变压器基本工作原理范文1
关键词：压力变送器、工作原理、选型
压力变送器在工业领域中拥有着非常重要的作用，不仅可以将非电量转换为可测量的电量，还可以起到一定的放大作用。随着信息时代的来临，在诸多领域上都进行了自动控制和集中检测，所以对压力变送器的需求越来越多，并且对压力变送器的精密以及稳定性也有着越来越高的要求。目前我国市场上的压力变送器主要就是电阻式、扩散硅式以及陶磁式压力变送器。
一、压力变送器的基本介绍
1.基本概念
压力变送器的主要功能就是来检测流体的压力，然后通过远程信号来进行传送，并且将传送的信号来应用计算机来对其进行压力控制或者监测，压力变送器的主要构件就是压力传感器、测量电路以及过程连接件组成。可以将气体以及液体通过传感器将其转变为标准的电信号，然后通过记录仪以及调节器等设备来进行相应的测量和调节作用。
2.基本优点
压力变送器具有着诸多的优点，其一，设置比较方便，并且可以有效的实现多点控制。如果压力信号检测出来的结论为连续信号，就可以将其设置为任意压力值，进而只需要对电控部分进行设定就可以了。其二，为了能够将压缩机进行延长寿命，可以对压缩机进行高级控制。通过压缩机的变频技术，可以有效的使压缩机运行的更加平稳，通过减少相应的启动次数，不仅可以能够延长压缩机的使用周期，还可以能够起到环保节能的作用。其三，提供控制精度，可以能够使元件的可靠性更好。压力变送器相比于压力开关的检测精度要高出数倍，所以其控制精度就会得到有效的提高，而压力变送器的一些敏感元件都是非机械结构，所以就不需要后期的维护工作，从而也可以从一定程度上降低损坏率。
二、压力变送器的工作原理
1.电阻应变片式压力变送器
（1）基本概述。电阻应变式压力变送器由于其打信号输出和不锈钢结构等特点，所以具备着其优点，比如线性度高、温度性能好、工作稳定以及耐腐蚀等优点，可以广泛的应用到各个领域，目前已经在我国的国防和工业自动化等领域内被广泛的应用。电阻应变式压力变送器的主要组成部分是一种电阻应变片，可以有效的将应变变化转化为一种电信号。
（2）工作原理。电阻应变式压力变送器的主要工作原理就是电阻应变效应，也就是指在吸附基体材料上，金属电阻应变片随着电阻而进行相应的机械形变，进而产生相应的阻值变化的现象。一般情况下，通过特殊的粘和剂来使应变片紧密的结合在生产力学应变基体上，通过受力作用下，会使电阻应变片发生一定的形变，进而会使电阻值也随之发生变化，从而导致电阻上的电压也产生相应的变化。
2.扩散硅压力变送器
（1）基本概述。目前我国在使用的扩散硅压力变送器的主要压力检测元件就是进口的扩散硅或陶瓷芯体，传感器信号经过相应的电子放大器进行转化。这种先进的压力变送器可以替代传统的压力表和差动变送器。由于扩散硅压力变送器具备的特点，其具有着非常强大的使用性能和功能，不仅可以与各种配套设施进行使用，比如数字压力表以及电子电位差计等，还可以能够和自动调节系统或计算机系统进行相应的配套使用。
（2）工作原理。在通过传感器接收到压力信号的时候，就会将其转化为电信号，然后经过输出放大器对其进行放大，最后通过V/A电压电流转换成相应匹配的标准电流输出信号。
3.陶瓷压力变送器
（1）基本概述。陶瓷材料本身就具备着诸多的优点，比如高弹性、抗腐蚀以及抗冲击等诸多优点，并且陶瓷本身工作的温度范围非常广，零下40度到135度之间的环境都可以，所以具有着测量的高精度以及高稳定性。电气的绝缘程度要大于两千伏，能够长期的保证稳定的信号输出。陶瓷压力变送器不仅具备着高度的特性，还具有着其价格上的优势。
（2）工作原理。陶瓷压力变送器的主要受力位置就是陶瓷膜片的前表面，从而使其发生细小的形变，并且通过背面的厚膜电阻形成一个惠斯通电桥。进而可以形成一个电压信号，并且该电压信号可以和应变式传感器相容。通过相关的激光标定，从而能够使其具有较高的温度和时间上的稳定性，还可以与绝大多数的介质进行直接的接触。
三、变送器如何选型
1.压力量程范围
在选择比较适合的压力变送器的时候，必须要首先确认测量压力的最大值，然后根据测量压力的最大值的1.5倍左右的数值，来选择相应的压力变送器。
2.精度等级
影响到精度等级的因素有非常多，比如迟滞性、非重复性以及温度等因素的影响。但是最主要的影响因素是非线性、迟滞性和非重复性，压力变送器的精度越高，其成本价格也就会越高。所以，要根据压力变送器工作的环境来选择适用的压力变送器。
3.温度范围
目前，市场上的压力变送器在温度上面一般情况下会有两个范围，也就是正常操作的温度范围和温度可补偿的范围。正常操作的温度范围主要就是指压力变送器在其工作的温度范围内工作并不会受到破坏，并不会影到其精度，如果超出了正常操作的温度范围，可能会引起精度的缺失甚至是损坏。温度补偿范围主要就是指，在压力变送器工作的时候，其性能会有一定的指标，温度主要就是通过两个方面来进行输出，即零点漂移和影响满量程输出。
4.励磁电压
在选择压力变送器的时候，应该根据其输出信号的类型来决定相应的励磁电压。目前我国的放大变送器的内部都会设有相应的电压调节装置，所以电源电压的范围比较大。但是有些压力变送器需要比较稳定的工作电压，所以考虑到需要稳定的电压，来决定是否安装相应的调节器。
随着我国社会经济的快速发展，我国工业化进程日益加快，压力变送器已经被广泛的应用到我国各个领域内，为了能够真正的将压力变送器的价值充分的发挥出来，必须要熟悉的掌握其工作原理，然后根据工程的实际情况来选择相适应的压力变送器，这样不仅可以有效的起到节能减排的作用，还可以有效的降低工程的投资成本，为企业带来最大的经济效益，有助于我国的可持续性发展。
参考文献：
[1]陈广庆等；一种新型的智能压力变送器；工矿自动化；2009年第10期.
变压器基本工作原理范文2
摘要:隔离变压器是一种特殊变压器,因其一次侧与二次侧没有电的直接联系,只存在磁的联系且一次绕组与二次绕组匝数相同,变压变比为1:1,具有较高的安全性,因此在工业生产中的各个领域应用较为广泛。
关键词:隔离变压器;电力系统;应用
本文重点研究的是隔离变压器的工作机理及其与其它变压器的区别,并对其进行简单的介绍,使人们可以更深刻的认识隔离变压器。隔离变压器因其特殊性,在工作中具有较高的安全性,使之在工业生产中应用较为广泛,适用于工业或工矿企业机床和机械设备、医疗设备、整流电路、电焊机、大功率工业设备和通讯设备电源的控制电力、电源隔离之用。本文着重介绍其在电力系统中的应用。
变压器工作原理就是电磁感应。一般说有两组线圈,原边加交流电产生磁场,副边绕组在这个磁场作用下,产生感应电动势,接上负载就产生电流。原边绕组与副边绕组匝数不等所以能够改变电压。现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理:当一次侧绕组上加上电压时,流过电流,在铁芯中就产生交变磁通,这些磁通称为主磁通,在它作用下,两侧绕组分别感应电势。隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的,都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般是指变比为1:1的变压器,一次侧与二次侧绕组线圈匝数相等的变压器。
自耦变压器是自耦合变压器,变压器的副边是原边的一部分,类似于三端可调电阻。两个线圈是利用电流的忽大忽小的差来切割磁力线来变压的。变压器的输出和输入有直接电联系,一般用于对设备进行电压调整。电压互感器相当于一台降压变压器,使用时二次侧不能短路,并要可靠接地。电流互感器相当于一台升压变压器,使用时二次侧不能开路,并要可靠接地。电压互感器和电流互感器都是经过特殊设计的变压器,用来把大电压或大电流转化成较小的电压或电流以便于测量。隔离变压器故名思义,主要的作用是将用电设备和电网隔离开,用于安全性场合或者抗干扰要求的场合等用电设备和电源没有直接的电联系。
电力系统运行的特点:1、电能的生产和使用同时完成。2、正常输电过程和故障过程都非常迅速。3、具有较强的地区性特点。4、与国民经济各部门关系密切。对电力系统运行的基本要求可以简单地概括为:“安全、可靠、优质、经济”。
保证运行人员和电气设备工作的安全,保证运行人员和电气设备工作的安全是电力系统运行的基本原则。这一方面要求在设计时,合理选择设备,使之在一定过电压和短路电流的作用下不致损坏;另一方面还应按规程要求及时地安排对电气设备进行预防性试验,及早发现隐患,及时进行维修。在运行和操作中要严格遵守有关的规章制度。
下面就某电厂的电力系统具体说明隔离变压器在电力系统中的的应用。某电厂有三台发电机组,其中1#机从6kv并网线上网供矿6kvⅲ段用电,2#机组从35kv并网i线上网供矿35kvⅰ段用电,3#机从35kv并网ii线上网供矿35kvⅱ段用电。6kv并网线直接向矿35kv变电所供电,采用消弧线圈进行补偿的方式,无法对系统电容电流自动进行跟踪补偿,无法满足安全要求。经多方调研、论证提出在6kv并网线上增加隔离变的意见。
从图1看出,6kv一段按两排开关柜布置,中间用母线桥连接,1#发电机和厂用变压器、母线互感器、避雷器以及与四段联络线电源开关均布置在图中下侧,而6kv直配线及6kv并网线并网开关柜均布置在图中上侧,根据现有布置,比较容易将图中上侧母线改造为隔离母线。
从改造后的6kv一段母线看,原6kv一段母线的所有功能除直配线供电、6kv并网线并网功能外,其他功能未变,同时增加了隔离变的电源开关。从新增加的6kv隔离母线看,具备了6kv并网线并网功能、直配线供电功能和母线防雷、计量功能。
在6kv并网线上增加隔离变后,1#、2#发电机电压母线仅有厂用电供电负荷,电容电流仅有2-3a,保证了发电机安全,达到设备的本质安全性要求。有效地降低发电机定子回路的单相接地电容电流,减少发电机出口侧(6kv厂用电母线)的短路电流以及系统侧3次谐波电流对发电机的影响。因此可以延长发电机使用寿命,减少发电机停机事故,提高发电机运行的可靠性。
参考文献
[1] 电力变压器手册. 机械工业出版社,2003.01
变压器基本工作原理范文3
关键词：变压器绕组温度分析
1引言
变压器绕组温度表是根据变压器的原理和结构而特殊设计和制造的专门测量变压器绕组温升的测量装置，通过这种测量装置可对油浸式大型电力变压器安全运行起到保障作用。但根据变电修试人员的日常维护发现，在正常运行负荷下的同一主变压器绕组温度和油温基本一致，造成运行人员对变压器的运行状态误判断。本文结合修试工作对变压器绕组温度与油温一致的问题进行分析并提出解决措施，以供参考。
2变压器绕组温度表的工作原理
目前各供电局用于变电站主变压器上的绕组温度表，其主要厂家有国外的德国Messko MR公司、瑞典AKM公司以及国内的杭州华立公司、大连金州公司。无论是哪个厂家的绕组温度表，其工作原理基本如下：绕组温度表采用模拟测量方法来间接的测得绕组热点温度，即绕组温度T1为变压器顶层油温T2与变压器铜油温差T之和，T1= T2+T。具体到绕组温度表内即是：变压器顶层油温使仪表内弹性波纹管产生对应的位移量，叠加发热元件所产生的位移量，从而指示变压器绕组温度。
3变压器绕组温度与油温一致的分析
通过随机统计某地区供电局220kV及以上主变压器绕组温度和油温的运行数据，有66.7%的绕组温度表的的绕组温度T1与变压器顶层油温T2基本一致（T1 ≈T2），实际上失去了专门测量变压器绕组温升的作用。
从上面绕组温度表的工作原理分析可知，绕组温度T1应为变压器顶层油温T2与变压器铜油温差T之和，现在铜油温差T接近于0，即加热元件没有起到作用（P=I*I*R≈0），这就是导致绕组温度出现异常的主要原因。
而影响P=I*I*R≈0的因素有两个，分别是匹配器二次输入电流I和加热调节电阻R，于是，修试人员先检查绕组温度表的匹配器二
次输入电流是否正确， 通过现场测试，匹配器二次输入电流基本符合现场负载实际。这就排除了二次CT输入电流对加热元件的影响。 最后，进一步核实加热调节电阻R的影响，于是，对变电站主变温度表进行对比试验，如下图2所示：
通过试验发现，正常运行的绕组温度表，其内部的匹配器在安装前都进行了正确的调校，而出现异常的绕组温度表其调节电阻调校不准确，这就找出了绕组温度与油温相一致的根本原因。
4变压器绕组温度与油温一致的解决措施
通过上面的分析，变压器绕组温度与油温一致的根本原因在于绕组温度表的加热调节电阻调校不准确，为解决这一问题，购置了相关的测试设备及仪器开展调校试验， 下面以德国Messko MR公司的绕组温度表（MT-ST160W）调校作实例进行说明，具体如下图3：
第一步，找出变压器满负载时的铜油温差T与标定CT电流以及对应的加热电流值；
第二步，将恒定电流加到加热器标定CT电流上并测量加热电流值；
第三步，调整调节旋钮,使加热电流满足要求；
第四步， 30分钟后观察绕组温度表温升是否符合要求。
5效果
在一年半的时间里，利用主变压器停电检修机会，对绕组温度表存在的异常问题一一进行调校和维护，并记录其变压器温度运行情况，绕组温度普便比油温度高10℃左右，恢复正常，如下表4：
6结束语
本文根据工作实际，对运行中的变压器绕组温度与油温一致的问题进行探讨，先从绕组温度表的工作原理上出发，分析绕组温度与油温一致的原因是加热元件没有起到作用，即加热调节电阻调整不合理导致的，最后提出通过现场调校匹配器加热调节电阻的方法来解决绕组温度与油温一致的问题，并在实践中取得良好的效果，起到抛砖引玉的作用。
参考文献
[1]《变压器设计原理》尹克宁 2003-10 中国电力出版社
变压器基本工作原理范文4
关键词：电子式电压互感器；检测电压原理；光学电压互感器
中图分类号：F416.61 文献标识码A
电子式电压互感器从检测原理上大致可分两类：检测电压型和检测电流型。检测电压型EVT包括：电容分压型（ECVT）、电阻分压型（ERVT）以及光学电压互感器（OVT），即Pockels电光效应型OVT和逆压电效应型OVT。本文通过分析比较上述各种电子式电压互感器的原理及特点，分别总结了各种原理的优缺点及对电压互感器特性的影响因素，最后提出在设计过程中应该注意的问题及减小影响的措施。
1 电子式电压互感器通用结构
根据国际电工委员会（IEC）的标准定义[1]，电子式电压互感器的通用结构由一次部分、二次部分和传输系统构成，如图1所示。P1、P2是一次输入端，根据不同的检测原理可以是电压输入或者是电流输入。传输系统可以选择电缆或者光缆，在数字化变电站中，选择光纤是比较理想的。保留模拟量的二次输出为S1、S2，是为了与传统的计量或者保护装置对接。
根据一次传感原理和传输系统的不同组合，EVT通用结构的一次部分有些地方可以省略，而二次部分的各个环节却不受影响。例如，光学电压互感器，由于光纤传输可以直接将光测量信号传送出去，就不需要一次转换器，也无需一次电源了。将来，随着二次设备数字化进程的不断深入，二次转换器模拟接口也会逐渐取消。
图1 EVT通用结构
2 检测电压型电子式电压互感器
2.1 电容分压型电子式电压互感器
电容分压型电子式电压互感器，采用电容器作为传感器，虽然不同厂家设计的传感器在组成结构上略有差别[2-7]，但是大体上可用图2来表示ECVT的原理结构，图中略去了高、低压侧电子部件的电源。
图2 ECVT原理结构图
上图传感器中二次分压环节有用电阻分压的，也有利用电容分压的。当在低压臂电容C2侧并联一电，且其阻值R满足1/Rω（C1+C2）（ω是被测电压的角频率）时，传感器输出的是被测信号的微分，需要在微机处理中进行数字积分还原出被测量。
ECVT综合了电容式电压互感器（CVT）和OVT的各自优点，易于实现，是目前EVT的主流产品。但是也存在以下缺点：
1）. 其测量准确度受杂散电容和电容温度系数影响，在设计时一般选用低温度系数电容并在互感器高压部分安装屏蔽罩的措施来消除或减小杂散电容的影响。
2）. ECVT存在暂态测量误差问题，主要是俘获电荷现象和高压侧出口短路。以俘获电荷现象为例加以说明，当线路断开时，线路等效电容C上的电荷可能被ECVT电容分压器所俘获，如图3所示。俘获电荷量的多少取决于断开线路时电压的瞬时值，C2可经所接设备的等效并联电阻R放电，而C1保存的电荷Q较难泄放，当线路重新接入时线路经电网的低直流阻抗立即放电，迫使C1的电荷转移到C2，使C2充电到二次电压输出值上，并按时间常数RC2做衰减，R值越大，衰减越慢，误差持续越久。
3）. ECVT在拉合隔离开关过程中可能出现EVT二次电压偏高[8]，引起的原因是由于低压臂并联等效电阻阻值过大，造成电容残余电荷累积很难泄放所致。因此，在ECVT设计中要特别注意低压臂并联等效电阻阻值。
2.2 电阻分压型电子式电压互感器
电阻分压型电子式电压互感器ERVT与电容分压型电子式电压互感器主要区别于传感器上，其采用精密电阻分压器作为传感元件[9]，传感部分技术成熟，测量准确度高，但受电阻功率和绝缘的限制主要应用于10kV和35kV等级的中低压配电领域。图4是ERVT传感器原理结构图。
图3 ECVT俘获电荷现象简图
图4 ERVT传感器原理结构图
电阻分压器由高压臂电阻R1、低压臂电阻R2和过电压保护的气体放电管S构成，其测量品质主要受电阻特性和杂散电容影响。10kV和35kV电压等级主要选用高稳定性的厚膜电阻作为分压器的高低压臂电阻。为了抑制杂散电容的影响，与ECVT一样，要安装屏蔽罩改善分压器电场分布。
2.3 光学电压互感器
光学电压互感器从原理上分基于Pockels电光效应的OVT和基于逆压电效应的OVT。但两者都是利用了光学晶体在电场作用时某些能够反映电场强度大小的物理量的变化值，而求得电场强度进而求出电压的。如Pockels电光效应是说，当光通过在外加电场作用下的电光晶体时，会发生双折射，且双折射两光波的相位差与电场强度成正比，如果电场经过晶体的距离固定，则与作用在晶体上的电压也成正比。而逆压电效应是指，当压电晶体受到外加电场的作用时会发生应变，将之转化为光信号的调制并检测光信号，则可实现电场(或电压)的光学传感。图5和图6分别是这两种OVT传感器的原理结构图。
图5 基于Pockels效应的OVT工作原理图
图6 基于逆压电效应的OVT工作原理图
以上两图直观的反映了两种OVT的工作原理。BGO是一种具有Pockels电光效应又无自然双折射、无旋光性和无热释电效应的理想电压敏感材料，所以一般采用BGO作为电光晶体。而石英晶体是压电晶体，当沿圆柱形石英晶体X轴施加交变电压时，就会在Y轴产生交变的压电应变，从而使圆柱晶体周长发生变化，这个压电形变由缠绕在晶体表面的椭圆芯的双模光纤来检测，反映为光纤的两种空间模式(即LP01和LP11偶模)在传播中形成的光相位差。
与分压型的EVT相比较，光学电压互感器最大的优点是从原理上保证了优良的测量品质，即动态范围大、测量精度高。因此，OVT长期以来受到业界的充分关注。但是，由于复杂的生产工艺以及受光功率波动、温度变化对其测量精度影响而带来的长期运行的可靠性与稳定性问题，OVT的实用化和产业化一直受阻。
3 结语
本文对各种原理的电子式电压互感器进行讨论，可得出以下主要结论：
（1）ECVT是目前电子式电压互感器的主流产品，但其暂态测量准确度有待提高；
（2）ERVT受电阻功率和绝缘限制而不能应用在更高电压等级；
（3）OVT从传感原理上保证了其具有优良的测量品质，但复杂的生产工艺，易受光功率波动、温度变化影响的测量精度以及采用光纤传输对其简化绝缘降低成本的微弱效果，使其实用化进程缓慢；
参考文献：
郭志忠.电子式互感器评述[J].电力系统保护与控制,2008,36(15):1-5.
时德钢,刘晔,张丽平,等.高电压等级电压互感器综述[J].变压器,2003,40(6):11-14.
吴涛,周有庆,曹志辉,等.新型中高压电子式电压互感器[J].电力自动化设备,2009,29(12):109-112.
王红星,张国庆,蔡兴国,等.电容分压型电子式电压互感器研究与设计[J].电力自动化设备,2009,29(10):83-87.
罗苏南,南振乐.基于电容分压的电子式电压互感器的研究[J].高电压技术,2004,30(10):7-8.
段雄英,廖敏夫,邹积岩.基于电容分压器的电子式电压互感器的研究[J].高电压技术,2003,29(1):50-51.
王佳颖,郭志忠,张国庆,等.电子式电压互感器暂态特性仿真与研究[J].电力自动化设备,2012,32(3):62-65.
变压器基本工作原理范文5
【关键词】理想变压器教学错误
中图分类号：G633.7
顾名思义，变压器是改变交流电压的电气设备。中学物理主要研究没有能量损失的理想变压器。在变压器的教学中常见一些错误，下面列举并加以分析。
变压器的最基本原理是两条：法拉第电磁感应定律和能量守恒定律。根据这两条原理可以推得理想变压器的两个基本公式：
（1）
P1=P2（2）
这两式告诉我们：理想变压器的原、副线圈电压之比等于匝数之比，即电压跟匝数成正比；理想变压器输入功率等于输出功率，即能量在输送过程中没有损失。
很多教师常常将另一个公式 也列为理想变压器的基本公式。该式从P1=P2推得，根据P=UI，可得
U1I1=U2I2
由此可得
所以公式 只能说是理想变压器两个基本公式的推论，不能列为基本公式。如果变压器有两个副线圈，如图1所示。三个线圈的电压仍跟匝数成正比，即U1∶U2∶U3=n1∶n2∶n3，但电流跟匝数成反比I1∶I2∶I3= ∶ ∶ 却不成立。因为能量守恒，电流和电压的关系只能是U1I1=U2I2+U3I3。可见电流跟线圈匝数成反比公式 对只有一个副线圈的理想变压器适用，不能列为基本公式。
对于表示能量守恒的基本公式，有些教师认为写成P2=P1合适。这要看输入功率P1和输出功率P2哪个是自变量？哪个是应变量？用户从变压器副线圈端获得电能，电源向原线圈输入电能。用户用多少电能，电源就提供多少电能。所以输出功率P2是自变量，输入功率P1由输出功率P2决定，为应变量，写成P1=P2合适。
如何使用变压器，教学中常有以下几种错误：
1. 只注意电压跟线圈匝数成正比，忽视每个线圈能承受的最高电压。例如电源变压器，原线圈n1=1100匝，副线圈n2=550匝。原线圈额定电压220V，副线圈电压为110V，这是降压变压器。如将原副线圈对换位置，即成升压变压器。有些教师认为接220V电源，即可得输出电压440V。这样做是不允许的，因为匝数为1100的线圈能承受的最高电压只能是220V电压，变压器会因超负荷运行过热而烧毁，所以变压器有一个每伏匝数问题。上述的变压器每伏匝数为5，使用时，每伏匝数小于5，变压器会过电流发热。一般变压器不允许将原、副线圈调换使用，且要注意电源电压应跟变压器的原线圈额定电压一致。
2. 只注意输入功率等于输出功率，忽视变压器的额定容量，变压器的额定容量限制了副线圈能接的负载。
3. 交流电源接变压器原线圈，负载接副线圈。在原线圈一侧除接熔断器外不得再接负载或电阻器。教学中常见到如图2所示的电路，在原线圈电路中串接电灯L4。命题人的意图是检查学生有没有掌握好理想变压器的基本公式。但他不知道该电路不能正常工作。如果L1、L2、L3和L4是相同的电灯，且都正常发光，灯L4通过的电流为副线圈电流的三分之一。若关闭灯L3（或某种原因使L3断路），副线圈电流减小，引起灯L4电流减小，电压下降。于是变压器原线圈电压升高，副线圈输出电压增大，灯L1、L2电压升高，处于不正常的工作状态。这类习题是教师脱离实际，闭门造车的结果。
4. 只考虑电压的改变而忽视变压器的其他功能。变压器除了改变交流电压外，还有其他功能。变压器能改变交流电流，改变交流电相位和改变阻抗。例如电流互感器，它用来改变电流进行测量。
造成变压器教学中的错误的原因主要有两个。一是教师缺少实践知识，从书本上获得的知识跟实践有一段距离；二是应试教育促使教师脱离实际编拼偏题和怪题。不重视物理意义，只强调用几个计算公式去应对试题。
物理教师应努力学习，钻研业务，接受和更新知识，注意理论联系实际。在物理教学中，着眼于如何提高学生的科学素质，让学生学到真正有用的知识。
变压器基本工作原理范文6
关键词：IEC61850；非电量保护；装置原理图；硬件插板；微处理器
引言：近年来，合并单元（Merging Unit，MU）、智能断路器、高速以太网等新设备新技术在变电站自动化系统应用，以及规定了变电站信息采集、处理、传输及应用框架的IEC61850标准的实施，变电站自动化系统已经进入数字化、智能化阶段。IEC61850标准及数字化变电站的技术将逐步引领未来变电站自动化系统技术发展趋势，变电站自动化系统所涉及的监控、远动、继电保护、自动安全装置设备的可靠性、实时性、经济性将得以迅速提高。
随着微处理器相关技术、通信技术与电子计算机相关技术的不断更新、发展，在变电站微机保护中，对基于智能电子设备（Intelligent Electronic Device，IED）的非电量保护装置采用了越来越广泛的应用[1]。
一、变压器本体保护IED的功能建模
变压器出现某些内部故障，比如某相的匝间短路时，变压器电量保护的监测变量（电量）在数值上并无明显变化，因此电量保护此时并不动作。但变压器油的物理和化学变化，比如温度的变化和气体的产生，通过物理测量的变化（例如产生的气体会有压力和流速的变化），可以准确快速地反映出变压器的内部故障，及时的切除故障，防止事故扩大。因此由非电量参数组成的非电量保护是变压器继电保护系统中的一个不可或缺的组成部分。
智能电子设备（IED）是变电站的重要设备，肩负着变电站的保护、测量、测控、计量等重要的工作，它的运行直接关系到变压器的安全可靠性。
本设计以D2-2型牵引变电站变压器为对象，基于IEC61850标准的变电站智能化系统的特点，设计的变压器保护IED具备功能特点如下：
（1） IED装置以变压器非电量保护为主要对象的分布式
IED设备，具有保护、测控、通信等功能；（2） IED通过以太网和其他设备通信，通过过程总线实现接收合并单元发送的采样值和向智能断路器传送GOOSE跳合闸命令。
二、变压器本体保护系统装置原理图及硬件插板总体规划
在IED功能建模基础上，得到如图1的变压器非电量保护系统装置原理图。从图1明显可以看到系统可以输入8路模拟量（本体重瓦斯开入、有载重瓦斯开入、压力释放开入、冷却消失开入、本体轻瓦斯开入、有载轻瓦斯开入、油温高开入、油位低开入）；输出8路模拟量；拥有独立的工作电源与重动出口；实现延时、自动重合闸功能；实现跳闸命令、信号和监视。给出的装置是独立工作的，分别实现所需功能的一部分。
图1 变压器非电量保护系统装置原理图
IEC61850标准要求微机保护硬件平台应当具备可扩展性、高可靠性与模块化，因此必须对变压器非电量保护智能组件的硬件资源进行合理的分配，以求最大限度排除外部静电与内部元器件间电磁的干扰，且各个插件板卡功能应力求划分明确，通信接口应设计规范，布线方式应合理，强弱电系统力求分离，以构成一个完整、实时、可靠的整体系统。依据上述的设计规划，变压器非电量保护装置的硬件规划如下图所示。
图2 变压器非电量保护装置硬件规划图
三、微型控制器的选择
经济和技术上的原因（更低的价格，更高的可靠性，更简单的应用）预示着在选择微控制器时，应该选择那些集成功能更好的微控制器。
Samsung公司推出的S3C2410A[2]拥有集成高性能的MMU（Memory Management Unit）存储管理单元与专用的FLASH、SDRAM控制器，且能够通过扩展以太网口方便实现以太网通信，还可以方便的与LCD、触摸屏进行接口，因此选择它能够很好地用于实现系统的软硬件管理、通信及人机接口功能；而在实现对采样值分析、保护算法、逻辑控制及一些传统的开入开出量处理时，系统选用的则是德州仪器公司生产的TMS320F2812 DSP[3、4]处理器，因为它继承了丰富的外设功能，支持汇编、C/C++程序设计，且能进行快速数据处理。系统硬件总体框图如图3所示，插板上的功能都围绕着ARM（S3C2410A）与DSP（S3C2410A）展开。
图3 系统硬件总框图
四、软件开发
在稳定的硬件平台的基础上，只有开发出高效可靠的软件系统，才能使整个变压器非电量保护智能组件系统长期稳定的运行。因此完成了变压器保护IED硬件平台设计后，还需进行系统软件的开发。IED软件的开发主要包括两个方面的工作：在硬件平台上搭建一个嵌入式系统软件平台；在此软件平台的基础上，开发系统的应用程序。下面本文将对变压器非电量保护智能组件系统的软件开发进行一个简单的阐述。
由于本变压器非电量保护IED要进行多任务处理并且有较多的硬件资源，因此需要选择一个高效、稳定的嵌入式操作系统来对IED的软硬件系统进行管理。而Linux由于其源代码开放，内核高效稳定，网络功能强大，具有一套完善的开发和调试工具等一系列有点，完全适合变压器非电量保护智能组件的软件开发的嵌入式操作系统的要求。
为了实现基于Linux的应用开发，必须建立一个完备的Linux开发环境。在此开发环境的建立中采用交叉开发模式，首先在宿主机上（通用PC机）安装标准的Linux系统，然后安装和配置开发工具，完成后可以编辑、编译目标板的引导程序、内核、文件系统和应用程序，最后下载到目标板上运行。在这个开发环境中实现一个嵌入式Linux设备驱动的大致流程如下：（1）查看原理图，理解设备的工作原理（2）定义主设备号（3）在驱动程序中实现驱动的初始化。如果驱动程序采用模块的方式，则要实现模块初始化（4）设计所要实现的文件操作，定义file_operations结构（5）如有需要，实现中断服务（6）编译该驱动程序到内核中，或者用insmod命令加载（7）测试该设备。
结论：虽然变压器非电量保护智能组件系统结构较为复杂，但是基于以上内容设计的装置在测试中获得的结果完全适合电力系统保护现场需要的参数，使装置商用生产变为可能。
参考文献：
[1] 温小旭.基于IEC61850的变压器保护IED的研究与设计[D].[硕士论文]，华东交通大学，2009
[2] S3C2410A 32-Bit RISC Microprocessor User’s Manual，Revision 1.0[EB/OL].http：///cn/business/
semiconductor/ .
[3] 苏奎峰，吕强等.TMS320X281X DSP原理及程序设计开发[M]. 北京航空航天大学出版社，2008.2
