变压器是电力系统中常见的电气设备，用于变换交流电压的大小。它的工作原理基于电磁感应原理，主要由两个线圈（或绕组）组成：一个是输入绕组，通常称为初级绕组，另一个是输出绕组，通常称为次级绕组。变压器的工作原理如下：

1. 电磁感应： 当交流电流通过初级绕组时，产生一个交变磁场，这个磁场穿透到次级绕组中。

2. 互感作用： 由于互感作用，磁场穿透到次级绕组中会在次级绕组中感应出一个电动势。这个电动势会导致次级绕组中产生电流。

3. 变换电压： 根据变压器的绕组比例，次级绕组的电压可以比初级绕组的电压高或低。如果次级绕组的绕组匝数多于初级绕组，那么次级电压将高于初级电压；反之亦然。这就是变压器用来改变电压的原理。

4. 电能传递： 变压器并不产生电能，它只是将电能从一个绕组传输到另一个绕组，通过变换电压的方式实现电能的传递。

至于变压器的故障原因，它们可以分为内部故障和外部故障：

内部故障可能包括：

• 绕组短路： 绕组之间的绝缘损坏可能导致绕组短路，这可能会导致电流异常增加。

• 铁芯损坏： 变压器的铁芯可能因物理损伤、过热或其他原因而损坏，影响其磁路。

• 油污染： 油浸式变压器中的绝缘油可能被污染，这会影响绝缘性能。

• 局部放电： 变压器内部可能会发生局部放电现象，可能会损坏绝缘。

外部故障可能包括：

• 过电压： 高电压冲击或闪电击中可能会导致变压器绝缘击穿。

• 过负荷： 长时间的过负荷操作可能会导致变压器过热，损坏绝缘或绕组。

• 外部物理损伤： 变压器可能受到物理损伤，例如碰撞或震动，导致内部或外部故障。

为了确保变压器的正常运行和提高其寿命，需要定期的维护和检查，以及适当的保护措施，以防止潜在的故障发生。