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电工电子学课外拓展阅读报告副边短路问题姓 名：指导教师：学 号：专业：动力工程学院班级：热动四班2013年5月电工电子学课外读书报告摘要：随着电脑，手机等电子设备的普遍，小型变压器已经在生活中随处可见。而大型变压器应用于电力系统。保证变压器的安全使用和延长设备使用寿命，以免损坏十分中要。本文将就变压器，电流互感器，和电压互感器的副边开短路危害进行简单的介绍。一、 变压器的原理首先介绍一下变压器的基本原理：变压器是借助于电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。当电源电压加入后，由于电源为交流电，原线圈就会有变化的电流流过，在铁芯上产生磁通量，由右手螺旋定则确定方向，磁通量在铁圈内形成闭合环路，磁通穿过副线圈时，感应出电动势E2。若副边侧接入负载，将产生电流I2，电流I2又产生磁通量2，2在原线圈产生I1，电流I1产生磁通1，2=-1。因此在负载运行时，铁心中依旧只有0存在。同时还有一部分磁通没有经过铁心进行闭合，形成了漏磁通，也产生了感应电势。由公式推导计算可知电压比就是匝数比，电流比是匝数比的倒数。变压器的精髓就是铁圈磁通量传递能量，原副线圈功率相等。二、 变压器的结构电力变压器的主要由四部分组成：铁心、绕组、绝缘、外壳和必要的组件等。由于电压、容量和用途的不同，电力变压器的铁心、绕组、绝缘、外壳和必要的组件的结构形式有不同的特点。铁心构成变压器的磁路。它可以把一次电路的变化的电流中的电能转化为磁能，磁通量在铁圈里构成回路，又将自己的磁能通过电磁感应转化为二次电路的电能，因此，铁芯是能量转化的媒介。另一方面，铁心的结构件不仅使磁导体成为一个机械上完整的结构，而且变压器内部的所有部件都由它来支撑，就相当于变压器的骨架。而绕阻是变压器最基本的组成部分，它与铁心合称电力变压器本体，是建立磁场和传输电能的电路部分。绝缘和外壳等必要组建起保护和美观防尘等作用。下面，对三个问题做以下解释1.运行中的变压器副边绝不能短路的原因变压器在运行中副边短路，会对运行中的变压器产生非常严重的伤害，副边短路将直接危及到变压器的寿命和安全运行。因为当运行中的变压器副边短路时。将产生一个高于其额定电流20到30倍的短路电流。根据霍尔磁补偿式可知。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。以为电磁有惯性原理，一次侧要保持主磁通不变。这样也一定会产生一个很大的电流来抵消副边短路电流的去磁作用，这样两种因素的大电流就会汇集在一起，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，会导致变压器绕组发生严重的畸变或崩裂。而且这也会产生高出其允许温升倍的温度。这样，变压器就会在一个极短的时间内被烧毁。 如果变压器一次侧接在容量较大的电网上时。保护设备不切断电源，一次侧仍能继续送电。在这种情况下，若不立即排除故障或切断电源，变压器将币砂决被烧毁。变压器的副边短路，会使变压器的绕组受到强大电磁力的作用，并且强大的短路电流会有铜损耗产生大量的热，存在或许故障电压将绝缘烧坏。2.运行中的电流互感器副边不能开路的原因电流互感器电流互感器的特点：一次绕阻与一次被测电力网串联，而粗绕阻与副边测量仪表和继电器的电流线圈串联；一次侧电流由线路的负荷决定，不由副边电流决定。运行中的电流互感器副边不能开路。为防止副边开路，副边不允许装熔断器，运行中拆除仪表或继电器时，应现在断开处将副边绕阻短接，再行拆除。原因是，副边一旦开路，原边电流都会变成励磁电流，铁心过饱和，使磁通和副边电压大大超过正常值，铁心严重发热，而危及人身和设备安全。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。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。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。运行中的副边线圈一旦断开，副边电流就会等于零，那么起去磁作用的磁动势消失，而原边的磁动势不变，有，得，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上升，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副边不许断开。经计算经验公式，为，K为铁芯材料结构系数。由此可知由决定，可达到几千伏甚至上万伏。3.运行中的电压互感器副边能不能短路的原因电压互感器副边不能短路，因为短路电流将使绕阻发热，破坏绝缘，危机人身和设备的安全。电压互感器实质上是一个带铁心，功率很小的变压器，其工作原理与变压器相同，基本结构也是由初级和副级线圈、铁心和绝缘组成。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。初级和次级的线径都较小，运行时副边短路会使设备过载而烧毁。电压互感器副边不允许短路。由于电压互感器内阻抗很小，若二次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。电压互感器参考文献：1.吴志成 钟玉秋 广西电力 2006 第5期；2.宁瑞德 电力学报 2009 第3期；3.舒乃秋，武剑利，王晓琪, 频率响应分析法检测电力变压器绕组变形的理论研究. 变压器, 2005(10)；4.董斌, 变压器绕组变形测量中的影响因素. 广西电业