1. 差动变压器的基本原理

差动变压器是一种特殊的变压器，其主要功能是通过比较输入和输出电流来检测故障。差动变压器由两个相互耦合的绕组组成，一个是主绕组，另一个是副绕组。主绕组接在电网上，而副绕组则连接到负载。当电流通过变压器时，主绕组和副绕组中的电流之差被称为差动电流。在正常运行情况下，这个差动电流应该为零。如果存在故障，例如绝缘损坏或短路，差动电流将不为零，从而触发保护装置。

2. 差动变压器的性能实验目的

差动变压器的性能实验旨在验证差动变压器在不同负载条件下的线性工作范围。通过实验，可以得到差动变压器的工作特性曲线，了解其响应时间、稳定性和灵敏度等性能指标。

3. 实验装置和测量方法

实验中使用的差动变压器由一个主绕组和一个副绕组组成，主绕组接在电源上，副绕组连接到负载。实验中需要测量的参数包括主绕组和副绕组的电流、电压和相位差。为了准确测量这些参数，使用了电流互感器和电压互感器，并通过示波器和电流表进行测量。

4. 实验过程和结果

在实验中，首先将差动变压器接入电源，并设置合适的负载。然后，通过示波器和电流表测量主绕组和副绕组的电流和电压，并记录下来。随后，改变负载大小，重复上述测量步骤。根据测量结果绘制工作特性曲线。

实验结果显示，当负载较小时，差动电流几乎为零，差动变压器处于线性工作范围内。随着负载的增加，差动电流逐渐增大，但仍保持在可接受范围内。当负载过大时，差动电流超过了设定的阈值，触发了保护装置。

5. 实验分析和讨论

通过实验结果可以看出，差动变压器在正常工作条件下具有良好的线性性能。在合理的负载范围内，差动电流保持在较低的水平，说明差动变压器能够有效检测故障。在负载过大的情况下，差动电流超过了阈值，触发了保护装置，这是因为变压器的额定容量被超过，导致了故障的发生。

6. 实验结论

差动变压器在正常工作条件下具有良好的线性性能，能够有效检测故障。在负载过大的情况下，差动电流超过阈值，会触发保护装置。在设计和运行差动变压器时，需要合理选择负载，并确保不超过变压器的额定容量。

7. 实验的局限性和改进方法

本实验中仅考虑了差动变压器的线性工作范围，未对其其他性能指标进行详细研究。为了更全面地评估差动变压器的性能，可以进一步研究其响应时间、稳定性和灵敏度等指标。实验中使用的差动变压器为小型实验装置，未考虑大型电网中的实际应用情况。可以通过在实际电网中进行实验来验证差动变压器的性能。

8. 总结

差动变压器是一种重要的保护装置，用于检测电网中的故障。本实验通过验证差动变压器在不同负载条件下的线性工作范围，得到了其工作特性曲线。实验结果表明，差动变压器在正常工作条件下具有良好的线性性能，并能够有效检测故障。在负载过大的情况下，差动电流超过阈值，会触发保护装置。在设计和运行差动变压器时，需要合理选择负载，并确保不超过变压器的额定容量。