发布时间：2023-10-29 09:49:53
绪论：一篇引人入胜的电磁感应及其应用，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
中图分类号:TM433 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)24-0113-03
在电力系统中主变压器(以下简称主变)是变电站的核心设备，它的安全稳定运行直接关系到整个变电站甚至电网的正常可靠运行，因而主变保护设备显得尤为重要，对于当今大量采用的主变微机保护应给予高度重视。笔者经过多年来对带旁母主接线情况下主变压器保护技术改造和运行情况的总结，对旁路电流采集方式做一些分析，对存在的问题提出相应的对策，希望能为同类工程的设计和验收工作提供参考。
一、变压器微机保护双重化电流回路配置现状
为避免主变保护异常及修改定值等工作造成主变保护被迫退出运行，导致有故障发生不能及时切除，造成事故扩大。根据《二十五项反措》要求，220kV以上的主变压器的微机保护需双重化；同时随着继电保护技术的发展，不少厂家相继推出主后备保护一体化，两套保护完全独立的配置方案(非电量保护除外)。保护实现双重化后，两套保护的电流回路均应独立接到对应的电流互感器上，当主变开关代路时，原则上必须在两套保护的电流回路均要独立，但实际应用中由于旁路开关的电流互感器二次绕组不足，难以实现(特别是在一些老变电站的主变微机保护技术改造工程中)。总结现场接线方式，可归纳为以下几种:
(一)无旁路电流互感器电流接入主变压器保护
如图1所示(以变高侧为例，下同)。
高压侧和中压侧旁路开关问隔均无多余电流互感器二次绕组情况，正常运行接线，A屏微机保护接到对应的开关电流互感器，B屏微机保护接到对应的套管电流互感器，当主变开关代路时A屏微机保护退出，B屏微机保护继续运行。显然此接线方式不符合保护实现双重化要求。
(二)套管电流互感器与开关电流互感器二次电流切换
如图2所示，高压侧和中压侧旁路开关间隔均无多余电流互感器二次绕组。正常运行接线:A屏微机保护接入对应的开关电流互感器二次电流，B屏微机保护接入对应侧的套管电流互感器二次电流。供电企业在厂家定货时要求A屏微机保护变高侧和变中侧均设置有旁路电流互感器切换连接片，又由于在技术改造中原来的常规保护进行微机化后，变高侧和变中侧套管电流互感器二次绕组有剩余，现场将变高侧和变中侧剩余其中一组保护级的二次绕组均接到A屏微机保护(旁路电流互感器切换连接片对应的端子排处)，当主变开关代路时将A屏微机保护套管电流互感器切换连接片切换到旁路保护侧，A屏微机保护投入运行，B屏微机保护继续运行不变。虽然此接线方式符合保护实现双重化要求，但旁路到主变的导线无主保护。
(三)旁路电流互感器电流与开关电流互感器电流切换同样如图3所示:
变高侧和变中侧旁路开关间隔均有电流互感器二次绕组，正常运行接线:A屏微机保护接入对应侧开关电流互感器二次电流，B屏微机保护接入对应侧的套管电流互感器二次电流。供电企业在向厂家定货时同样要求A屏微机保护变高侧和变中侧均设置有旁路电流互感器切换连接片，在变高侧和变中侧旁路开关间隔均有电流互感器二次电流接入A屏微机保护(旁路电流互感器切换连接片对应的端子排处)，当主变开关代路时将A屏微机保护电流互感器切换连接片切换到旁路保护侧，A屏微机保护投入运行，B屏微机保护继续运行不变。虽然此接线方式符合保护实现双重化要求，但接线较复杂，如果采取独立配置方式，本站有多少台主变就需要在旁路电流互感器处配置多少组电流互感器二次绕组，可能增加旁路电流器的二次绕组负担；如果采取在旁路端子箱处切换方式，增加运行人员操作工作量，并存在电流互感器二次开路的风险等。
上述三种接线方法比较:第一种接线方法在主变开关代路时，A屏微机保护退出运行，B屏微机保护接到对应开关的套管电流互感器，保护范围缩小，不满足双重化要求。第二种接线方法，A屏微机保护接有对应侧的套管电流互感器，当主变开关代路时可以进行电流切换后投入保护，虽然这种方式满足了双重化，但对应的旁路开关到主变套管电流互感器这段引线无快速保护(即无差动保护)，造成保护范围缩小。第三种接线方法在主变开关代路时满足双重化要求，保护范围也满足要求，是三种方法较合理接线方式，但现场实现最困难，如果采取独立配置方式，本站有多少台主变就需要在旁路电流互感器处配置多少组电流互感器二次绕组，增加旁路电流器的二次绕组负担；如果采取在旁路端子箱处切换方式，增加运行人员操作工作量，一组电流互感器二次绕组需要对应几台主变保护，切换时容易切换错误，并存在电流互感器二次开路的风险等。
根据现场大多变电站的实际情况，采用第二种接线方式满足了双重化，虽然旁路到主变的导线无主保护，多年来现场运行经验表明，此段导线距离较短，运行的时间也较短(代路时才运行)，发生故障的机率相对低，并且后备保护还存在，比较适宜现场应用的配置。
二、主变断路器代路时电流切换常出现的问题及对策
(一)电流互感器二次开路问题及对策
从历年来事故通报学习中发现，在主变断路器代路时由于电流切换过程中操作不当，安全措施考虑不全，电流切换过程中电流互感器二次开路触电伤人的事故时有发生。在进行电流互感器二次线连接片进行切换操作时务必小心、谨慎，防止电流互感器二次开路触电伤人。
采用旁路电流回路的保护，代路时均要进行切换，不论是否进行带电切换操作，必须按带电方式进行切换，按“先连通、再短接、后打开”原则进行电流切换操作，应站在绝缘垫上，穿长袖工作服，戴好绝缘手套，手腕上不得佩带手表、手链等金属饰物，身体不得接触保护屏，先将电流互感器二次线连接片切至运行位置，再将其他连片逐一切至短接位置，最后打开短接位置至中问位置的连接片(注:此类连接片为双层)。见图4所示:
(二)连接片切换问题及对策
历年事故通报中，在主变断路器代路时由于电流切换的操作不当，安全措施考虑不全，电流切换前未将主变差动保护暂时退出造成事故层出不穷。旁路开关合环后，将形成差动电流互感器的电流分流，造成差动保护误动，所以在切换电流互感器二次线连接片前应临时退出主变差动保护，操作时由工作经验丰富的值班员进行。次序如下:(1)退出主变差动保护；(2)合上旁路断路器；(3)将旁路电流互感器二次线连接片切至运行位；(4)断开主变断路器；(5)将主变电流互感器二次线连接片切至短接位。
总之，在操作前将主变差动保护暂时退出，操作结束后将保护的所有信号复归，检查保护无异常，再投入保护。
此外，用旁路断路器代主变断路器的操作时，应明确与旁路断路器代线路断路器是不同的。此时还是采用主变的保护装置，不仅需要将保护出口压板由跳本侧断路器切至跳旁路断路器，同时需要将主变差动保护用电流互感器二次线切换连接片进行切换。
上述过程不但需要保护出口压板由跳本侧断路器切至跳旁路断路器，如有启动失灵保护也要将其切至跳旁路断路器侧；不但要切换电流互感器二次线连接片，电压也要由“本线”切换至“旁路”；特别注意旁路断路器代主变断路器的操作中，需投入非电量保护跳旁路断路器连接片，待代路任务完成再将上述所有的连接片切至正常运行位置。
(三)保护定值问题及对策
在现场多次发现A屏微机保护定值出错问题，原因是如在第二种接线方式中，A屏微机保护接入对应的开关电流互感器二次电流，B屏微机保护接到对应侧的套管电流互感器二次电流，在两套保护新投产或进行技术改造后定值整定部门按现场电流互感器变比进行定值整定为A屏和B屏两份定值单。但A屏微机保护接到对应的开关电流互感器和B屏微机保护接到对应侧的套管电流互感器变比不一定相同(如开关为1200/5；套管为1000/5)，又由于A屏内电流接入保护的通道是唯一的，当进行代路时只是进行外部切换。如误将套管为1000/5电流互感器二次电流切换到1200/5保护的通道上而未改定值，在负荷小时不易发现，当负荷增加后保护就容易误动。
对于此类问题在进行定值整定前要查清现场电流互感器变比(含旁路)等参数，如果现场确实存在电流互感器变比不同的情况，定值整定部门进行说明；还可以将A屏微机保护多开一定值区将套管为1000/5的对应定值进行整定，备代路时切换用，现场工作人员必须将整定情况在保护屏上标识清楚，同时要在记录本进行记录。
三、结语
本文详尽分析了旁路电流互感器电流在变压器微机保护中的应用等问题，力求为同类变电站旁路电流互感器在变压器微机保护中的应用提供参考。运行中的变电站进行主变保护双重化是一项涉及回路范围广、技术复杂，危险点多的工作，在技术改造和应用中更需深究保护装置采集电流模拟量的方式。注重细节，严控危险点，才能为电网安全稳定运行保驾护航。
参考文献
ⅡA摩擦力和牛顿第二定律ⅡA万有引力定律Ⅱ结合我国航母考查V-T图、动力学知识Ⅲ
分析1.2010年、2012年、2013年第14题都涉及对物理学史知识的考查，2011年未出现，这样凸显出物理学的人文性，要求掌握物理学史上的重要实验，力求体现新课改的三维目标.
2.质点的运动是历年高考的高频考查内容，可以与其它知识点相结合，也可以单独考查.考点是匀变速直线运动的规律及v-t图像，而且往往与实际生活相结合.如：2010年第16、17题，第16题是v-t图像结合力做功、功率的考查，第17题是结合静电除尘器进行考查； 2011年第15、20题，第15题与动能结合考查，第20题则与电场结合；2012年回避了v-t图；2013年第19、21题，第19题考查了对位移-时间图像的理解，第21题是v-t图像结合我国航母辽宁号考查动力学知识.
3.平衡类问题及牛顿定律在的应用.如：2010年第16、17题， 2011年第21题，2012年16题.
4.对动能定理、功、平均功率及瞬时功率的考查. 如：2010年第16题； 2011年第16、18题， 2012年回避，2013年第16题.
5.随着我国航天事业的迅猛发展，万有引力定律与航天技术的结合是高考中的热点问题，同时还具有鲜明的时代特色.如：2010年20题；2011年19题；2012年21题，2013年第20题结合科技前沿神舟九号与天宫一号的对接考查万有引力的知识.
6.对电场、磁场性质的考查.如：2010年第21题；2011年第14、20题；2012年18题，2013年第15、16、18题.
7.交流电的有关知识，主要知识点包括：描述交流电的物理量、交流电的图像、变压器等.如：2010年未考；2011年第17题，2012年第17题.
8.电磁感应与直流电路的综合问题，这部分知识是试题出现的高频点，主要知识点包括：法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律及电路功率、电路中的动态分析等.如： 2010年第19、21题； 2011年第18题；2012年19、20题，2013年第17题.
总体上选择题的考查突出了主干、基础知识的考查，主干知识题目主要来源于《考试大纲》中的Ⅱ级要求，由于试题量较少，一些题目同时考查多个知识点，同一个题目可以使不同的物理规律、方法交织在一起，综合性较强.选择的考查也突出了以知识为载体的能力考查，理解能力、推理能力、分析综合、运用数学的能力不是孤立考查的，着重对某一种能力进行考查的同时，在不同程度上也考察了与之相关的能力.
这四年试题难度适中，没有偏题、怪题、大难度题，较多的试题背景还生活化，使考生感到亲切而不陌生.在高考的备考中要注重基础，全面复习，千万不能“猜题式”的复习，同时要重视变式训练，深挖概念规律内涵，注重训练的针对性，在训练中还要特别注重能力的培养.
二、2010、2011、2012、2013年实验题部份
分值和知识点分布
2010年2011年2012年2013年题号分值知识内容分值知识内容分值知识内容分值知识内容224分验证机械能守恒定律5分等效替代法测电流表的内阻5分长度测量-读数7分仪器读数、设计测量摩擦因数、误差分析2311分仪器读数、伏安法测电阻、应用图象处理实验数据10分设计测量加速度、应用图象处理实验数据10分电路设计、磁感应强度测定8分仪器读数、多用电表、测电池电势和内阻
分析1.对设计性、探究性实验的考查是不放弃的追求.如：10年设计用伏安法测量对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻的阻值，11年设计用等效法测量电阻，还设计测量物体运动的加速度，12年设计电路测量磁感应强度，13年设计测量摩擦因数.总体上讲，对设计性、探究性实验的考查难度控制恰当，使学生感觉这样考在情理之中.
2.重视利用课程标准所列实验的原理、方法和器材再与其它知识重新组合、推陈出新.如：10年伏安法测量电阻学生很熟悉，但虚线框内却使用了电路的等效电阻；11年测量电阻的方法其实是等效思想的典范应用之一，而滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式则是应用了匀变速直线运动的规律；12年电路部份的设计应用的仅仅是欧姆定律，而测量磁感应强度却使用了受力分析与安培力等知识；13年第22题结合匀变速直线运动的规律、受力分析、牛顿第二定律等知识，而23题则是组合的典范，把仪器读数、多用电表的使用、测量电动势和内阻很好的结合在一起.
3.考查注重能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价.如10年第22题，考查仪器的选择，对结论进行分析和评价，第23题会读电流表和电压表；12年考查螺旋测微器的读法；13年第22题考查游标卡尺的读法、误差分析，第23题考查多用电表与电压表的读法.
在备考复习中，要力求全面复习《考试大纲》所要求的必考实验，尤其是基本实验原理、仪器使用方法、读数方法要重点复习，不能有遗漏，更不能凭前几年的感觉复习几个“重点实验”或“重点仪器”，而忽视其他实验；对实验原理和相关步骤要细致周到，不厌其烦地反复练习，做到真正理解实验原理，而不是记忆实验步骤；实验复习不仅仅是复习原理步骤后作一下实验展览，实验操作、实验数据的获得、实验数据的处理、结论的分析要亲自进行，只有真正动手，才能了解实验和仪器使用的细节之处.
三、2010、2011、2012、2013年计算题部份
分值和知识点分布
法拉第电磁感应定律是电磁学中的一个重要内容，它揭示了感应电动势ε感与闭合线圈内磁通量的变化率φ/t 、线圈匝数n所成的正比关系：ε感= n φ/t 。在实验总结出感应电流、感应电动势产生的条件后，教材中通过用条形磁铁插入、拔出串接了灵敏电流表的闭合线圈实验，分析插、拔磁铁的快慢与灵敏电流表指针摆动的幅度关系，得出“闭合线路内，磁通量的变化率越大，线圈的匝数越多，产生的感应电动势也就越大”的结论。在此定性实验的基础上，教材中直接引出了法拉第电磁感应定律。很显然，上述方法省略了“ε感与n 、φ/t‘成正比’”这一量化结论的实验研究过程。由于采用手动操作改变φ/t ，并且灵敏电流表的指针是瞬时晃动的，实验操作、观察都存在一定的局限，通常的实验也不能进行进一步的探究。在学习完交流电、变压器等知识后，笔者利用可拆交流演示变压器，通过反复实践，设计出验证法拉第电磁感应定律的实验办法。
一、实验器材
可拆交流演示变压器1个，多用表1只，小灯座1个，3.8V小灯泡1只，长约3m的导线1根，220V交流电源
二、实验原理
根据变压器工作原理，当交流电通过原线圈时，铁芯中将产生峰值稳定、交流变化的φ/t 。如果水平抽动变压器上端的横轭，铁芯不再完全闭合，部分磁感线外泄，造成铁芯中的φ/t变小（如图1所示）。依照上述操作，便可改变φ/t 的大小。若抽动横轭到某一固定位置，就能获得比较稳定的φ/t。
三、实验过程
1、定性研究ε感与φ/t 之间的关系将多用表调至交流电压10V档，与小灯泡并联，共同串接到副线圈3V档，原线圈接入220V交流电。当横轭完全闭合在铁芯上时，电压表测出副线圈中产生3V的感应电流。将横轭从原线圈端向外缓慢地水平抽动，小灯泡逐渐变暗，当横轭抽离铁芯约3mm时（如图2所示），可以观察电压读数已经降到2V左右。利用上述直观的现象，引发学生思考该现象产生的原因，通过分析，可知ε感与横轭的水平抽动有关，即与变小的φ/t 有关，从而得出定性结论：φ/t 越小（大），ε感越小（大）。
2、定量研究ε感与n的正比关系除去副线圈，换上长导线缠绕在铁芯上代替副线圈，并将导线两端与小灯泡串接成闭合线路，同时将多用表与小灯泡并联。将横轭开口距离调至3mm左右。随着缠绕在铁芯上的线圈匝数增多，可以观察到小灯泡从不亮到亮的变化过程：在绕到第4匝时，灯丝微微发光；当线圈绕到20匝左右，小灯泡已经比较亮了。绕线过程中，观察多用表上交流电压读数，发现每多绕一匝导线，感应电动势约增大0.1V，可得出ε感与n的定量关系。
通过上述实验，进一步进行分析探究：假设每一匝线圈内的磁通量的变化率为φ0/t ，对应产生的感应电动势为ε0 ，则每多绕一匝线圈，整个闭合线路所围的φ/t就增大一个单位φ0/t ，线路中感应电动势也增大一个ε0 ，由此得出量化的结论――法拉第电磁感应定律。
3、补充说明
1）为了操作方便，通常将副线圈摆放在操作者右手边，同时在实验中注意安全用电，勿用身体接触原线圈中的交流电。
2）缠绕导线时，开口处的铁芯内上、下不同的位置，φ/t 有所差异，应尽量使导线绕在铁芯下部的同一位置附近。
