放电，是一种间歇性的放电故障。常见于套管引线对电位未固定的套管导电管，均压圈等的放电;引线局部接触不良或铁心接地片接触不良而引起的放电;分接开关拨叉或金属螺丝电位悬浮而引起的放电等。产生气体主要为乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯气体，但由于故障能量较低，一般总烃含量不高。
1.2.3局部放电主要发生在互感器和套管上。由于设备受潮，制造工艺差或维护不当，都会造成局部放电。产生气体主要是氢气，其次是甲烷。当放电能量较高时，也会产生少量的乙炔气体。
1.3变压器绝缘受潮时，其特征气体H2含量较高，而其它气体成分增加不明显。
值得注意的是，芳烃含量问题。因为它具有很好的“抗析气”性能。不同牌号油含芳烃量不同，在电场作用下产生的气体量不同。芳烃含量少的油“抗析气”性能较差，故在电场作用下易产生氢和甲烷，严重时还会生成蜡状物质；而芳烃含量较多的绝缘油“抗析气”性能较好，产生的氢气和甲烷就少些，因此，具体判断时要考虑这一因素的影响。
2.色谱分析诊断的基本程序
2.1首先看特征气体的含量。若H2、C2H2、总烃有一项大于规程规定的注意值的20%，应先根据特征气体含量作大致判断，主要的对应关系是：①若有乙炔，应怀疑电弧或火花放电；②氢气很大，应怀疑有进水受潮的可能；③总烃中烷烃和烯烃过量而炔烃很小或无，则是过热的特征。
2.2计算产生速率，评估故障发展的快慢。
2.3通过分析的气体组分含量，进行三比值计算，确定故障类别。
2.4核对设备的运行历史，并且通过其它试验进行综合判断。
3.油中主要气体含量达到注意值时故障分析方法
在判断设备内有无故障时，首先将气体分析结果中的几项主要指标，（H2，∑CH，C2H2）与色谱分析导则规定的注意值（表1）进行比较。
3.1当任一项含量超过注意值时都应引起注意。但是这些注意值不是划分设备有无故障的唯一标准，因此，不能拿“标准”死套。如有的设备因某种原因使气体含量较高，超过注意值，也不能断言判定有故障，因为可能不是本体故障所致，而是外来干扰引起的基数较高，这时应与历史数据比较，如果没有历史数据，则需要确定一个适当的检测周期进行追踪分析。又如有些气体含量虽低于注意值，但含量增长迅速时，也应追踪分析。就是说：不要以为气体含量一超过注意值就判断为故障，甚至采取内部检查修理或限制负荷等措施，是不经济的，而最终判断有无故障，是把分析结果绝对值超过规定的注意值，（注意非故障性原因产生的故障气体的影响，以免误判），且产气速率又超过10%的注意值时，才判断为存在故障。
3.2注意值不是变压器停运的限制，要根据具体情况进行判断，如果不是电路（包括绝缘）问题，可以缓停运检查。
3.3若油中含有氢和烃类气体，但不超过注意值，且气体成份含量一直比较稳定，没有发展趋势，则认为变压器运行正常。
3.4表1中注意值是根据对国内19个省市6000多台次变压器的`统计而制定的，其中统计超过注意值的变压器台数占总台数的比例为5%左右。
3.5注意油中CO、CO2含量及比值。变压器在运行中固体绝缘老化会产生CO和CO2。同时，油中CO和CO2的含量既同变压器运行年限有关，也与设备结构、运行负荷和温度等因素有关，因此目前导则还不能规定统一的注意值。只是粗略的认为，开放式的变压器中，CO的含量小于300l/L，CO2/CO比值在7左右时，属于正常范围；而密封变压器中的CO2/CO比值一般低于7时也属于正常值。
3.6应用举例
3.6.1济源供电公司220KV虎岭变电站3#主变，1978年生产，1980年投运至今已运行28年，接近设备的寿命期。从开始的油色谱报告分析中就存在多种气体含量超标现象，对上述数据跟踪分析,有不同程度乙炔、乙烯、总烃超过注意值，考虑变压器运行年限、内部绝缘老化，结合外部电气检测数据，认为该变压器可继续运行，加强跟踪，缩短试验周期。目前此变压器仍在线运行。
3.6.220xx年4月15日,35KV黄河变电站1#主变预试时发现氢气含量明显增长。变压器型号为：SL7-5000KVA/35，8月投运，具体色谱数据如下：
分析结果:色谱分析显示氢气含量虽未超过注意值,但增长较快,为原数值的12倍,其它特征气体无明显变化,说明变压器油中有水份在电场作用下电解释放出氢气，同时对油进行电气耐压试验，击穿电压为28KV，微水测定为80ppm，进一步验证油中有水份存在。经仔细检查发现防暴筒密封玻璃有裂纹，内有大量水锈，外部水份通过此裂纹进入变压器内部。经处理后变压器油中氢气含量恢复正常。
4.故障产气速率判断法方法
4.1实践证明，故障的发展过程是一个渐进的过程,仅由对油中溶解的气体含量分析结果的绝对值很难确定故障的存在和严重程度。因此，为了及时发现虽未达到气体含量的注意值，但却有较快的增长速率的低能量潜伏性故障，还必须考虑故障部位的产气速率。根据GB/T7252—《变压器油中溶解气体分析判断导则》中推荐通过产气速率大小作为判断故障的危害程度，对分析故障性质和发展程度（包括故障源的功率、温度和面积等）具有重要的意义。当相对产气速率（每运行月某种气体含量增加值占原有起始值的百分数的平均值），总烃的产气速率大于10%时应引起注意，变压器内部可能有故障存在，如大于40l/L/月可能存在严重故障。但是,对总烃起始含量很低的变压器不易采用此判据[2]。
4.2根据总烃含量、产气速率判断故障的方法
4.2.1总烃的绝对值小于注意值，总烃产气速率小于注意值，则变压器正常；
4.2.2总烃大于注意值，但不超过注意值的3倍，总烃产气速率小于注意值，则变压器有故障，但发展缓慢，可继续运行并注意观察。
4.2.3总烃大于注意值，但不超过注意值的3倍，总烃产气速率为注意值的1～2倍，则变压器有故障，应缩短试验周期，密切注意故障发展；
4.2.4总烃大于注意值的3倍，总烃产气速率大于注意值的3倍，则设备有严重故障，发展迅速，应立即采取必要的措施，有条件时可进行吊罩检修[2]。
分析结果:从7月～8月份跟踪试验数据认为,特征气体含量属正常范围,产气速率较小,考虑是新投运变压器,继续跟踪运行；9月份后发现乙烯、乙炔、总烃含量超过注意值，同时产气速率超过15%，乙炔、氢气增长较快。结合投运时电气交接试验情况，此变采用ABB油气套管，且变压器出厂时虽做局部放电试验，但油气套管未进工厂是在现场组装的。由于变压器套管直接与GIS设备连接，交接时无法进行主变局放试验。通过特征气体产生率、三比值法判断内部可能有火花放电存在，怀疑高压引线与套管连接处可能存在缺陷。经常规电气试验未发现异常，放油后检查发现，套管未端屏蔽罩固定螺丝三个中有一个较松动，但无明显放电痕迹，紧固后对油进行脱气处理，主变试运至今色谱分析正常。
5.根据三比值法分析判断方法
所谓的IEC三比值法实际上是罗杰斯比值法的一种改进方法。通过计算，C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6的值，将选用的5种特征气体构成三对比值，对应不同的编码，分别对应经统计得出的不同故障类型。应用三比值法应当注意的问题：
5.1对油中各种气体含量正常的变压器，其比值没有意义。
5.2只有油中气体各成份含量足够高（通常超过注意值），气体成分浓度应不小于分析方法灵敏度极限值的10倍[3]，且经综合分析确定变压器内部存在故障后，才能进一步用三比值法分析其故障性质。如果不论变压器是否存在故障，一律使用三比值法，就有可能将正常的变压误判断为故障变压器，造成不必要的经济损失[3]。
5.3应用举例
分析结果：变压器差动、瓦斯继电器同时动作，甲烷、乙烯、乙炔、氢气、总烃含量均超过注意值数倍，可直接采用三比值法判断故障类型。查编码为102，属高能放电故障，可能会出现工频续流放电、绕组之间或绕组对地之间的绝缘油发生电弧击穿、调压开关切断电源等；结合外部电气试验测得B相高压绕组直流电阻不平衡率达25%，初步判断为B相绕组有严重电弧故障。吊罩检查发现B相高压绕组中性点处出现严重匝间短路，并有电弧放电痕迹，主变本体损坏严重。
6.结束语
变压器油中气体含量色谱分析方法能有效诊断变压器内部潜伏性故障的早期存在。具体应用中要根据故障或缺陷的不同发展阶段,采用不同的分析方法,结合设备的实际运行状况及外部电气试验数据,充分发挥油化学检测的灵敏性,正确评判设备状况或制定针对性的检修策略，提高变压器的运行可靠性。
参考文献：
1、谭志龙等编，电力用油（气）技术问答，中国电力出版社[M]，：89
2、王晓莺等编著，变压器故障与监测，机械工业出版社[M]，.3：51
3、董其国编著，电力变压器故障与诊断，中国电力出版社[M]，：43
近年来，我国电力系统快速发展，引入的变压器数量不断增多。变压器作为电力系统中的一种重要设备，其承担着传输电能和变换电压的任务，在实际应用过程中，由于绝缘老化、加工制造质量水平低等原因，变压器经常发生各种故障，为了准确判断变压器的故障位置和故障原因，应加大对变压器故障诊断技术的研究，采用先进的故障技术，提高变压器故障诊断效率。
1变压器常见的故障类型
1.1短路故障
变压器短路故障是指相间短路、绕组对地短路、出口短路等，这种出口短路故障对于变压器的运行影响最为严重，这种故障发生频率较高，一旦变压器发生出口短路故障，其内部绕组会流过非常大的短路电流，导致变压器绕组快速发热，严重的甚至导致绕组变形或者击穿，发生火灾，危害工作人员生命安全。
1.2放电故障
根据放电能量密度，变压器放电故障包括高能量放电、火花放电和局部放电，当变压器运行过程中，绝缘层中的油膜和气隙发生放电，变压器的绕组匝间层绝缘层被击穿很容易发生高能量放电，若变压器油质较差易发生火花放电。
1.3绝缘故障
绝缘材料使用寿命在很大程度上决定了整个变压器的使用寿命，大多数的变压器故障主要是由于绝缘层发生损坏。绝缘油老化、绝缘材料损坏、变压器受潮放电、铁芯叠片绝缘性较差等[1]，很容易造成变压器绝缘油老化，绝缘材料损坏，而过电压、湿度、温度等因素都会影响变压器的绝缘性能。
1.4铁芯故障
变压器运行过程中，铁芯必须有一点稳定接地，一旦两点以上发生接地现象，会造成变压器局部位置过热，甚至将变压器烧毁，在实际应用中变压器的铁心故障发生率较高。
1.5分接开关故障
分接开关对于变压器的运行状态有着重要影响，分接开关故障主要包括无载分接开关故障和有载分接开关故障，其中变压器的有载分接开关故障比较常见，如固定绝缘杆发生扭曲变形、有载开关油箱渗油、触头松动、脱落、烧毁等。
2.1传统故障诊断法
2.1.1观察法观察法主要是通过人们的感觉器官，用手摸变压器是否严重发热，看变压器节硅胶是否变色、套管是否发黑、油箱是否渗油，闻变压器是否存在异常气味，听变压器是否存在异常声音等，这种观察法必须要求维护检修人员具有丰富的实践经验，一旦发现有这些情况，及时进行维护处理。2.1.2油化验变压器在发生一些潜伏性故障时，大部分可燃性气体可以溶解在变压器油中，因此变压器故障诊断应仔细检验变压器油油质，采用气体监测仪，仔细分析气体含量和气体类别，仔细确定变压器故障情况。2.1.3绝缘试验绝缘试验包括介质损失角、泄漏电流、绝缘电阻等试验，介质损失角试验可以检查变压器局部严重缺陷、油质老化、绝缘老化、是否受潮等[2]；绝缘电阻试验是一种非常常见的变压器绝缘状态检查方法，通过测量线圈绝缘电阻和各个线圈的对地电阻，分析变压器线圈多次的测量结果，确定变压器线圈绝缘层是否发生故障。和绝缘电阻试验相比，漏电流试验在某些方面比较相似，这种试验方法是对变压器施加较高的电压，可以发现变压器线圈绝缘层的一些特殊缺陷，例如，变压器绝缘材料发生穿透性缺陷，如果采用绝缘电阻试验，其测量结果和往常测量结果相比没有什么显著变化，但是其绝缘电阻不断增大，通过漏电流试验可以快速发现变压器存在的缺陷。2.1.4变比测量对变压器进行变比测量，可及时发现变压器是否发生匝间短路故障，检查分接开关运行状态和变压器绕组匝数比等。
2.2人工神经网络诊断技术
人工神经网络是一种模拟人脑活动的网络结构，其可以快速并行处理大量信息，具有较高的自学习能力和较强的鲁棒性、容错性，可以映射出未知系统的输出、输入关系以及高度非线性，BP神经网络是一种人工神经网络的前馈网络，其主要由输出层、隐含层、输入层这三个节点层组成，每层都包含很多节点，将每个节点看作一个神经元，同一个节点层上的各个节点之间是相对独立的，每个层次上的'节点形成全互连连接状态，从输入层到各个层之间通过节点单向传播信息，最后到达神经网络输出层节点[3]。根据相关研究表明，BP神经网络的表达能力、精度和隐蔽层层数之间没有直接的关系，通常情况下，可以选用一个隐蔽层。BP神经网络算法是一种经过训练的非循环多级网络算法，由反向传播和正向传播构成整个学习过程，经过隐蔽单元和非线性变换逐层对输入值进行处理，最后传递到输出层。每层神经元状态会受到上一层神经元状态的影响，若输出层无法达到期望输出，可以转换到反向传播，修改和校正各个神经元权值，最大程度地缩小误差信号；其二，工作期，固定各个连接权值，计算神经网络单元状态，诊断时，结合不同变压器的状态测试数据，计算神经网络实际输出，将期望值和这些计算数据进行比较。
2.3遗传算法故障诊断技术
遗传算法故障诊断技术是一种受到生物进化的启发发展出来的智能分析法，其包含变异、交叉、选择等阶段，遗传算法和人工神经网络相比，可以实现全局搜索。同时，采用动态变异和基因多点交叉方式，选取最优种群，从而构建遗传算法在线诊断系统，当前很多遗传算法和人工神经网络算法有效结合起来，通过遗传算法确定人工神经网络初值，有效克服了人工神经网络收敛速度慢和局部收敛的问题[4]。另外，粗糙集理论和遗传算法的约简算法，通过全局并行寻优，极大地提高了遗传算法的执行效率。
2.4专家系统故障诊断技术
专家系统主要是根据知识库中的相关知识或者专家经验，通过推力判断，帮助用户进行决策。在变压器故障诊断中应用专家系统，在知识库中修改、删除或者增加相关专家知识，使知识库保持有效性和实时性。并且由于变压器类型比较多，常见故障也是多样化，相关专家知识较少，若专家知识库相关数据不正确，必然会影响用户决策，因此应实时进行更新，这种故障诊断技术效率较高。
3结束语
近年来，电力系统的规模和容量不断增大，对于变压器可靠供电和安全运行要求较高，变压器电力系统配电和输电的重要设备，一旦变压器发生运行故障，会对电力系统运行状态产生严重影响。通过采用科学合理的故障诊断方法和先进技术，快速诊断变压器故障位置和元器件，及时检修和维护，减少停电损失，推动我国电力系统的可持续发展。
参考文献
[1]郑含博.电力变压器状态评估及故障诊断方法研究[D].重庆大学，.
[2]付强.电力机车主变压器故障诊断技术研究[D].中南大学，.
教学目的：
l、了解变压器的构造，理解变压器的工作原理．
2、掌握变压器的变流比和变压比．
3、了解几种常见的变压器．
教学准备：幻灯片、可拆变压器、学生电源、演示电流表、
教学过程：
一、知识回顾
1、产生电磁感应现象的条件．
2、法拉第电磁感应定律．
二、新课教学：
变压器
1、变压器的构造：原线圈、副线圈、铁心
2、变压器的工作原理
在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础．
3、理想变压器
磁通量全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率．
4、理想变压器电压跟匝数的关系：
说明：对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况．即有
=……．这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内．因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝数成正比．在线圈内阻不计的情况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比．5、理想变压器电流跟匝数的关系
（适用于只有一个副线圈的变压器）
说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出：
再根据 ， ， 可得出：
6、注意事项
（1）当变压器原副线圈匝数比(
)确定以后,其输出电压 是由输入电压 决定的(即 )但若副线圈上没有负载，副线圈电流为零输出功率为零，则输入功率为零，原线圈电流也为零，只有副线圈接入一定负载，有了一定的电流,即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（ ），同时有了相等的输入功率，（ ）所以说：变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的．教学目标
一、知识目标
1、知道的构造．知道是用来改变交流电压的装置．
2、理解互感现象，理解的工作原理．
3、掌握理想工作规律并能运用解决实际问题．
4、理解理想的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题．
5、理解的输入功率等于输出功率．能用的功率关系解决简单的的电流关系问题．
6、理解在远距离输电时，利用可以大大降低传输线路的电能消耗的原因．
7、知道课本中介绍的几种常见的．
二、能力目标
1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯．
2、从工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力．
3、从理想概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义．
三、情感目标
1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美．
2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想．
3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度．
教学建议
教材分析及相应的教法建议
1、在学习本章之前，首先应明确的是，是用来改变交变电流电压的．不能改变恒定电流的电压．互感现象是工作的基础．让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象．这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的．因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关．这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了．
2、在分析的原理时，课本中提到了“次级线圈对于负载来讲，相当于一个交流电源”；一般情况下，忽略的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的．这两个条件，都是“理想”的工作原理的内容．利用课本中的这些内容，教师在课堂上，首先可以帮助学生分析原理，原线圈上加上交变流电后，铁心中产生交变磁通量；在副线圈中产生交变电动势，则副线圈相当于交流电源对外供电．在这个过程中，如果从能量角度分析，可以看成是电能（原线圈中的交变电流）转换成磁场能（铁心中的变化磁场），磁场能又转换成电能（副线圈对外输出电流）．所以，是一个传递能量的装置．如果不计它的损失，则在工作中只传递能量不消耗能量．
要使学生明白，理想是忽略了中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系式．在解决有两个副线圈的的问题时，这一点尤其重要．当然，在初学时，有两个副线圈的的问题，不做统一要求，不必急于去分析这类问题．对于学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论．
3、学生对原理和中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊认识，引导学生认真讨论章后习题，对学生澄清认识会有所帮助．
4、的电压公式是直接给出的．课本中利用原、副线圈的匝数关系，说明了什么是升压和什么是降压，这也是为了帮助学生能记住电压关系公式．利用的输出功率和输人功率相等的关系，得到了 ．建议教师做好用输出负载调节输入功率的演示实验．引导学生注意观察，当负载端接入的灯泡逐渐增多时，原、副线圈上的电压基本上不发生变化，原线圈中的电流逐渐增大，副线圈中的电流也逐渐增大．
5、介绍几种常见的，是让学生能见到真实的的外型和了解的实际构造．教师应当尽可能多地找一些的给学生看一看．在生产和生活中有十分广泛的应用．课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物，或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识
6、电能的输送，定性地说明了在远距离输送电能时，采用进行高压输电可以大大减少输电线路上的电能损失．这里重点描述了输电线上的电流大小与造成的电热损失的关系，教师应帮助学生分析，理解采用高压输电的必要性．
教学重点、难点、疑点及解决办法
1、重点：工作原理及工作规律．
2、难点：
（l）理解副线圈两端的电压为交变电压．
（2）推导原副线圈电流与匝数关系．
（3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义．
3、疑点：铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈．
4、解决办法：
（l）通过演示实验来研究工作规律使学生能在实验基础上建立规律．
（2）通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系．
（3）通过运用工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义．
山东省沂源县第一中学【教材依据】人民教育出版社课程标准实验教科书选修3―2【教学流程图】由实例引出定义 作铺垫理解原理 想办法探究规律 自主的归纳总结 针对性解决问题 合理的引申外推 简单的基本应用 最后的课堂归纳【教学简案】教学目标1、 知识与技能目标:(1).知道变压器的基本构造.(2).理解变压器的工作原理.(3).探究并应用变压器的各种规律.2、 过程与方法目标:(1).初步掌握课题解决的思维程序步骤,即发现问题 形成课题 建立假说 检验论证 评价发展(2).培养学生的创造性思维过程、变式思维能力以及初步的观察、分析和概括能力；3、情感态度价值观目标:(1).培养学生对科学探究的向往与热情.(2).培养学生的创造态度、实事求是的科学态度以及面对挫折的健康心理、意志品质教学重点 变压器的工作原理和基本规律.教学难点 变压器的工作原理的理解和基本规律的探究. 教学媒体 变压器模型、学生电源、闭合铁芯、小灯泡、导线、投影仪等教学过程一、引入新课师生对话： 家庭用电一般是220V，我们听的录音机一般是几十伏或几伏，电视机高压包的电压达10000V以上，我们是怎样得到这些不同的电压的呢？二、进行新课：1、变压器的定义：用来改变交变电流电压的设备（由学生讨论回答）2、 变压器的构造：闭合铁芯、原线圈、副线圈（学生对变压器模型进行观察、总结，并在练习本上画出结构图。老师用投影机进行投影）3、 变压器的工作原理：原、副线圈中由交变电流引发的相互感应（由学过的电磁感应知识铺垫：如图所示,A、线圈中通稳恒电流 B、原线圈中通线性变化电流 C、原线圈中通线性变化电流问：副线圈中的感应电流的情况？）4、变压器的基本规律：（1）电压规律：（提出问题：输出电压与什么因素有关呢？进行猜测：与线圈匝数有关实验探究：变压器线圈两端的电压与匝数的关系A、学生进行实验设计 B、学生进行实验操作 C、学生进行数据处理检验论证 评价发展）（2）功率关系：（3）电流规律：（由能量守衡定律引入“功率关系”，让学生根据“电压规律”和“功率关系”自行推导“电流规律”）三、理解应用例一：如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比N1：N2=4：1，当导体棒向右匀速切割磁感线时（只计导体棒电阻，其余电阻均不计），电流A1的示数是12毫安，则副线圈中A2的示数应该为：A、3毫安 B、48毫安 C、零 D、与R阻值有关解析：导体棒匀速切割磁感线，将产生稳定的感应电动势，产生稳恒的感应电流，也就产生不变的磁场，穿过副线圈的磁通量不发生变化，因此不会产生感应电流。引申：若导体棒匀加速切割磁感线会怎样呢？若导体棒以V=VM的速度切割磁感线又会怎样呢？例二：如图14-18所示是一个理想变压器,K为单刀双掷电键,P是滑动变阻器滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈上的电流强度,则( )A. 保持U1及P的位置不变,K由a合在b时,I1将增大B .保持P的位置及U1不变,K由b合在a时,R消耗的功率减小C .保持U1不变,K合在a处,使P上滑I1将增大D .保持P的位置不变,K合在a时,若U1增大,I1将增大解析：A、N1减小,N2、U1不变，则U2增大，I2增大，I1增大B、N1减小,N2、U1不变，则U2增大，I2增大，P增大C、U1、N1、N2、U2不变，R增大，I2减小，I1减小D、N1、N2不变，U1增大，U2增大，R不变，I2增大，I1增大总结：对这类问题首先要搞清哪些是变量，哪些是不变量，搞清谁决定谁。匝数比和输入电压决定输出电压，输出功率决定输入功率。探究例题：图3是一个理想变压器的示意图，铁芯上有三个线圈，其中有两个副线圈。原副线圈的匝数比为N1:N2:N3=10:5:1。已知负载电阻R1=110欧R2=11欧。在原线圈N1上加220V的交变电压时，求通过三个线圈的电流分别是多少？图3请同学们分析以下解法是否正确？解：由变压器的电压关系式U1/U2=N1/N2得N2线圈的电压为：U2=U1*N2/N1=110V线圈N2中的电流I2为10A由电流关系式得I1=5A，I3=50A我的观点是：探究过程：
总结： [自我诊断] 1．正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上不一定相等的是 [ ]A．电流的频率B．端电压的峰值C．电流的有效值D．电功率2．为了使理想变压器副线圈接上负载后输出的电功率变为原来的1/4，可采用的办法 [ ]A．使输入电压U1减为原来的1/4B．使副线圈匝数n2增为原来的2倍C．使副线圈匝数n2减为原来的1/2D．使负载电阻阻值R减为原来的1/43、用一理想变压器向一负载R供电，如图5-27所示．当增大负载电阻R时，原线圈中的电流I1和副线圈中电流I2之间的关系是 [ ]A．I2增大、I1也增大 B．I2增大、I1却减小C．I2减小、I1也减小 D．I2减小、I1却增大4、如图5-28所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，电键S断开，当S接通时，以下说法中正确的是 [ ]A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大5、如图5-24所示，T为理想变压器，原线圈接在电压一定的正弦交流电源上，副线圈电路中接入三个电阻R1、R2、R3，各电表的电阻影响不计．当开关S合上时，各电表的示数变化情况是 [ ]A．A1示数变大 C．V1示数变小B．A2示数变大 D．V2示数变大6、 如图5-25所示，一台有两个副线圈的变压器．原线圈匝数n1=1100，接入电压U1=220V的电路中．(1)要求在两组副线圈上分别得到电压U2=6V，U3=110V，它们的匝数n2、n3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6V、20W”、“110V、60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？ [拓展提高] 1、.(1995年上海高考题)如图14-19所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,开始时,开关S断开,当S接通时,以下说法中正确的是( )A. A. 副线圈两端M、N的输出电压减小B. B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压将增大C. C. 通过灯泡L1的电流减小D. D. 原线圈中的电流增大2、(全国高考题)如图14-20(1)、(2)两电路中,当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时,测得c、d间与g、h间的电压均为110V,若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交流电压,则a、b间与e、f间的电压分别为( )A.220V,220V B.220V,110V C.110V,110V D.220V,0V变压器山东省沂源县第一中学【教材依据】人民教育出版社课程标准实验教科书选修3―2【教学流程图】由实例引出定义 作铺垫理解原理 想办法探究规律 自主的归纳总结 针对性解决问题 合理的引申外推 简单的基本应用 最后的课堂归纳【教学简案】教学目标1、 知识与技能目标:(1).知道变压器的`基本构造.(2).理解变压器的工作原理.(3).探究并应用变压器的各种规律.2、 过程与方法目标:(1).初步掌握课题解决的思维程序步骤,即发现问题 形成课题 建立假说 &
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nbsp; 检验论证 评价发展(2).培养学生的创造性思维过程、变式思维能力以及初步的观察、分析和概括能力；3、情感态度价值观目标:(1).培养学生对科学探究的向往与热情.(2).培养学生的创造态度、实事求是的科学态度以及面对挫折的健康心理、意志品质教学重点 变压器的工作原理和基本规律.教学难点 变压器的工作原理的理解和基本规律的探究. 教学媒体 变压器模型、学生电源、闭合铁芯、小灯泡、导线、投影仪等教学过程一、引入新课师生对话： 家庭用电一般是220V，我们听的录音机一般是几十伏或几伏，电视机高压包的电压达10000V以上，我们是怎样得到这些不同的电压的呢？二、进行新课：1、变压器的定义：用来改变交变电流电压的设备（由学生讨论回答）2、 变压器的构造：闭合铁芯、原线圈、副线圈（学生对变压器模型进行观察、总结，并在练习本上画出结构图。老师用投影机进行投影）3、 变压器的工作原理：原、副线圈中由交变电流引发的相互感应（由学过的电磁感应知识铺垫：如图所示,A、线圈中通稳恒电流 B、原线圈中通线性变化电流 C、原线圈中通线性变化电流问：副线圈中的感应电流的情况？）4、变压器的基本规律：（1）电压规律：（提出问题：输出电压与什么因素有关呢？进行猜测：与线圈匝数有关实验探究：变压器线圈两端的电压与匝数的关系A、学生进行实验设计 B、学生进行实验操作 C、学生进行数据处理检验论证 评价发展）（2）功率关系：（3）电流规律：（由能量守衡定律引入“功率关系”，让学生根据“电压规律”和“功率关系”自行推导“电流规律”）三、理解应用例一：如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比N1：N2=4：1，当导体棒向右匀速切割磁感线时（只计导体棒电阻，其余电阻均不计），电流A1的示数是12毫安，则副线圈中A2的示数应该为：A、3毫安 B、48毫安 C、零 D、与R阻值有关解析：导体棒匀速切割磁感线，将产生稳定的感应电动势，产生稳恒的感应电流，也就产生不变的磁场，穿过副线圈的磁通量不发生变化，因此不会产生感应电流。引申：若导体棒匀加速切割磁感线会怎样呢？若导体棒以V=VM的速度切割磁感线又会怎样呢？例二：如图14-18所示是一个理想变压器,K为单刀双掷电键,P是滑动变阻器滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈上的电流强度,则( )A. 保持U1及P的位置不变,K由a合在b时,I1将增大B .保持P的位置及U1不变,K由b合在a时,R消耗的功率减小C .保持U1不变,K合在a处,使P上滑I1将增大D .保持P的位置不变,K合在a时,若U1增大,I1将增大解析：A、N1减小,N2、U1不变，则U2增大，I2增大，I1增大B、N1减小,N2、U1不变，则U2增大，I2增大，P增大C、U1、N1、N2、U2不变，R增大，I2减小，I1减小D、N1、N2不变，U1增大，U2增大，R不变，I2增大，I1增大总结：对这类问题首先要搞清哪些是变量，哪些是不变量，搞清谁决定谁。匝数比和输入电压决定输出电压，输出功率决定输入功率。探究例题：图3是一个理想变压器的示意图，铁芯上有三个线圈，其中有两个副线圈。原副线圈的匝数比为N1:N2:N3=10:5:1。已知负载电阻R1=110欧R2=11欧。在原线圈N1上加220V的交变电压时，求通过三个线圈的电流分别是多少？图3请同学们分析以下解法是否正确？解：由变压器的电压关系式U1/U2=N1/N2得N2线圈的电压为：U2=U1*N2/N1=110V线圈N2中的电流I2为10A由电流关系式得I1=5A，I3=50A我的观点是：探究过程：
总结： [自我诊断] 1．正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上不一定相等的是 [ ]A．电流的频率B．端电压的峰值C．电流的有效值D．电功率2．为了使理想变压器副线圈接上负载后输出的电功率变为原来的1/4，可采用的办法 [ ]A．使输入电压U1减为原来的1/4B．使副线圈匝数n2增为原来的2倍C．使副线圈匝数n2减为原来的1/2D．使负载电阻阻值R减为原来的1/43、用一理想变压器向一负载R供电，如图5-27所示．当增大负载电阻R时，原线圈中的电流I1和副线圈中电流I2之间的关系是 [ ]A．I2增大、I1也增大 B．I2增大、I1却减小C．I2减小、I1也减小 D．I2减小、I1却增大4、如图5-28所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，电键S断开，当S接通时，以下说法中正确的是 [ ]A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大5、如图5-24所示，T为理想变压器，原线圈接在电压一定的正弦交流电源上，副线圈电路中接入三个电阻R1、R2、R3，各电表的电阻影响不计．当开关S合上时，各电表的示数变化情况是 [ ]A．A1示数变大 C．V1示数变小B．A2示数变大 D．V2示数变大6、 如图5-25所示，一台有两个副线圈的变压器．原线圈匝数n1=1100，接入电压U1=220V的电路中．(1)要求在两组副线圈上分别得到电压U2=6V，U3=110V，它们的匝数n2、n3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6V、20W”、“110V、60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？ [拓展提高] 1、.(1995年上海高考题)如图14-19所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,开始时,开关S断开,当S接通时,以下说法中正确的是( )A. A. 副线圈两端M、N的输出电压减小B. B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压将增大C. C. 通过灯泡L1的电流减小D. D. 原线圈中的电流增大2、(19全国高考题)如图14-20(1)、(2)两电路中,当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时,测得c、d间与g、h间的电压均为110V,若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交流电压,则a、b间与e、f间的电压分别为( )A.220V,220V B.220V,110V C.110V,110V D.220V,0V
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山东省沂源县第一中学【教材依据】人民教育（www.xfhttp.com－上网第一站xfhttp教育网）出版社课程标准实验教科书选修3―2【教学流程图】由实例引出定义 作铺垫理解原理 想办法探究规律 自主的归纳总结 针对性解决问题 合理的引申外推 简单的基本应用 最后的课堂归纳【教学简案】教学目标1、 知识与技能目标:(1).知道变压器的基本构造.(2).理解变压器的工作原理.(3).探究并应用变压器的各种规律.2、 过程与方法目标:(1).初步掌握课题解决的思维程序步骤,即发现问题 形成课题 建立假说 检验论证 评价发展(2).培养学生的创造性思维过程、变式思维能力以及初步的观察、分析和概括能力；3、情感态度价值观目标:(1).培养学生对科学探究的向往与热情.(2).培养学生的.创造态度、实事求是的科学态度以及面对挫折的健康心理、意志品质教学重点 变压器的工作原理和基本规律.教学难点 变压器的工作原理的理解和基本规律的探究. 教学媒体 变压器模型、学生电源、闭合铁芯、小灯泡、导线、投影仪等教学过程一、引入新课师生对话： 家庭用电一般是220V，我们听的录音机一般是几十伏或几伏，电视机高压包的电压达10000V以上，我们是怎样得到这些不同的电压的呢？二、进行新课：
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一、变压器运行中的检查
1.检查变压器上层油温是否超过允许范围。由于每台变压器负荷大小、冷却条件及季节不同，运行中的变压器不能以上层油温不超过允许值为依据，还应根据以往运行经验及在上述情况下与上次的油温比较。如油温突然增高，则应检查冷却装置是否正常，油循环是否破坏等，来判断变压器内部是否有故障。
2.检查油质，应为透明、微带黄色，由此可判断油质的好坏。油面应符合周围温度的标准线，如油面过低应检查变压器是否漏油等。油面过高应检查冷却装置的使用情况，是否有内部故障。
3.变压器的声音应正常。正常运行时一般有均匀的嗡嗡电磁声。如声音有所改变，应细心检查，并迅速汇报值班调度员并请检修单位处理。
4.应检查套管是否清洁，有无裂纹和放电痕迹，冷却装置应正常。工作、备用电源及油泵应符合运行要求等等。
5.天气有变化时，应重点进行特殊检查。大风时，检查引线有无剧烈摆动，变压器顶盖、套管引线处应无杂物；大雪天，各部触点在落雪后，不应立即熔化或有放电现象；大雾天，各部有无火花放电现象等等。
6.呼吸器应畅通，硅胶吸潮不应达到饱和。
7.瓦斯继电器无动作。
二、变压器运行中出现的不正常现象
1.变压器运行中如漏油、油位过高或过低，温度异常，音响不正常及冷却系统不正常等，应设法尽快消除。
2.当变压器的负荷超过允许的正常过负荷值时，应按规定降低变压器的负荷。
3.变压器内部音响很大，很不正常，有爆裂声；温度不正常并不断上升；储油柜或安全气道喷油；严重漏油使油面下降，低于油位计的指示限度；油色变化过快，油内出现碳质；套管有严重的破损和放电现象等，应立即停电修理。
4.当发现变压器的油温较高时，而其油温所应有的油位显著降低时，应立即加油。加油时应遵守规定。如因大量漏油而使油位迅速下降时，应将瓦斯保护改为只动作于信号，而且必须迅速采取堵塞漏油的措施，并立即加油。
5.变压器油位因温度上升而逐渐升高时，若最高温度时的油位可能高出油位指示计，则应放油，使油位降至适当的高度，以免溢油。
三、变压器运行中故障现象及其排除
为了正确的处理事故，应掌握下列情况：①系统运行方式，负荷状态，负荷种类；②变压器上层油温，温升与电压情况；③事故发生时天气情况；④变压器周围有无检修及其它工作；⑤运行人员有无操作；⑥系统有无操作；⑦何种保护动作，事故现象情况等。
变压器在运行中常见的故障是绕组、套管和电压分接开关的故障还有声音的异常，而铁芯、油箱及其它附件的故障较少。下面将常见的'几种主要故障分述如下；
1.绕组故障
主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几点：
①在制造或检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷。②在运行中因散热不良或长期过载，绕组内有杂物落入，使温度过高绝缘老化。③制造工艺不良，压制不紧，机械强度不能经受短路冲击，使绕组变形绝缘损坏。④绕组受潮，绝缘膨胀堵塞油道，引起局部过热。⑤绝缘油内混入水分而劣化，或与空气接触面积过大，使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低，部分绕组露在空气中未能及时处理。
由于上述种种原因，在运行中一经发生绝缘击穿，就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象是变压器过热油温增高，电源侧电流略有增大，各相直流电阻不平衡，有时油中有吱吱声和咕嘟咕嘟的冒泡声。轻微的匝间短路可以引起瓦斯保护动作；严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时处理，因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单相接地或相间短路等故障。
2.套管故障
这种故障常见的是炸毁、闪落和漏油，其原因有：
(1)密封不良，绝缘受潮劣比；
(2)呼吸器配置不当或者吸入水分未及时处理。
3.分接开关故障
常见的故障是表面熔化与灼伤，相间触头放电或各接头放电。主要原因有：
(1)连接螺丝松动；
(2)带负荷调整装置不良和调整不当；
(3)分接头绝缘板绝缘不良；
(4)接头焊锡不满，接触不良，制造工艺不好，弹簧压力不足；
(5)油的酸价过高，使分接开关接触面被腐蚀。
4.铁芯故障
铁芯故障大部分原因是铁芯柱的穿心螺杆或铁轮的夹紧螺杆的绝缘损坏而引起的，其后果可能使穿心螺杆与铁芯迭片造成两点连接，出现环流引起局部发热，甚至引起铁芯的局部熔毁。也可能造成铁芯迭片局部短路，产生涡流过热，引起迭片间绝缘层损坏，使变压器空载损失增大，绝缘油劣化。
运行中变压器发生故障后，如判明是绕组或铁芯故障应吊芯检查。首先测量各相绕组的直流电阻并进行比较，如差别较大，则为绕组故障。然后进行铁芯外观检查，再用直流电压、电流表法测量片间绝缘电阻。如损坏不大，在损坏处涂漆即可。
5.瓦斯保护故障
瓦斯保护是变压器的主保护，轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于跳闸。下面分析瓦斯保护动作的原因及处理方法：
(1)轻瓦斯保护动作后发出信号。其原因是：变压器内部有轻微故障；变压器内部存在空气；二次回路故障等。运行人员应立即检查，如未发现异常现象，应进行气体取样分析。
(2)瓦斯保护动作跳闸时，可能变压器内部发生严重故障，引起油分解出大量气体，也可能二次回路故障等。出现瓦斯保护动作跳闸，应先投入备用变压器，然后进行外部检查。检查油枕防爆门，各焊接缝是否裂开，变压器外壳是否变形；最后检查气体的可燃性。
变压器自动跳闸时，应查明保护动作情况，进行外部检查。经检查不是内部故障而是由于外部故障(穿越性故障)或人员误动作等引起的，则可不经内部检查即可投入送电。如差动保护动作，应对该保护范围内的设备进行全部检查。
此外，就是声音的异常和变压器着火，声音异常可能是外施电压过高、套管表面太脏或有裂纹、内部结构松动、内部绝缘有击穿等原因造成的。应结合经验细心分析判断，应针对具体情况及时采取措施处理，如把电压调低、擦拭套管或考虑检修内部等。变压器着火也是一种危险事故，因变压器有许多可燃物质，处理不及时可能发生爆炸或使火灾扩大。变压器着火的主要原因是：套管的破损和闪落，油在油枕的压力下流出并在顶盖上燃烧；变压器内部故障使外壳或散热器破裂，使燃烧着的变压器油溢出。发生这类事故时，变压器保护应动作使断路器断开。若因故断路器未断开，应用手动来立即断开断路器，拉开可能通向变压器电源的隔离开关，停止冷却设备，进行灭火。变压器灭火时，最好用泡沫式灭火器，必要时可用砂子灭火。
[摘要]本文论述了变压器在运行中如何进行检查和维护以及发生事故如何处理的有关问题。特别指出，变压器在运行中，值班人员应定期进行检查，以便了解和掌握变压器的运行情况，如发现问题应及时解决，力争把事故消除在萌芽状态。
浅论变压器的预防性试验论文
关键词：变压器分析测量预防性试验
摘要：预防性试验是保证电力变压器安全运行的重要措施，对变压器故障诊断具有确定性影响，通过各种试验项目，获取准确可靠的试验结果是正确诊断变压器故障的基本前提。
前言
根据《电力设备交接和预防性试验规程》规定的试验项目及试验顺序，主要包括油中溶解气体分析、绕组绝缘电阻的测量、绕组直流电阻的测量、介质损耗因数tgD检测、交流耐压试验、线圈变形试验、局部放电测量等。
1.油中溶解气体分析
在变压器诊断中，单靠电气试验方法往往很难发现某些局部故障和发热缺陷，而通过变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法，对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效，这已为大量故障诊断的实践所证明。油色谱分析的原理是基于任何一种特定的烃类气体的产生速率随温度而变化，在特定温度下，往往有某一种气体的产气率会出现最大值；随着温度升高，产气率最大的气体依此为CH4、C2H6、C2H4、C2H2.这也证明在故障温度与溶解气体含量之间存在着对应的关系，而局部过热、电晕和电弧是导致油浸纸绝缘中产生故障特征气体的主要原因。变压器在正常运行状态下，由于油和固体绝缘会逐渐老化，变质，并分解出极少量的气体（主要包括氢H2甲烷CH4乙烯C2H4乙炔C2H2一氧化碳CO二氧化碳CO2等多种气体）。当变压器内部发生过热性故障，放电性故障或内部绝缘受潮时，这些气体的含量会迅速增加。这些气体大部分溶解在绝缘油中，少部分上升至绝缘油的表面，并进入气体继电器。经验证明，油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质及程度有关，不同故障或不同能量密度其产生气体的特征是不同的，因此在设备运行过程中，定期测量溶解于油中的气体成分和含量，对于及早发现充油电力设备内部存在的潜伏性故障有非常重要的意义和现实的成效，在颁布执行的电力设备预防性试验规程中，已将变压器油的'气体色谱分析放到了首要的位置，并通过近些年的普遍推广应用和经验积累取得了显著的成效。电力变压器的内部故障主要有过热性故障、放电性故障及绝缘受潮等多种类型。据有关资料介绍，在对故障变压器的统计表明：过热性故障占63%；高能量放电故障占18。1%；过热兼高能量放电故障占10%；火花放电故障占7%；受潮或局部放电故障占1.9%。而在过热性故障中，分接开关接触不良占50%；铁芯多点接地和局部短路或漏磁环流约占33%；导线过热和接头不良或紧固件松动引起过热约占14.4%；其余2.1%为其他故障，如硅胶进入本体引起的局部油道堵塞，致使局部散热不良而造成的过热性故障。而电弧放电以绕组匝、层间绝缘击穿为主，其次为引线断裂或对地闪络和分接开关飞狐等故障。火花放电常见于套管引线对电位未固定的套管导电管、均压圈等的放电；引线局部接触不良或铁芯接地片接触不良而引起的放电；分接开关拔叉或金属螺丝电位悬浮而引起的放电等。
对变压器故障部位的准确判断，有赖于对其内部结构和运行状态的全面掌握，并结合历年色谱数据和其它预防性试验（直阻、绝缘、变比、泄漏、空载等）进行比较。
同时还要注意由于故障产气与正常运行产生的非故障气体在技术上不可分离，在某些情况下有些气体可能不是设备故障造成，如油中含水可与铁作用生成氢气，过热时铁芯层间油膜裂解也可生成氢，新的不锈钢中也可能在加工过程中或焊接时吸附氢而运行后又缓慢释放，另外，某些操作也可生成故障气体，如有载调压变压器中切换开关油向变压器主油箱渗漏或选择开关在某个位置动作时悬浮电位放电的影响，设备油箱带油补焊，原注入油含有某些气体成分大修后滤油不彻底留有残气等。
2.绕组直流电阻的测量
它是一项方便而有效的考察绕组绝缘和电流回路连接状况的试验，能反应绕组焊接质量、绕组匝间短路、绕组断股或引出线折断、分接开关及导线接触不良等故障，实际上它也是判断各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关档是否正确的有效手段。长期以来，绕组直流电阻测量一直被认为是考察变压器绝缘的主要手段之一，有时甚至是判断电流回路连接状况的唯一办法。如在对某变压器低压侧10KV线间直流电阻作试验时，发现不平衡率为2.17%，超过部颁标准值1%的一倍还多，色谱分析不存在过热故障，且每年预试数据反映直流电阻不平衡系数超标外，其它项目均正常，经分析换算后确定C相电阻值较大，判断C相绕组内有断股问题，经吊罩检查后，验证C相确实有一股开断，避免了故障的进一步扩大。通过上述例子可见，变压器直流电阻的测量对发现回路中某些重大缺陷起到了重大作用。
3.绕组绝缘电阻的测量
绕组连同套管一起的绝缘电阻和吸收比或极化指数，对变压器整体的绝缘状况具有较高灵敏度，它能有效检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷，如各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯通性或金属性短路等。相对来讲，单纯依靠绝缘电阻绝对值大小对绕组绝缘作判断，其灵敏度、有效性较低。一方面是由于测量时试验电压太低，难以暴露缺陷，另一方面也因为绝缘电阻与绕组绝缘结构尺寸、绝缘材料的品种、绕组温度有关，但对于铁芯夹件、穿心螺栓等部件，测量绝缘电阻往往能反映故障，这是因为这些部件绝缘结构较简单，绝缘介质单一，正常情况下基本不承受电压，绝缘更多的是起隔离作用，而不像绕组绝缘要承受高电压，比如我们预试中曾多次通过绝缘摇表发现变压器铁芯一点或多点接地的情况，也曾通过绝缘电阻的测量发现变压器套管瓷件破裂、有裂纹现象。
4.测量介质损耗因数tgD
它主要用来检查变压器整体受潮油质劣化、绕组上附着油泥及严重的局部缺陷。介质测量常受表面泄露和外界条件（如干扰电场和大气条件）的影响，因而要采取措施减少和消除影响。现场我们一般测量的是连同套管一起的tgD，但为了提高测量的准确和检出缺陷的灵敏度，有时也进行分解试验，以判断缺陷所在位置。如在对变压器做预试时，发现一相套管介质超标，且绝缘不合格，读数较低，经分析后可能是由受潮引起，后拔出检查发现套管末端底部有水份，套管已整体受潮，经烘干处理后再做试验，各项指标均符合要求。测量泄漏电流和测量绝缘电阻相似，只是其灵敏度较高，能有效发现有些其他试验项目所不能发现的变压器局部缺陷。泄漏电流值与变压器的绝缘结构、温度等因素有关，在《电力设备交接和预防性试验规程》中不作规定，只在判断时强调比较，与历年数据相比，与同类型变压器数据相比，与经验数据相比较等。介质损耗因数tgD和泄漏电流试验的有效性正随着变压器电压等级的提高、容量和体积的增大而下降，因此单纯靠tgD和泄漏电流来判断绕组绝缘状况的可能性也比较小，这主要也是因为两项试验的试验电压太低，绝缘缺陷难以充分暴露。对于电容性设备，实践证明如电容型套管、电容式电压互感器、耦合电容器等，测量tgD和电容量CX仍是故障诊断的有效手段。
5.交流耐压试验
它是鉴定绝缘强度等有效的方法，特别是对考核主绝缘的局部缺陷，如绕组主绝缘受潮、开裂或在运输过程中引起的绕组松动、引线距离不够以及绕组绝缘上附着污物等。交流耐压试验虽对发现绝缘缺陷有效，但受试验条件限制，要进行35KV及8000KVA以上变压器耐压试验，由于电容电流较大，要求高电压试验变压器的额定电流在100mA以上，目前这样的高电压试验变压器及调压器尚不够普遍，如果能对高电压、大电流电力变压器进行交流耐压试验，对保证变压器安全运行有很大意义。
6.线圈变形检测
变压器绕组变形是指在电动力和机械力的作用下，绕组的尺寸或形状发生不可逆的变化，包括轴向和径向尺寸的变化、器身转移、绕组扭曲、鼓包和匝间短路等。绕组变形是电力系统安全运行的一大隐患，一旦绕组变形而未被诊断继续投入运行则极可能导致事故，严重时烧毁线圈。造成变压器绕组变形的主要原因有：
6.1短路故障电流冲击，电动力使绕组容易破坏或变形。电动力的产生是绕组中的短路冲击电流与漏磁相互作用的结果，在运行中，由于辐向和轴向电动力同时作用，可能使整个绕组发生扭转。
6.2在运输或安装中受到意外冲撞、颠簸和震动等。如某供电部门在对35KV、0KVA主变压器运输途中，遭受强烈撞击。事后在对该变压器交接吊罩检查时，发现油箱下部固定器身的4个螺栓全部开焊裂断，上部对器身定位的4个定位钉全部松动，并在定位板上划出小槽。器身向油枕方向纵向位移11mm，横向位移23mm，绕组对端圈错位，最大达30mm，可看到器身已经完全没有固定装置而处于自由状态，并经过长途运输及多次编组，器身在油箱中摇晃，必然造成变压器损坏。
6.3保护系统有死区，动作失灵，导致变压器承受稳定短路电流作用时间长，造成绕组变形。
结语
在变压器计划检修或故障诊断中，预防性试验结果依旧是不可缺少的诊断参量。每个预防性试验项目不能孤立的去看待，应将几个项目试验结果有机结合起来综合分析，这将有效提高判定的准确性。
电工技师论文之浅谈变压器
浅谈变压器
简介：笔者早年于国企生产有线广播设备。于变压器，不敢说有多大能耐仅熟练而已。不久前刚学会上网，见有些朋友对变压器还存有陌生感、神秘感。不觉技痒，将所知所能，拟成下文，抛砖引玉，与同好共享。不足之处欢迎指正。
关键字：变压器
电子管放大器所用的电源、输出牛，应归类于低技术．低技能的器件。所谓低技术，是指牛的设计程式已经很成熟并已数据化。随着人们知识水平的提高，越来越多的人认识和掌握了变压器的原理和设计。所谓低技能是指，生产变压器均以手工绕制为主，加工工具主要是绕线机。绕线工种是熟练工，不需学徒三年，有三月便可以充师傅了。因此，于焊机派来说，DIY一套自用胆机牛不应该是件难事。然而再简单也得一步一步来。
首先是铁芯，胆机牛通用EI形铁芯。通称硅钢片。（本文所叙铁芯均指EI形）。硅钢片有冷轧片比如D31，有热轧片比如D42之分。两者差异不很大，Bm值都在10000－14000之间。前者略优于后者，一般讲薄一点，手感较硬是冷轧片。旧货市场有很多，挑选较平整锈班少一点的。当然尺寸要合适。这里面有点道道。国标EI硅钢片有标准窗口、窄窗口、非标窗口。（当然还有杂旧洋货不在本文所例。）选用哪一种以合用为准。有朋友提出不同型号硅钢片能否混用，笔者以为是可以的，只要尺寸相同，外观一致，Bm值不会相差太多。注意旧有铁芯片制成品只限本人使用或送给朋友，不可变现银，否则有违做人的基本道德。切记！
其次是漆包线。在国家计划经济时期，每一地区市起码有一家电线厂，现在如果这家工厂还在苟延残喘的维持生产。就买它的产品。因为它还在按国家原标准原工艺生产，用了放心。否则，保不了上当受骗。
国标漆包线有油基（Q）型。主要用于高频场合比如：高频炉。限于材料、生产技术。油基型漆包线结缘层的附着力和密封度不是很好，漆包线存放时间过长或存放条件不好，在裸线与漆皮之间易产生氧化层。影响线材的使用。现在市场上常见的漆包线有ZQ1型和ZQ2型，通称高强度聚酯漆包线。有很好的绝然强度，尽管放心使用。万不可用拆机线，弄不好费了心血，花了时间，耽搁了功夫。功亏一篑。
近年来胆界还谈论着进口硅钢片、几个九的无氧铜漆包线。笔者对此不甚了解，不敢妄加评论。就牛的'功能：变换电压、匹配阻抗。目前的硅钢片、电解铜线的制成品足以胜任。何必它求。
再后面是骨架。有口字形、工字形之分。口字形骨架制做简单，对初学绕制不太方便，工字形与其相反。既是DIY方便一点好。
工字形骨架分口形板、工形板、内衬板三种六块。基本计算如下：口形板内空宽度＝铁芯舌宽＋内衬板厚度；内空长度＝铁芯迭厚＋工形板厚度；外边宽度＝铁芯舌宽＋两边窗口宽度；外边长度＝铁芯迭厚＋工形板厚＋二倍窗口宽度＋4毫米。工形板中间的宽度＝铁芯舌宽＋内衬板厚度；工形板中间的高度＝铁芯舌长。其它长宽就无所谓，可大可小。内衬板长、宽分别＝铁芯迭厚与舌长。骨架制作材料以玻纤树脂板为好，旧印制版都行，厚度要求1.5－2毫米。做好了六块板，将其组合起来。用铁芯插X进去试试，适当修正即可。此乃一般坐式安装骨架，如采用卧式，口形板外边长度应加长，请自行调整。
制做工具有：台钻或手钻、台虎钳、钢锯、锉刀 就行。
垫纸和引出线。电源牛用纸比较简单，组间用聚酯薄膜。层间用电容纸或其它手边能得到的。电容纸薄，很难侍候。笔者欢喜用描图纸，质地较硬，易于使用，线包也较平整。输出牛组间垫纸一般要求用有机材料。如：黄蜡绸。层间可不垫纸。最外层用青壳纸，没有青壳纸，牛皮纸也行要多裹几层。
引出线则不可掉以轻心。线径较粗可用本线直接引出。线径较细可用本线二三股绞合引出。非得用引出线一定要用多股纱包焊接线，个中原由请自己思索。
一、机电值班人员负责变压器的清洁、操作、巡检、记录、维修、保养。
二、机电科负责变压器的综合管理，并监督各项工作的完成。
三、机电值班人员每班巡视变压器室，天气等恶劣条件下，需增加巡视次数。
四、认真检查变压器的运行状况，确保变压器的正常运行。
五、变压器有异常情况，应立即报告机电主管。
六、停送变压器必须经机电主管批准并有人现场监护。
七、保持室内清洁，室内严禁存放可燃物品。
八、非工作人员严禁进入变压器围栏。
九、妥善保管消防器材，保持室内清洁。
1、变压器应按有关标准的规定装设保护和测量装置，应有铭牌并标明运行编号和相位。
2、室内安装的变压器应有足够的通风，避免变压器温度过高。
3、新装、大修、事故检修或换油后的变压器，在施加电压前静止时间不应少于24小时。变压器进行加油、滤油及换矽胶后，必须待变压器内部气体排完，方可投运。
4、新安装和大修后的变压器在投运前，应在额定电压下做冲击合闸试验，冲击过程中变压器均应无异常现象。
5、变压器并解列运行，除应具备并列运行条件外，还要检查实际接线方式、电压、潮流分布和继电保护的现有情况，以防止操作中出现各种不正常情况。
6、分接开关的调整，应根据命令执行，调整后应将分接开关的调整动作次数记入检修记录。
7、按照《变压器运行规程》进行变压器巡视检查
8、变压器不正常运行和处理
（1）变压器有下列情况之一者（可不经调度和分管科（区）许可）应立即停运。
1）变压器声响明显增大，内部有爆裂声；
2）严重漏油或喷油
3）套管有严重的破损和放电现象；
4）当变压器附近的设备着火，爆炸或发生其他危及变压器安全情况，
5）变压器在正常负荷及冷却条件下，温度指示正确时，变压器温度超过85℃并不断上升；
（2）变压器保护动作：
1）重瓦斯保护、差动保护动作跳闸后，未查明故障原因不得送电。
2）变压器过电流保护接跳闸后，查明事故原因或故障点后，依次试送电。
3）变压器过负荷保护报警后，应按限电顺序限制负荷。轻瓦斯保护动作发出信号后，应检查变压器并及时消除缺陷。
9、变压器的试验及检修
（1）变压器每年做一次预防性试验，变压器油每年做一次预防性化验，变压器继电保护每年校正一次。瓦斯继电器必须每年进行一次校验。
（2）变压器一般在投入运行后的5年内和以后每间隔大修一次，运行中的变压器当发现异常状况或经试验判明有内部故障时，应提前大修；运行正常的变压器经综合诊断分析良好，经批准，可适当延长大修周期。
变压器绝缘材料
4.2不燃油或高燃点油 早在1929年英国斯旺(Swan)公司就开发了阿斯卡雷尔(Askarel)不燃油,其主要成分是聚氯联苯(PCB),如三氯联苯、六氯联苯.PCB有很高的化学稳定性和电气强度,但PCB有毒.自1970年以来,美国、日本和欧洲各国均明令禁止使用和销售这种油,并对PCB变压器进行无害化处理,且对不燃油和高燃点油提出了一定的要求:
作 者：王树森 作者单位： 刊 名：变压器 ISTIC PKU英文刊名：TRANSFORMER 年，卷(期)： 42(4) 分类号： 关键词：关于变压器物理教案
高二物理变压器教案学案
变压器
[教学目标]
1、 了解变压器的构造与原理、理解变压器的电压关系与功率关系。
2、 用演示可拆变压器得到变压器变压规律。
3、 体验实验动手的乐趣，培养动手和观察能力。
[教学重点难点]
电压关系与功率关系的理解与应用
[教学过程]
一、变压器
变压器的构造: 原线圈 、副线圈 、铁芯 2．电路图中符号
二、变压器的'工作原理
在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫互感现象。
铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率。
三、理想变压器的规律
理想变压器特点：（1）变压器铁芯内无漏磁
（2）原、副线圈不计内阻
★ 旧变压器买卖合同
★ 变压器知识点总结
★ 变压器安装协议书
★ 变压器教学反思
