電機(jī)與電氣控制項(xiàng)目教程項(xiàng)目3

1、正版可修改PPT課件電機(jī)與電氣控制項(xiàng)目教程項(xiàng)目3項(xiàng)目變壓器任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行任務(wù)了解三相變壓器任務(wù)了解其他用途的變壓器任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故障檢修任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)一、變壓器的構(gòu)造和種類變壓器的構(gòu)造不論是單相變壓器、三相變壓器或其他各類變壓器，都主要由鐵芯和線圈（又稱為繞組）兩部分構(gòu)成。中小型油浸電力變壓器典型結(jié)構(gòu)如圖所示。（）鐵芯。鐵芯是變壓器的磁路通道，是用磁導(dǎo)率較高且相互絕緣的硅鋼片制成，以便減少渦流和磁滯損耗。按其構(gòu)造形式可分為心式和殼式兩種，如圖所示。下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)鐵芯由鐵芯柱和鐵軛兩部分構(gòu)成

2、。鐵芯柱上套繞組，鐵軛將鐵芯柱連接起來(lái)形成閉合磁路。為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減少鐵芯中的磁滯、渦流損耗，鐵芯一般用高磁導(dǎo)率的磁性材料硅鋼片疊成。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，其厚度為.，片厚則渦流損耗大，片薄則疊片系數(shù)小，所以硅鋼片的兩面涂以厚度為.的漆膜，使片與片之間絕緣。（）繞組。繞組是變壓器的電路部分，一般用絕緣紙包的鋁線或銅線燒制而成。變壓器的繞組分為兩組，一般將連接電源的繞組稱為一次繞組或原繞組，用來(lái)輸入電能；將與負(fù)載相連的繞組稱為二次繞組或副繞組，用來(lái)輸出電能。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)一次繞組和二次繞組通常套裝在同一個(gè)鐵芯柱上，但具有不同的匝數(shù)，通過(guò)電磁感應(yīng)作用，一

3、次繞組的電能就可傳遞到二次繞組，且使一、二次繞組具有不同的電壓和電流。在兩個(gè)繞組中，電壓較高的被稱為高壓繞組，相應(yīng)的電壓較低的被稱為低壓繞組。從高、低壓繞組的相對(duì)位置來(lái)看，變壓器的繞組又可分為同心式和交疊式。由于同心式繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，所以，國(guó)產(chǎn)的均采用這種結(jié)構(gòu)；交疊式主要用于特種變壓器中。（）絕緣。變壓器內(nèi)部主要絕緣材料有變壓器油、絕緣紙板、電纜紙及皺紋紙等上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)（）分接開(kāi)關(guān)。為了供給穩(wěn)定的電壓、控制電力潮流或調(diào)節(jié)負(fù)載電流，均需對(duì)變壓器進(jìn)行電壓調(diào)整。目前，變壓器調(diào)整電壓的方法是在其某一側(cè)繞組上設(shè)置分接，以切除或增加一部分繞組的線匝和改變繞組的匝數(shù)

4、，從而達(dá)到改變電壓比的有級(jí)調(diào)整電壓的方法。這種繞組抽出分接以供調(diào)壓的電路，被稱為調(diào)壓電路；變換分接以進(jìn)行調(diào)壓所采用的開(kāi)關(guān)，被稱為分接開(kāi)關(guān)。一般情況下是在高壓繞組上抽出適當(dāng)?shù)姆纸印＿@是因?yàn)楦邏豪@組一則常套在外面，引出分接方便；二則高壓側(cè)電流小，分接引線和分接開(kāi)關(guān)的載流部分截面小，開(kāi)關(guān)接觸觸頭也較容易制造。變壓器二次不帶負(fù)載，一次也與電網(wǎng)斷開(kāi)（無(wú)電源勵(lì)磁） 的調(diào)壓，被稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓；帶負(fù)載進(jìn)行變換繞組分接的調(diào)壓，被稱為有載調(diào)壓。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)（）油箱。油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器的器身置于油箱內(nèi)，油箱內(nèi)灌滿變壓器油。油箱結(jié)構(gòu)可根據(jù)變壓器的大小分為吊器身式油箱和吊

5、箱殼式油箱兩種。吊器身式油箱：多用于及以下的變壓器，其箱沿設(shè)在頂部，箱蓋是平的，由于變壓器容量小，所以重量輕，檢修時(shí)易將器身吊起。吊箱殼式油箱：多用于及以上的變壓器，其箱沿設(shè)在下部，上節(jié)箱身做成鐘罩形，故又稱為鐘罩式油箱。檢修時(shí)無(wú)須吊器身，只將上節(jié)箱身吊起即可。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)（）冷卻裝置。變壓器運(yùn)行時(shí)，由繞組和鐵芯中產(chǎn)生的損耗轉(zhuǎn)化為熱量，必須及時(shí)散熱，以免變壓器過(guò)熱造成事故。變壓器的冷卻裝置是起散熱作用的。根據(jù)變壓器容量大小的不同可采用不同的冷卻裝置。對(duì)于小容量的變壓器，繞組和鐵芯所產(chǎn)生的熱量經(jīng)過(guò)變壓器油與油箱內(nèi)壁的接觸，以及油箱外壁與外界冷空氣的接觸而自然地散

6、熱冷卻，無(wú)須任何附加的冷卻裝置。若變壓器容量稍大些，可以在油箱外壁上焊接散熱管，以增大散熱面積。對(duì)于容量更大的變壓器，則應(yīng)安裝冷卻風(fēng)扇，以增強(qiáng)冷卻效果。當(dāng)變壓器容量在及以上時(shí)，則采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻器或強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻器進(jìn)行冷卻。與前者的區(qū)別在于循環(huán)油路中增設(shè)一臺(tái)潛油泵，對(duì)油加壓以增加冷卻效果。這兩種強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻器的主要差別為冷卻介質(zhì)不同，前者為水，后者為風(fēng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)（）儲(chǔ)油柜。儲(chǔ)油柜又被稱為油枕，位于變壓器油箱上方，通過(guò)氣體繼電器與油箱相通。當(dāng)變壓器的油溫變化時(shí)，其體積會(huì)膨脹或收縮。儲(chǔ)油柜的作用就是保證油箱內(nèi)總是充滿油，并減小油面與空氣的接觸面，從而減

7、緩油的老化。（）安全氣道。安全氣道又被稱為防爆管，其位于變壓器的頂蓋上，其出口用玻璃防爆膜封住。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障而氣體繼電器失靈時(shí)，油箱內(nèi)部的氣體便沖破防爆膜從安全氣道噴出，保護(hù)變壓器不受損害。（）吸濕器。為了使儲(chǔ)油柜內(nèi)上部的空氣保持干燥，避免工業(yè)粉塵的污染，儲(chǔ)油柜通過(guò)吸濕器與大氣相通。吸濕器內(nèi)裝有用氯化鈣或氯化鈷浸漬過(guò)的硅膠，它能吸收空氣中的水分。當(dāng)它受潮到一定程度時(shí)，其顏色由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)（）氣體繼電器。氣體繼電器位于儲(chǔ)油柜與箱蓋的連接管道上。在變壓器內(nèi)部發(fā)生故障（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故等）產(chǎn)生氣體或油箱漏油等使油面降低時(shí)，它

8、可接通信號(hào)或跳閘回路，從而保護(hù)變壓器。（）高、低壓絕緣套管。變壓器內(nèi)部的高、低壓引線是經(jīng)絕緣套管引到油箱外部的，它起著固定引線和對(duì)地絕緣的作用。套管由帶電部分和絕緣部分組成。帶電部分包括導(dǎo)電桿、導(dǎo)電管、電纜或銅排。絕緣部分分為外絕緣和內(nèi)絕緣。外絕緣為瓷管，內(nèi)絕緣為變壓器油、附加絕緣和電容性絕緣。變壓器的種類變壓器的種類很多，可按其用途、結(jié)構(gòu)、相數(shù)、冷卻方式等不同來(lái)進(jìn)行分類。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)（）按用途分類，可分為電力變壓器（主要用在輸配電系統(tǒng)中，其又分為升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器和廠用變壓器）、儀用互感器（如電壓互感器和電流互感器） 和特種變壓器（如調(diào)壓變壓

9、器、試驗(yàn)變壓器、電爐變壓器、整流變壓器及電焊變壓器等）。（）按繞組數(shù)目分類，可分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器和自耦變壓器。（）按鐵芯結(jié)構(gòu)分類，可分為心式變壓器和殼式變壓器。（）按相數(shù)分類，可分為單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。（）按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分類，可分為油浸式變壓器（包括油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸強(qiáng)迫油循環(huán)式）、干式變壓器和充氣式變壓器。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)（）電力變壓器按容量大小通常又可分為小型變壓器（容量為）、中型變壓器（容量為）、大型變壓器（容量為）和特大型變壓器（容量為及以上）。二、變壓器的基本工作原理變壓器是利用電磁感應(yīng)原理工作的

10、，它可以根據(jù)需要將交流電壓升高或降低。在改變電壓的同時(shí)，頻率保持不變。變壓器的主要部件是一個(gè)鐵芯和套在鐵芯上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒(méi)有電聯(lián)系。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)如圖所示，由電磁感應(yīng)定律可以得出，當(dāng)在一次繞組兩端加上合適的交流電源時(shí)，在電源電壓的作用下，一次繞組中就有交流電流流過(guò)，此電流在變壓器鐵芯中將建立起交變磁通，它將同時(shí)與一、二次繞組相交鏈，于是在一、二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和。設(shè)一、二次繞組的匝數(shù)分別為和，則由電磁感應(yīng)定律可得：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)忽略變壓器繞組內(nèi)部壓降， ， ，則一、二次繞組電壓有效值之比為：式中：為變壓器的變

11、比；為一次繞組交變電壓的有效值；為二次繞組交變電壓的有效值。上式（）表明，變壓器一、二次繞組的電壓之比等于它們的匝數(shù)之比。只要改變一次或二次繞組的匝數(shù)，即可改變輸出電壓的大小。這就是變壓器變壓的基本工作原理。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)三、變壓器的銘牌數(shù)據(jù)額定值是制造廠對(duì)變壓器在指定工作條件下運(yùn)行時(shí)所規(guī)定的一些量值。額定值通常標(biāo)注在變壓器的銘牌上。變壓器的額定值主要有以下幾種：額定容量額定容量是指額定運(yùn)行時(shí)的視在功率。其單位以、或表示。由于變壓器的效率很高，通常一、二次側(cè)的額定容量設(shè)計(jì)成相等。額定電壓正常運(yùn)行時(shí)規(guī)定加在一次側(cè)的端電壓稱為變壓器一次側(cè)的額定電壓。二次側(cè)的額定電壓

12、是指變壓器一次側(cè)加額定電壓時(shí)二次側(cè)的空載電壓。額定電壓?jiǎn)挝灰?、表示。?duì)三相變壓器來(lái)說(shuō)，額定電壓是指線電壓。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解變壓器的基本原理和結(jié)構(gòu)額定電流根據(jù)額定容量和額定電壓計(jì)算出的線電流稱為額定電流，單位以、表示。額定頻率我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電頻率是。除額定值外，變壓器的相數(shù)、繞組連接方式及聯(lián)結(jié)組別、短路電壓、運(yùn)行方式和冷卻方式等均標(biāo)注在銘牌上。額定狀態(tài)是變壓器的理想工作狀態(tài)，具有優(yōu)良的性能，可長(zhǎng)期工作。上一頁(yè)返回任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行一、單相變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行是指變壓器一次繞組接在額定電壓的交流電源上，而二次繞組開(kāi)路時(shí)的工作情況，如圖所示。副邊開(kāi)路時(shí)，

13、通過(guò)原邊的空載電流就是勵(lì)磁電流。磁動(dòng)勢(shì)在鐵芯中產(chǎn)生的主磁通既穿過(guò)原繞組，又穿過(guò)副繞組，于是在原、副繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和；另有很少的一部分磁通不經(jīng)過(guò)鐵芯，其主要經(jīng)非磁性材料而閉合，這部分磁通被稱為漏磁通，漏磁通只在一次繞組中產(chǎn)生漏磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于漏磁通的通過(guò)路徑為變壓器油或空氣，其導(dǎo)磁率小，所以漏磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也很小。下一頁(yè)返回任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行和與的參考方向之間符合右手螺旋定則，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：和的有效值分別為：式中：為交流電源的頻率；為主磁通的最大值。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行如果忽略漏磁通的影響并且不考慮繞組上電阻的壓降時(shí)，可

14、認(rèn)為原、副繞組上電動(dòng)勢(shì)的有效值近似等于原、副繞組上電壓的有效值，即：因此，可見(jiàn)，變壓器空載運(yùn)行時(shí)，原、副繞組上電壓的比值等于兩者的匝數(shù)之比，稱為變壓器的變比。若改變變壓器原、副繞組的匝數(shù)，就能夠把某一數(shù)值的交流電壓變?yōu)橥l率的另一數(shù)值的交流電壓，即：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行當(dāng)原繞組的匝數(shù)比副繞組的匝數(shù)多時(shí)，這種變壓器為降壓變壓器；反之，當(dāng)?shù)脑褦?shù)少于的匝數(shù)時(shí)，這種變壓器則為升壓變壓器?？蛰d損耗是變壓器空載運(yùn)行時(shí)，一次繞組從電源中吸取的少量的電功率，主要用來(lái)補(bǔ)償鐵芯中的鐵耗以及少量的繞組銅耗，可認(rèn)為?？蛰d損耗占額定容量的. ，而且隨變壓器容量的增大而下降。為減少空載損

15、耗，改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的方向，經(jīng)常采用優(yōu)質(zhì)鐵磁材料、優(yōu)質(zhì)硅鋼片和激光化硅鋼片。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行二、單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行運(yùn)行原理變壓器的負(fù)載運(yùn)行是指變壓器原繞組接交流電壓、副繞組接負(fù)載時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)，如圖所示。這時(shí)副邊的電流為，原邊電流由增大為，且略有下降，這是因?yàn)橛辛素?fù)載后，、均會(huì)增大，原、副繞組本身的內(nèi)部壓降也要比空載時(shí)大，從而使副繞組電壓比低一些。因?yàn)樽儔浩鲀?nèi)部壓降一般小于額定電壓的，因此變壓器有無(wú)負(fù)載對(duì)電壓比的影響不大，可以認(rèn)為負(fù)載運(yùn)行時(shí)變壓器原、副繞組的電壓比仍然基本上等于原、副繞組匝數(shù)之比，即：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行當(dāng)變壓

16、器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由電流形成的磁動(dòng)勢(shì)對(duì)磁路也會(huì)產(chǎn)生影響，即鐵芯中的主磁通是由和共同產(chǎn)生的。由式.可知，當(dāng)電源電壓和頻率不變時(shí)，鐵芯中的磁通最大值應(yīng)基本保持不變，那么磁動(dòng)勢(shì)也應(yīng)保持不變，即由于變壓器空載電流很小，一般只有額定電流的百分之幾，因此當(dāng)變壓器額定運(yùn)行時(shí)，可忽略不計(jì)，則有：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行由式（）可見(jiàn)，當(dāng)變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，原、副繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)方向相反，即副邊電流對(duì)原邊電流產(chǎn)生的磁通有去磁的作用。因此，當(dāng)負(fù)載阻抗減小，副邊電流增大時(shí)，鐵芯中的磁通將減小，原邊電流必然增加，以保持磁通基本不變。所以，副邊電流變化時(shí)，原邊電流也會(huì)相應(yīng)地變化。原、副邊電流有效值

17、的關(guān)系為：可見(jiàn)，當(dāng)變壓器額定運(yùn)行時(shí)，原、副邊的電流之比近似等于其匝數(shù)之比的倒數(shù)。若改變?cè)?、副繞組的匝數(shù)，就能夠改變?cè)?、副繞組電流的比值，這就是變壓器的電流變換作用。不難看出，變壓器的電壓比與電流比互為倒數(shù)，因此，匝數(shù)多的繞組電壓高、電流?。辉褦?shù)少的繞組電壓低、電流大。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行變壓器的電壓調(diào)整率和外特性（）電壓調(diào)整率。電壓調(diào)整率是指當(dāng)一次側(cè)接在額定電壓的電網(wǎng)上，負(fù)載的功率因數(shù)為常數(shù)時(shí)，空載與負(fù)載時(shí)二次側(cè)端電壓變化的相對(duì)值，用*表示。電壓調(diào)整率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一，它的大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。（）變壓器的外特性。變壓器在負(fù)載運(yùn)行中，隨

18、著負(fù)載的增加，負(fù)載電流隨之增加，一、二次繞組上的電阻壓降及漏磁電動(dòng)勢(shì)都隨之增加，二次繞組的端電壓將會(huì)隨負(fù)載電流的變化而變化。具體過(guò)程如圖所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行.變壓器的損耗與效率（）變壓器的損耗。變壓器的損耗主要是鐵損耗和銅損耗兩種。鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗。基本鐵損耗為磁滯損耗和渦流損耗。附加損耗包括由鐵芯疊片間絕緣損傷引起的局部渦流損耗以及主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基本無(wú)關(guān)，故也稱為不變損耗。銅損耗分為基本銅損耗和附加銅損耗?；俱~損耗是電流在一、二次繞組直流電阻上的損耗；附加損耗包括集膚效應(yīng)引起

19、的損耗以及漏磁場(chǎng)在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗。（）變壓器的效率。效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。效率的大小反映了變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能的好壞，是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。效率特性是指在功率因數(shù)一定時(shí)，變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系（），如圖所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)理解單相變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行由圖可知，當(dāng)變壓器空載時(shí)，輸出功率為零，所以。當(dāng)負(fù)載較小時(shí)，損耗相對(duì)較大，功率較低。隨著負(fù)載增加，效率也隨之增加。當(dāng)超過(guò)某一負(fù)載時(shí)，因銅損耗與負(fù)載電流的平方成正比增大，效率反而降

20、低。最大效率不一定出現(xiàn)在額定負(fù)載處，最高效率出現(xiàn)在變壓器的不變損耗等于可變損耗時(shí)。為了提高變壓器的運(yùn)行效益，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些。上一頁(yè)返回任務(wù)了解三相變壓器一、三相變壓器的磁路三相變壓器組的磁路將三臺(tái)相同的單相變壓器一、二次側(cè)繞組按對(duì)稱式做三相連接，可組成三相變壓器組，如圖所示。三相變壓器組是由三個(gè)獨(dú)立的單相變壓器組成，在電路上互相連接，三相磁路互相完全獨(dú)立。各相主磁通有各自的鐵芯磁路，互不影響。各相鐵芯、磁通、磁阻等均一致。當(dāng)一次側(cè)加上三相對(duì)稱正弦電壓時(shí)，三相空載電流是對(duì)稱的，三相繞組的主磁通、和也是對(duì)稱的。對(duì)于特大容量變壓器而言，采用這種變壓器組時(shí)將方便運(yùn)輸。下一頁(yè)返回任務(wù)了解三

21、相變壓器三相心式變壓器的磁路三相心式變壓器鐵芯是將三臺(tái)單相變壓器的鐵芯合在一起經(jīng)演變過(guò)來(lái)的，如圖所示。三相心式變壓器具有共同鐵芯，中柱（中間鐵芯柱） 磁通為三相、三個(gè)鐵芯柱磁通的相量和。如果三相電壓對(duì)稱，則三相磁通的總和 ，因此，中間鐵芯柱可以省去。為了使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、減小體積、節(jié)省材料，通常將三相鐵芯柱的中心線布置在同一平面內(nèi)，即演變成常用三相心式變壓器鐵芯。這種鐵芯結(jié)構(gòu)中的兩邊兩相磁路的磁阻比中間一相磁阻大一些。當(dāng)外加三相電壓對(duì)稱時(shí)，各相磁通相等，但三相空載電流不等時(shí)，中間那相空載電流也小一些。在小容量變壓器中表現(xiàn)較明顯，在大型變壓器中，其不平衡度較小。在計(jì)算空載電流時(shí)，可取三者算術(shù)

22、平均值。因?yàn)榭蛰d電流較小，對(duì)變壓器負(fù)載影響不大，與三相變壓器組比較起來(lái)，還是非常經(jīng)濟(jì)的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解三相變壓器二、變壓器的聯(lián)結(jié)組變壓器同名端的判斷在判斷聯(lián)結(jié)組之前應(yīng)該先確定高、低壓繞組中電動(dòng)勢(shì)相位關(guān)系。以單相繞組為例，高壓繞組首端為“”，末端為“”；低壓繞組首端為“”，末端為“”。原、副繞組被同一主磁通交鏈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在任一瞬間原邊繞組有一端點(diǎn)為高電位，副邊繞組也有一端點(diǎn)為高電位。這兩個(gè)端點(diǎn)為“同名端”，一般在電路圖中用“” 或“” 來(lái)標(biāo)注出同名端。若兩個(gè)端點(diǎn)一個(gè)為高電位，一個(gè)為低電位，則稱這兩個(gè)端點(diǎn)為異名端。圖所示為不同繞線方向時(shí)，兩組單相變壓器的同名端的標(biāo)注。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任

23、務(wù)了解三相變壓器在工程上有很多方法可以確定同名端，圖所示為試驗(yàn)確定同名端的方法。把兩個(gè)繞組的尾端和連接起來(lái)，在一次側(cè)和上加已降低的便于測(cè)量的電壓，用電壓表測(cè)量出和間的電壓，若與是同名端，則 ；如果與是異名端，則 。變壓器的聯(lián)結(jié)組判斷如果用相量圖來(lái)畫(huà)出一次側(cè)和二次側(cè)的相量方向，兩者箭頭都向上，好像時(shí)鐘的分針和時(shí)針都指向點(diǎn)鐘方向，所以用時(shí)間來(lái)說(shuō)是“” 點(diǎn)鐘；后者箭頭一個(gè)向上，一個(gè)向下，好像時(shí)鐘的點(diǎn)鐘時(shí)分針和時(shí)針的位置，所以用時(shí)間來(lái)說(shuō)是“”點(diǎn)鐘。我們把這種用時(shí)鐘的時(shí)間來(lái)描述聯(lián)結(jié)組的方法稱為“時(shí)鐘序號(hào)” 法，這種方法在聯(lián)結(jié)組別復(fù)雜的三相變壓器中使用較廣泛。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解三相變壓器單相變壓器的

24、聯(lián)結(jié)組很容易判斷，如圖所示，只有兩種繞線方式，如果和為同名端如圖（） 所示，則用表示，如果和為異名端如圖（）所示，則用來(lái)表示。三相變壓器的一、二次側(cè)均有、三相繞組，它們之間的連接方式對(duì)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行有較大影響。一般來(lái)說(shuō)，三相繞組可以連接成星形（或） 或者三角形（或）。三相變壓器原、副繞組采用星形接法時(shí)，是將三相繞組間的末端連接在一起，構(gòu)成中性點(diǎn)或，將它的三個(gè)首端線引出，接到三相電源或負(fù)載上。三相變壓器原、副繞組采用三角形接法時(shí)，是將三相繞組間的首端和末端互相連接而成閉合的形式，再?gòu)娜齻€(gè)連接點(diǎn)引出端線，接到三相電源或負(fù)載上。高壓繞組首端由、表示，末端由、表示，有中線用表示；低壓繞組首端由、表示

25、，末端由、表示，有中線用表示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解三相變壓器以高壓繞組星形連接為例，畫(huà)接線圖時(shí)，將三相繞組豎直平行畫(huà)出，相序是從左向右，相電動(dòng)勢(shì)的正方向是由末端指向首端。畫(huà)相量圖時(shí)，應(yīng)將相相電動(dòng)勢(shì) 豎直畫(huà)出，其他兩相 和 分別與其相差并按順時(shí)針排列，線電動(dòng)勢(shì) 和 方向由雙下標(biāo)決定。如圖所示。三角形連接是將三相繞組的首端、末端順次連接成閉合回路，把三個(gè)接點(diǎn)順次引出。三角形連接又有順接、倒接兩種接法。畫(huà)接線圖時(shí)，三相繞組應(yīng)豎直平行排列，相序是由左向右，順接是將上一相繞組的首端與下一相繞組的末端順次連接。倒接是將上一相繞組的末端與下一相繞組的首端順次連接。畫(huà)相量圖時(shí)，仍將相豎直向上畫(huà)出，三相接點(diǎn)

26、順次按順時(shí)針排列，構(gòu)成一個(gè)閉合的等邊三角形。順接時(shí)三角形指向右側(cè)，倒接時(shí)三角形指向左側(cè)，每相相電動(dòng)勢(shì)方向與星形接線法相同。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解三相變壓器理論和實(shí)踐證明，無(wú)論采用怎樣的連接方式，一、二次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)（或線電壓） 的相位差總是的整數(shù)倍。因此可以采用“時(shí)鐘序號(hào)”法表示。以分針（長(zhǎng)針） 表示高壓繞組線電動(dòng)勢(shì) ，固定在點(diǎn)鐘方向不動(dòng)；以時(shí)針（短針）表示低壓繞組線電動(dòng)勢(shì) ，指向幾就是幾點(diǎn)鐘連接。則判斷步驟如下：（）在接線圖上標(biāo)出各相電動(dòng)勢(shì)相量。（）畫(huà)出原繞組電動(dòng)勢(shì)相量位形圖。（）根據(jù)同一鐵芯柱上原、副繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系，畫(huà)出副邊繞組電動(dòng)勢(shì)位形圖。將“”點(diǎn)與“”點(diǎn)重合，使相位關(guān)系更直觀

27、。（）比較原、副繞組線電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系。根據(jù)“時(shí)鐘序號(hào)”法確定聯(lián)結(jié)組別。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解三相變壓器變壓器并聯(lián)運(yùn)行并聯(lián)運(yùn)行是將兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)繞組分別接于公共的母線上，同時(shí)向負(fù)載供電。其接線方法如圖所示。（）并聯(lián)運(yùn)行的目的。 提高供電可行性。并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，如果其中一臺(tái)變壓器發(fā)生故障從電網(wǎng)中切除時(shí)，其余變壓器仍能繼續(xù)供電。 提高變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性?？筛鶕?jù)負(fù)載的大小調(diào)整投入并聯(lián)運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，以提高運(yùn)行效率。 可以減少總備用容量，并可隨著用電量的增加分批增加新的變壓器。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解三相變壓器（）理想并聯(lián)運(yùn)行的條件。為了解決變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)各個(gè)變壓器之間的環(huán)流問(wèn)題和負(fù)載的分

28、配問(wèn)題，需要滿足以下條件： 變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)相同。 變壓器的電壓比相等（允許有的差值）。 變壓器的短路阻抗或短路電壓相等（允許有的差值）。上一頁(yè)返回任務(wù)了解其他用途的變壓器一、三相電力變壓器在電力系統(tǒng)中做輸配電之用時(shí)，應(yīng)用最廣的是心式變壓器。它是整個(gè)電力系統(tǒng)中容量最大、應(yīng)用最多的電氣設(shè)備，因此除了保證能安全可靠地運(yùn)行外，人們對(duì)它最關(guān)注的是效率問(wèn)題。由于三相電力變壓器容量大、電壓高、電流大、體積也大，而且地位十分重要（它往往是整個(gè)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵部分），因而它的結(jié)構(gòu)也是各種變壓器中最為復(fù)雜的，必須有一套有效的散熱裝置以及安全保護(hù)措施。在使用三相電力變壓器時(shí)必須熟悉其銘牌上標(biāo)示的各參數(shù)，在

29、標(biāo)示的各參數(shù)范圍內(nèi)運(yùn)行，以確保變壓器的安全供電。如圖所示。下一頁(yè)返回任務(wù)了解其他用途的變壓器二、小功率電源變壓器小功率電源變壓器是最常見(jiàn)的一種變壓器，也是日常生活中常見(jiàn)的用電設(shè)備，尤其是數(shù)字電子設(shè)備都需要這種變壓器提供低于工頻電源的電壓，這種變壓器也是比較容易損壞和需要修理或更換的變壓器。三、自耦變壓器前面敘述的變壓器，一、二次繞組之間只有磁的耦合，而沒(méi)有電的直接聯(lián)系。這種變壓器被稱為雙繞組變壓器。如果把一、二次繞組合二為一，使二次繞組成為一次繞組的一部分，則這種只有一個(gè)繞組的變壓器被稱為自耦變壓器，自耦變壓器的一、二次繞組之間除了有磁的耦合外，而且還有電的直接聯(lián)系。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解其

30、他用途的變壓器自耦變壓器可節(jié)省銅和鐵的消耗量，從而減小變壓器的體積、重量，降低制造成本，且有利于大型變壓器的運(yùn)輸和安裝。在高壓輸電系統(tǒng)自耦變壓器主要用來(lái)連接兩個(gè)電壓等級(jí)相近的電力網(wǎng)，可做聯(lián)絡(luò)變壓器之用。實(shí)驗(yàn)室常用二次側(cè)帶滑動(dòng)接觸的自耦變壓器做調(diào)壓器使用，獲得可任意調(diào)節(jié)的交流電壓。此外，自耦變壓器還常用做異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)補(bǔ)償器，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)。如圖所示，自耦變壓器的一、二次繞組中電壓、電流、匝數(shù)關(guān)系也與雙繞組變壓器一樣：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解其他用途的變壓器四、儀用互感器電壓互感器電壓互感器的一次側(cè)繞組匝數(shù)很多，并聯(lián)于待測(cè)電路兩端，二次側(cè)繞組匝數(shù)較少，與電壓表及電度表、功率表、繼電器的電

31、壓線圈并聯(lián)，如圖所示。電壓互感器就是利用變壓器的變電壓原理，將高電壓變換成便于測(cè)量的低電壓，實(shí)際上電壓互感器就是一臺(tái)降壓變壓器。由于二次側(cè)繞組接在高阻抗的儀表上，因而二次側(cè)電流很小。如果忽略漏阻抗壓降，則：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解其他用途的變壓器使用電壓互感器時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：（）電壓互感器二次測(cè)繞組不允許短路，否則短路電流很大，會(huì)燒壞電壓互感器，因此需要在其二次側(cè)串聯(lián)熔斷器做短路保護(hù)。（）為防止一次側(cè)高壓繞組絕緣損壞時(shí)，鐵芯和二次繞組帶高電壓而觸電，需要在二次側(cè)做接地保護(hù)。電流互感器電流互感器實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)二次繞組在短路狀態(tài)下工作的雙繞組變壓器，它的一次繞組由一匝或幾匝截面較大的導(dǎo)線構(gòu)成，將其

32、串接在需要測(cè)量電流值的電路中。由于二次繞組的匝數(shù)較多，截面較小，它與阻抗很小的負(fù)載（電流表、瓦特表等的電流線圈） 接成閉路，如圖所示。電流互感器就是利用變壓器的變電流原理，將大電流變換成便于測(cè)量的小電流，實(shí)際上電流互感器就是一臺(tái)升壓變壓器上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解其他用途的變壓器由于二次負(fù)載阻抗很小，所以說(shuō)電流互感器是一個(gè)處于短路工作狀態(tài)下的單相變壓器。因而有：式（）表明，利用一、二次繞組不同的匝數(shù)關(guān)系，可將被測(cè)電路的大電流變換成檢測(cè)儀表上顯示出的小電流。使用電流互感器時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：（）電流互感器二次側(cè)不能開(kāi)路，以防二次側(cè)產(chǎn)生高電壓危急測(cè)量人員安全，所以二次側(cè)不允許安裝熔斷器。（）鐵芯、低壓

33、繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)過(guò)壓。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)了解其他用途的變壓器五、弧焊變壓器弧焊變壓器是交流弧焊機(jī)的主要組成部分，用來(lái)將的交流電壓降壓為電焊所需的電壓為了適應(yīng)電焊的工作需要，它的結(jié)構(gòu)與一般的變壓器有所不同，二次繞組允許短暫的短路，二次繞組輸出的電流可以在大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)以滿足不同規(guī)格焊件的焊接需要。弧焊變壓器可以通過(guò)二次繞組串聯(lián)氣隙可調(diào)的電抗器來(lái)改變弧焊電壓，還可以在一、二次繞組之間安裝可調(diào)節(jié)位置的磁分路鐵芯來(lái)改變變壓器的漏磁通，以達(dá)到調(diào)節(jié)弧焊電壓的目的。圖所示為帶電抗器的弧焊變壓器。上一頁(yè)返回任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故障檢修一、技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑趩蜗嘧儔浩鞯奶匦詼y(cè)試

34、實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定變壓器的變比，計(jì)算變壓器的空載及短路參數(shù)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備（見(jiàn)表）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（）空載實(shí)驗(yàn)。測(cè)量變壓器在空載運(yùn)行時(shí)的有關(guān)參數(shù)被稱為變壓器的空載實(shí)驗(yàn)。這些參數(shù)主要有變壓比、空載電流、空載損耗功率和勵(lì)磁阻抗等。下一頁(yè)返回任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故障檢修變壓器空載運(yùn)行時(shí)所用的功率表應(yīng)為低功率因數(shù)功率表，并將電壓表接在功率表前面，以減少誤差。空載實(shí)驗(yàn)在高壓側(cè)或低壓側(cè)都可以進(jìn)行。對(duì)于電力變壓器而言，為了安全起見(jiàn)，通常在低壓側(cè)進(jìn)行，而將高壓側(cè)開(kāi)路。實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器手柄，使加在低壓側(cè)的電壓為額定電壓。這時(shí)，由功率表測(cè)得的讀數(shù)就是空載損耗，由電壓表讀得，由電流表讀得空載電流，再通過(guò)電壓

35、互感器和電壓表測(cè)量高壓側(cè)的電壓。根據(jù)這些讀數(shù)可計(jì)算出變壓器的空載參數(shù)。以下為空載實(shí)驗(yàn)流程： 在斷電的條件下，按圖所示的單相變壓器的特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路接線。變壓器的低壓線圈、接電源，高壓線圈、開(kāi)路上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故障檢修 選好所有電表量程。將調(diào)壓器旋鈕向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到底，即將其調(diào)到輸出電壓為零的位置。 合上交流電源總開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓.，然后逐次降低電源電壓，在.的范圍內(nèi)測(cè)取變壓器的、，共測(cè)取組數(shù)據(jù)，記錄于表中。 為了計(jì)算變壓器的變比，在以下測(cè)取原邊電壓的同時(shí)測(cè)出副邊電壓數(shù)據(jù)，將它們也記錄于表中。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故障檢修（）短路

36、實(shí)驗(yàn)。變壓器的短路實(shí)驗(yàn)是在低壓側(cè)短路的條件下進(jìn)行的。高壓側(cè)加上很低的電壓，使得高壓側(cè)的電流等于額定值。短路實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)定變壓器的銅損耗和短路電壓、短路阻抗。短路實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意，不可在一次繞組加上額定電壓的情況下把二次繞組短路，因?yàn)樽儔浩饕?、二次繞組中的電流都很大，這樣變壓器將損壞。在短路實(shí)驗(yàn)中，使得一次繞組電流等于額定值時(shí)的電壓被稱為短路電壓，或被稱為變壓器的阻抗電壓，用表示，它是變壓器的一個(gè)重要參數(shù)。為了便于比較，常把它表示為對(duì)一次繞組額定電壓相對(duì)值的百分?jǐn)?shù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故障檢修短路電壓的大小直接反映了短路阻抗的大小，而短路阻抗又直接影響到變壓器的運(yùn)行性能。從正常

37、運(yùn)行角度看，希望短路電壓小一些，從而使變壓器輸出電壓隨負(fù)載的變動(dòng)小一些；而從短路故障的角度看，又希望短路電壓大一些，這樣可使相應(yīng)的短路電流小一些。一般中、小型變壓器的 .，大型變壓器的. .。短路實(shí)驗(yàn)流程如下： 切斷三相調(diào)壓交流電源，按圖接線。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。切記每次改接線路時(shí)都要關(guān)斷電源。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故障檢修 選好所有電表量程，將交流調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置 接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于為止，在（.）范圍內(nèi)測(cè)取變壓器的、，共測(cè)取組數(shù)據(jù)，記錄于表中。 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。在變壓器實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意電壓表、電流表及功率

38、表的合理布置及量程選擇。短路實(shí)驗(yàn)操作要快，否則線圈發(fā)熱引起電阻變化。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。計(jì)算變比：由空載實(shí)驗(yàn)測(cè)出變壓器的原、副邊電壓的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故障檢修計(jì)算短路電壓的大小：一次側(cè)繞組中的電流達(dá)到額定值時(shí)，通過(guò)電壓表測(cè)出一次側(cè)繞組的電壓，通常用與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)*來(lái)表示短路電壓的大小，即：（）負(fù)載實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)線路如圖所示。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)接到負(fù)載電阻上選用的兩只電阻相串聯(lián)。開(kāi)關(guān)采用的雙刀雙擲開(kāi)關(guān)，電壓表、電流表及功率表（含功率因數(shù)表）的選擇同空載實(shí)驗(yàn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故

39、障檢修負(fù)載實(shí)驗(yàn)流程如下： 未上主電源前，將調(diào)壓器調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，斷開(kāi)，負(fù)載電阻值調(diào)節(jié)到最大。 合上交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓 。 在保持的條件下，合下開(kāi)關(guān)，逐漸增加負(fù)載電流，即減小負(fù)載電阻的值，從空載到額定負(fù)載范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器的輸出電壓和電流。 測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)，和 必測(cè)，共測(cè)取數(shù)據(jù)組，記錄于表中（， ）上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故障檢修二、變壓器的常見(jiàn)故障分析與處理變壓器常見(jiàn)故障變壓器在送電和運(yùn)行中，常見(jiàn)的故障和異?，F(xiàn)象有：（）變壓器在經(jīng)過(guò)停運(yùn)后送電或試送電時(shí)，往往發(fā)現(xiàn)電壓不正常，如兩相高、一相低或指示為零；有的新投運(yùn)變壓器三相電壓都很高，使部分用電設(shè)備因電

40、壓過(guò)高而燒毀。（）高壓保險(xiǎn)絲熔斷送不上電。（）雷雨過(guò)后變壓器送不上電。（）變壓器聲音不正常，如發(fā)出“吱吱”或“噼啪”響聲；在運(yùn)行中發(fā)出如青蛙“唧哇唧哇”的叫聲等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故障檢修（）高壓接線柱燒壞，高壓套管有嚴(yán)重破損和閃絡(luò)痕跡。（）在正常冷卻情況下，變壓器溫度失常并且不斷上升。（）油色變化過(guò)甚，油內(nèi)出現(xiàn)炭質(zhì)。（）變壓器發(fā)出“吼叫聲”，從安全氣道、儲(chǔ)油柜向外噴油，油箱及散熱管變形、漏油及滲油等。變壓器故障分析（）缺相時(shí)的響聲。當(dāng)變壓器發(fā)生缺相時(shí)，若第二相不通，送上第二相仍無(wú)聲，送上第三相時(shí)才有響聲；如果第三相不通，響聲不發(fā)生變化，和第二相時(shí)一樣。發(fā)生缺相的原因大致有三個(gè)方面：電源缺一相電；變壓器高壓保險(xiǎn)絲熔斷一相；變壓器由于運(yùn)輸不慎，加上高壓引線較細(xì)，造成振動(dòng)斷線（但未接殼）。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)學(xué)習(xí)變壓器特性測(cè)試及故障檢修（）調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)不到位或接觸不良。當(dāng)變壓器投入運(yùn)行時(shí)，若分接開(kāi)關(guān)不到位，將發(fā)出較大的“啾啾” 響聲，嚴(yán)重時(shí)造成高壓熔絲熔斷；如果分接開(kāi)關(guān)接觸不良，就會(huì)產(chǎn)生輕微的“吱吱” 火花放電聲，一旦負(fù)荷加大，就有可能燒壞分接開(kāi)關(guān)的觸頭。遇到這種情況，要及時(shí)