电机与变压器教案.doc

广东省技工学校文化理论的教案 共 页科目电机与变压器课 题一：绪言课时2班 级 授课方式讲授作 业题 数预习第一章拟用时间30min教学目的1、 了解电机在国民经济中的地位及我国电机工业发展概况；2、 掌握电机的主要类型；3、了解学习本课程的方法及需要的基础知识,培养学生学习兴趣。所用教具挂图无重点电机在国民经济中的地位、学习本课程所需要的基础知识难点无教学回顾无说明无审阅： 年 月 日 编号：SGSJX/QW-06-QR0 教 学 过 程 (代号A-4) 共 页 导入 人类的生活及社会的发展需要不断从自然界取得能源，用以丰富和提高自身的生活水平和文化程度。电能的产生、传输、分配、控制和转换都是既方便又高效的。电机与变压器也就随之发展起来。新授 绪 言一、 电机在国民经济建设中的作用 电能是现代主要的能源，而电机是与电能的生产、传输和使用紧密相关的能量转换装置，它不仅是工业、农业、交通运输业、国防工业、IT技术产业的重要设备，而且在日常生活中的应用也越来越广泛。人类早期使用的原动力是畜力、水力和风力，后来发明了蒸汽机、柴油机、汽油机，十九世纪发明了电动机，由于电动机有以下优点（1） 电机的效率高，运行经济；（2） 电能的传输和分配比较方便；（3） 电能容易控制。所以电动机的应用越来越广泛，现在绝大部分生产机械都采用电动机进行拖动，即用电动机作为原动机。让电机运转需要电能，电能主要来自发电机，为了经济的传输和分配电能需要变压器，另外随着自动化程度的不断提高，自动控制技术得到空前的发展，出现了各种各样的控制奠基，此外在文教、医疗卫生、信息产业及日常生活中奠基的应用将会愈加广泛。二、电机的主要类型 电机的型式和种类很多，但其工作原理都是基于电磁感应定律和电磁力定律，电机的分类方法很多，按功能进行分类，可分为：（1）发电机 将电能转换为机械能（2）电动机 将机械能转换为电能（3）变压器 将电能变换为不同等级的电能（4）控制电机 作为控制系统中的元件三、我国电机工业发展概况 解放前电机工业极端落后，仅几个城市有电机制造厂。解放后 电机工业发展很快第一个五年计划结束时，年产量和单机容量都较解放前提高了几十倍。改革开放以来我国电机工业在进、吸收和消化国外先进技术的基础上对原有电机进行了优化设计，使电机性能大大提高，并相继研制和开发了多种新系列电机，不仅满足了国内生产需要，而且向国外出口。目前我国已开发制成125个系列，900多个品种，几千种规格的各种电机。 电机工业发展趋势是电子与电机工业结合，开展新原理、新结构、新材料电机的研制工作。四、电机的分类按功能用途分：有发电机、电动机、变压器和控制电机4类。 按电机的结构或转速分：分为静止变压器和旋转电机。 按电源的不同分：分为直流电机和交流电机两大类。交流电机又分为同步电机和异步电机两类。五、 课程性质、任务和内容 性质：是一门专业基础课。它是将“电机学”、“电力拖动”和“控制电机”等课程有机结合而成的一门课。 任务：掌握各电机的基本结构和工作原理以及电力拖动系统的运行性能、基本分析计算、电机选择方法。 内容：直流电机、直流电动机的电力拖动、变压器、三相交流异步广东省技工学校文化理论的教案 共 页科目电机与变压器课 题二：变压器的用途和分类和结构课时2班 级 授课方式讲授作 业题 数同步习题册P1拟用时间20min教学目的1、 掌握变压器的定义、用途和分类；2、 了解变压器的结构，会分析实际变压器结构特点；3、培养学习分析问题、解决问题的能力。所用教具挂图无重点变压器的定义、用途和分类，变压器的结构难点变压器的结构教学回顾1、 电机在国民经济建设中的地位；2、 电机的主要类型。说明采取师生讨论，老师讲解，学生观察分析的教学方法审阅： 年 月 日 编号：SGSJX/QW-06-QR0 教 学 过 程 (代号A-4) 共 页导入 变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。今天我们进一步来学习它的用途、分类和结构。新授 变压器的用途和分类和结构 一、 变压器的主要用途变压器是一种通过电磁感应作用将一定数值的电压、电流、阻抗的交流电转换成同频率的另一数值的电压、电流、阻抗的交流电的静止电器。在电力系统中，专门用于升高电压和降低电压的变压器统称为电力变压器。电力变压器是使用最广泛的变压器。 变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。它能将某一电压值的交流电变换成同频率的所需电压值的交流电，以满足高压输电、低压供电及其他用途的需要。二、变压器的基本工作原理 它的基本工作原理可以用图1.1说明。图1.1是单相变压器的工作原理图。这个单相变压器由一个闭合的铁心和套在其上的两个绕组构成。这两个绕组彼此绝缘，同心套在一个铁心柱上，但是为了分析问题的方便，我们将这两个绕组画在铁心柱两侧上，其中，与电源连接的绕组称为原绕组，也称为一次绕组或原边；与负载连接的绕组称为副绕组，也称为二次绕组或副边。我们在表示原绕组电磁量的符号右下角加标号“1”，在表示副绕组电磁量的符号右下角加标号“2”，以便于区别。例如，, 分别表示原绕组的电压、感应电动势、电流相量； , ， , 分别表示副绕组的电压、感应电动势、电流相量。将原绕组的两个出线端与单相交流电源连接，原绕组中便流过交流电流，该电流在铁心中生成与电源频率相同的交变磁通，此交变磁通同时链过原、副绕组。据电磁感应原理，原、副绕组中将分别感应出交变电动势。将副绕组的两个出线端与负载连接，负载就有交流电流通过。对应某一瞬时，单相变压器中各物理量的方向标示于图1-1。图1- 1 单相变压器工作原理图设 , 分别为原绕组的电压、感应电动势瞬时值， , 分别为副绕组的电压、感应电动势瞬时值，, 分别为原绕组、副绕组的匝数，F 为铁心中同时链过原、副绕组的磁通。如果单相变压器副绕组的两个出线端不与负载连接并忽略数值很小的原绕组电阻、电抗，可以得出下面的瞬时值方程式 其中，依据电磁感应定律有 将该式代入上式，得 有 综上所述，变压器以原、副绕组能同时链过铁心中同一变化磁通的特有结构，利用电磁感应原理，将原绕组吸收电源的电能传送给副绕组所连接的负载实现能量的传送，使匝数不同的原、副绕组中感应出大小不等的电动势实现电压等级变换，这就是变压器的基本工作原理。三、变压器的分类 变压器可以按照用途、绕组数目、相数、冷却方式、调压方式分类。按照用途分，主要有电力变压器、调压变压器、仪用互感器（如测量用电流互感器和电压互感器）、供特殊电源用的变压器（如整流变压器、电炉变压器、电焊变压器、脉冲变压器）。 按照绕组数目分，主要有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器。 按照相数分，主要有单相变压器、三相变压器、多相变压器。 按照冷却方式分，主要有干式变压器、充气式变压器、油浸式变压器（按照冷却条件，又可细分为自冷、风冷、水冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷变压器）。按照调压方式分，主要有无载调压变压器、有载调压变压器、自动调压变压器。 容量大小：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。四，变压器的结构图1.2为三相油浸式电力变压器的结构示意图。 图1.2 三相油浸式电力变压器1油箱 2铁心及绕组 3储油柜 4散热筋 5高、低压绕组 6分接开关 7气体继电器 8信号温度计 三相油浸式电力变压器主要由铁心、绕组及其他部件组成。现简单叙述各部件的结构、作用。 广东省技工学校文化理论的教案 共 页科目电机与变压器课 题三：变压器的空载运行及负载运行（一）课时2班 级 授课方式讲授作 业题 数同步习题册P2拟用时间20min教学目的1、掌握变压器空载运行的方程式、相量图、等效电路等；2、应用变压器空载运行的方程式、相量图解题；3、培养学生细心、认真的学习态度。所用教具挂图无重点变压器的空载运行难点变压器的空载运行的方程式、相量图、等效电路等教学回顾1、变压器的定义、用途和分类；2、变压器的结构。说明启发引导式审阅： 年 月 日 编号：SGSJX/QW-06-QR0 教 学 过 程 (代号A-4) 共 页导入 启发学生思考：变压器的运行方式有哪几种？一、空载运行，二、负载运行，今天我们来学习第一种情况。新授 变压器的空载运行和负载运行 一、变压器的空载运行 什么是空载运行？ （一） 空载运行时的物理情况原绕组接交流电源时有电流通过，称空载电流 。交变的 流过原绕组，产生磁动势，产生通过绕组中心的交变的磁通，此磁通由单独激励，所以也称为励磁电流或激磁电流。图1.5 单相变压器空载运行原理图 主磁通：绝大部分的磁通经由铁心闭合，称为主磁通，用 表示。作用：主磁通与原、副绕组同时交链而传递能量。在原、副绕组中产生感应电动势,。漏磁通：很少一部分磁通经由原绕组周围的空气或变压器油闭合，它不是传递能量的载体，称漏磁通，用表示。漏磁通在原绕组中感应电动势。 （二） 感应电动势 1各电、磁量正方向的规定有利于讨论各电、磁量的量值关系和相位关系。原边：视变压器原边为电源的负载，原边电流的正方与电源电压的正方向一致。副边：将副边视为负载的电源，副边电流的正方向由副边电势的正方向确定，副边电压的正方向依据副边电流流过负载的压降方向确定。磁通：正方向与电流的正方向符合右手螺旋定则。感应电动势：正方向与磁通的正方向符合右手螺旋定则，实际方向由楞次定律确定。各电、磁量正方向见图1.5。 2感应电动势 交流电压产生交流磁通，有 则 原绕组感应电动势有效值的数值为 且在相位上以90滞后于。用相量表示，有 同理，E2在相位上也以90滞后于F m。用相量表示，有 变压器的原绕组有漏磁通链过，漏磁通也是按正弦规律变化的，同理有由于漏磁路主要由非磁性介质构成，可近似地看成线性磁路，其磁阻也可近似地看成常数，则漏电感L1s和漏电抗x1也可近似地看成常数，因此，漏感电势可以看成是漏电抗上的压降。 3电压平衡关系据基尔霍夫电压定律，得到原、副边的电压平衡方程式由于漏磁路磁阻很大，漏磁通很小，因此反映漏磁通的漏电感和漏电抗很小，I0Z1也很小，有 由此看出，主磁通的大小主要决定与电源电压的大小，只要电源电压不变，主磁通维持不变，这是一个很重要的结论，对变压器负载运行时仍然成立。 （三） 空载电流和空载损耗空载运行时，只有原绕组流过空载电流，所以励磁电流也就是空载电流。由于铁心采用高磁化能力、低涡流损耗和磁滞损耗的硅钢片叠压而成，空载电流是很小的，只占原边额定电流的4%10%，甚至更低。空载运行时，交变的磁通一方面在铁心中产生涡流，另一方面使铁磁材料中的磁畴随磁场方向的交变而运动，其后果都会使铁心发热，将变压器原边吸收电源能量的一部分消耗掉。分别称为涡流损耗和磁滞损耗，合称为铁损耗。（四）等效电路 用电路形式反映其电磁关系称之为等效电路。 漏感电势可以看成是漏电抗上的压降，即，再与空载电流在原绕组电阻上的压降合并为一项，即漏阻抗压降。原绕组通过空载电流，在铁心中产生主磁通、产生铁损耗，才会产生感应电动势，实际上反映了主磁通和铁损耗的大小，也可以仿照漏阻抗压降的处理方式，认为在U1和f1不变时，Fm恒定，可将zm视为常数。得由此得到空载运行时的等效电路。并进行空载运行时的定量分析。 图1.6 单相变压器空载运行等效电路小结 1、变压器空载运行时的物理情况；2、感应电动势、电压平衡关系；3、空载电流和空载损耗、等效电路。广东省技工学校文化理论的教案 共 页科目电机与变压器课题四：变压器的阻抗变换及外特性课时2班 级 授课方式讲授作 业题 数同步练习册P2拟用时间25min教学目的1、掌握变压器阻抗变换的应用、变压器的外特性；2、应用变压器阻抗变换以及变压器的外特性分析实际问题；3、培养学生灵活、细心的学习态度。所用教具挂图无重点变压器阻抗变换的应用、变压器的外特性难点变压器的外特性教学回顾1、变压器负载运行时的物理情况；2、感应电动势、电压平衡关系；3、等效电路及折算。说明启发引导式教学审阅： 年 月 日 编号：SGSJX/QW-06-QR0 导入 变压器一次侧输入额定电压和二次侧负载功率因数一定时，二次侧输出电压与输出电流的关系称为变压器的外特性。（讲明为什么先讲外特性，再讲阻抗变换。） 新授 变压器的阻抗变换及外特性 一、变压器的外特性运行特性：1.外特性2.效率特性作用：反映变压器带负载运行时的性能。（一）外特性与电压变化率 当电源电压及负载功率因数一定时，反映副边端电压随副边电流变化而变化的曲线U2f（I2）,称为变压器的外特性。外特性直观反映了变压器输出电压随负载电流变化的趋势。图1.12 变压器的外特性 电容性负载：U2随I2的增大而增大（容性负载减小了无功电流分量）；电阻和电感性负载：U2随I2的增大而减小。变化程度用电压变化率来表示。 定义：一般情况下，在（感性）左右时，额定负载的电压变化率约为4%5.5%。 （二）变压器的损耗与效率损耗：铜损、铁损，每一种又包括基本损耗和附加损耗。基本铜损：原、副绕组中的直流电阻损耗。附加铜损：漏磁通在原、副绕组中产生集肤效应、使其电阻增大而增加的铜损，通常很小。铜损的大小与负载电流的平方成正比，是可变损耗。 基本铁损：铁心中的磁滞和涡流损耗。附加铁损：主磁通在变压器的结构件及铁心的某些局部引起的涡流损耗。基本铁损是铁损耗的主要部分。铁损为不变损耗。效率：输出功率与输入功率之比，即效率特性：负载小时，效率随负载的增加而增加；负载大时，效率随负载的的增加而减小。效率有一个最大值，用表示。一般当0.50.7范围内时达到。二、变压器的阻抗变换 变压器一次侧接交流电源，对电源来说是一个负载。其输入阻抗可用输入电压、输入电流来计算，即变压器的输入阻抗为Zl,而变压器的二次侧输出又接了负载，电压、电流、负载之间存在Z2=Z关系。可以看出经过变压器把Z接到电源上和不要变压器直接把Z接到电源上，两者是完全不一样的，这里变压器起到改变阻抗的作用，把Z变成Z可以在U的电压下工作。 变换公式这说明负载Z经过变压器以后阻抗扩大了K倍。如果已知负载阻抗Z的大小，要把它变成另一个一定大小的阻抗Z，只需接一个变压器，该变压器的变比K=在电子线路中，这种阻抗变换很常用，如扩音设备中扬声器的阻抗很小(4-16)，直接接到功放的输出，则扬声器得到的功率很小，声音就很小。只有经输出变压器把扬声器阻抗变成和功放内阻一样大，扬声器才能得到最大输出功率。这也称为阻抗匹配。 例1一1 某晶体管收音机的输出变压器的一次侧匝数N=230匝，二次侧匝数N=80匝，原来配接8的扬声器，现要改用同样功率而阻抗为4的扬声器，则二次侧匝数N应改绕成多少?解：先求出一次侧的Z，因为不论N和Z怎么变，必须保证Z不变，才能保证功率输出最大。Z= K Z=()8=66.13 再由Z和新的扬声器阻抗Z=4，求出新的K和NK=4.07N= =57匝则二次侧匝数N应改绕成57匝。广东省技工学校文化理论的教案 共 页科目电机与变压器课题五：变压器的空载试验与短路试验课时2班 级 授课方式讲授作 业题 数同步练习册P2拟用时间25min教学目的1、掌握变压器空载与短路试验的目的及应用；2、应用变压器空载与短路试验结论分析实际问题；3、培养学生严谨、科学的学习态度。所用教具挂图无重点变压器空载与短路试验的目的及公式的应用难点变压器空载与短路试验的应用教学回顾1、变压器的外特性；2、变压器阻抗变换公式及应用。说明启发引导式教学审阅： 年 月 日 编号：SGSJX/QW-06-QR0 导入 变压器的空载损耗包括铁损和铜损，今天我们来学习如何通过实验的方法来测量变压器的空载损耗和铜损。 新授 变压器的阻抗变换及外特性 一、空载试验 试验目的：确定变压器的变比k、铁损耗pFe和励磁阻抗zm。 为便于测量仪表的选用、确保试验安全，空载试验在低压边进行。将高压边开路，在低压边加电压为额定值U2N、频率为额定值的正弦交变电源，测出开路电压U10、空载电流I20、空载损耗p0。 空载试验接线图对单相变压器，有 据空载等效电路，以及,，有。励磁感抗可由,计算空载铜损很小，有 对于三相变压器的空载试验，测出的电压、电流均为线值，测出的功率为三相功率值，计算时应进行相应的换算，即将电压、电流换算为相值，将功率换算为单相值。二、短路试验 目的：是确定变压器的铜损耗、短路阻抗。短路试验在高压边进行，将低压端短接，高压边交流电源，缓慢升压至I1I1N时停止，测出短路电压U1s、短路电流I1s、短路损耗ps。短路电压U1s相对于额定电压U1N来说很小，故磁通很小，铁损pFe很小，有 铜损为原、副铜损之和 定义：因是在额定电流时测定，故为额定运行时的铜损耗。由于短路试验时，又有，因此可以用简化等效电路来进行计算。有 U1s称为短路电压，常用相对值us%来表示，us%称短路电压百分值 式中 zs%为短路阻抗百分值可见，us%zs%。短路电压百分值反映了变压器漏阻抗的大小。变压器是负载的电源，其漏阻抗就是电源的内阻抗。us%或zs%越小，变压器的输出电压随负载变化而变化的程度就越小。us%是变压器的一个很重要的参数。 例3.4.1 一台Y/Y0连接的三相变压器，SN100kVA, 6kV/0.4kV。在低压边做空载试验，测出：U20400V，I209.37A，P0600W；在高压边做短路试验，测出：U1S317V，I1s9.4A，ps1 920W。 试验时的室温为25，试求：（1）折算到高压边的励磁阻抗和短路阻抗；（2）变压器的短路电压百分值。解 （1）变比 励磁参数 ，短路参数，。 （2）短路电压百分值 广东省技工学校文化理论的教案 共 页科目电机与变压器课题六：变压器的损耗、效率及冷却方式； 变压器的故障检修及一般试验课时2班 级 授课方式讲授作 业题 数同步练习册P2拟用时间25min教学目的1、理解变压器的损耗、效率及冷却方式及变压器的故障检修及一般试验；2、应用理论知识分析解决实际问题；3、培养学生理论联系实践的学习方法。所用教具挂图无重点变压器的损耗、效率及冷却方式及变压器的故障检修及一般试验难点变压器的故障检修及一般试验教学回顾1、 变压器空载与短路试验的目的及公式；2、 变压器空载与短路试验的应用。说明启发引导式教学审阅： 年 月 日 编号：SGSJX/QW-06-QR0 导入 变压器在负载运行时，铁心和绕组中存在铁耗铁耗P和铜耗P，这就有个效率和冷却的问题。 新授 变压器的损耗、效率及冷却方式 变压器在负载运行时，铁心和绕组中存在铁耗铁耗P和铜耗P，这就有个效率和冷却的问题。一、铁耗P 空载试验中讲到，在铁心材料和频率一定的情况下，所以只要电压U不变，m就不会变，铁耗P为常数，可看成不变的损耗，且铁耗P近似等于空载损耗Po。二、铜耗P三、效率=四、冷却方式1、变压器的发热2、冷却方式（1） 三相油浸自冷式（2） 三相油浸风冷式（3） 三相强迫油循环风冷式（4）三相强迫油循环水冷式变压器的故障检修及一般试验变压器的故障检修及一般试验 为了保证变压器的安全运行，应对它进行经常维护和定期检查。一、检查和清洁变压器 (1)检查瓷套管是否清洁，有无裂纹与放电痕迹，螺纹有无损坏及其他异常现象发现应尽快停电更换。(2)检查各密封处有无渗油和漏油现象，严重的应及时处理。(3)检查储油柜的油位高度及油色是否正常，若发现油面过低应加油。(4)检查箱顶油面温度计的温度与室温之差是否低于55。(5)定期进行油样化验及观察硅胶是否吸潮变色，需要时进行更换。(6)注意变压器的声响与原来相比是否正常。(7)察看防爆管的玻璃膜是否完整，或压力释放阀的膜盘是否顶开。(8)检查油箱接地情况。(9)观察瓷管引出排及电缆头接头处有无发热变色，火花放电及异状停电检查，找出原因后修复。(10)察看高、低压侧电压及电流是否正常。(11)冷却装置是否正常，油循环是否破坏。 另外，要注意变电所门窗和通道的封闭情况,以防小动物进入变压器室，造成电气事故。二、故障检查 1观察法 变压器的故障如过载、短路、接触不良、打火等通常都反映在发热上，变压器油温上升，有气体、油冲出，有焦味，有爆裂声、打火声等，可以观察变压器上的保护装置是否动作；防爆膜是否冲破；喷出油的颜色是否变黑或有焦味(变黑、有焦味说明故障严重)；上层油温是否超过85C；液面是否正常；各连接部位是否漏油；箱内有无不正常声音。总之，通过看、闻、听就可大致判断变压器是否有问题。 2测试法(1)2500V兆欧表测相间和每相对地的绝缘电阻可以发现绝缘电阻破坏的情况。（2）绕组的直流电阻测量三、检修后的一般试验(1)绝缘电阻和吸收比的测量 吸收比是兆欧表摇动60s时测得的绝缘电阻R与摇动15s时测得的绝缘电阻R的比值。用2 500V兆欧表分别测相间及每相对地的吸收比R/ R，只要这个值大于13(电压等级60kV及其以上的变压器要大于1，5)就可认为变压器绕组是干燥的，没有受潮。测量时其他非被测部位和油箱一起要接地。 (2)测绕组的直流电阻(要求同前)。 (3)测量各分接头上变压比，高压侧应接电压互感器测量，要求各相在相同分接头位置上测出变压比应与铭牌值相符，相差不应超过1。 (4)测定三相变压器的连接组别。(5)测定额定电压下的空载电流Io，Io应在I的5左右。(6)耐压试验 耐压试验是检验绕组对地及对另一绕组之间的绝缘。接线如图127所示。当试验高压绕组时，将高压各相端线连在一起，接到高压试验变压器T2，低压各相端线、中线和油箱起接地，即可加电试验。如要测试低压绕组，则要把高压各相端线、中线和油箱一起接地。 广东省技工学校文化理论的教案 共 页科目电机与变压器课题七：单相变压器绕组的极性及其判定课时2班 级 授课方式讲授作 业题 数同步练习册P2拟用时间25min教学目的1、掌握单相变压器绕组的极性及其判定；2、应用所学知识会进行变压器绕组极性的判定；3、培养学生刻苦钻研、不畏困难的精神。所用教具挂图无重点单相变压器绕组的极性及其判定难点单相变压器绕组的极性及其判定教学回顾1、变压器的损耗、效率及冷却方式2、变压器的故障检修及一般试验说明启发引导式教学审阅： 年 月 日 编号：SGSJX/QW-06-QR0 导入 变压器绕组之间进行连接时，极性是至关重要的。一旦极性接反，轻者不能正常工作；重者致绕组和设备的损坏。所以我们要知晓变压器绕组的极性及其判定方法。 新授 单相变压器绕组的极性及其判定 一、变压器绕组的极性 变压器绕组的极性是指变压器一次侧、二次侧绕组在同一磁通作用下所产生的感应电动势之间的相位关系，通常用同名端来标记。在图2-1中，铁心上绕制的所有线圈都被铁心中交变的主磁通所穿过，在任何某个瞬间，电动势都处于相同极性(如正极性)的线圈端就称同名端；而另一端就成为另一组同名端，它们也处于同极性(如负极性)。不是同极性的两端就称为异名端。例如在交变磁通曲的作用下，感应电动势与的正方向所指的lU2、2U2是一对同名端，在互感器绕组上常用“+”和“”来表示(并不表示真正的正负意义)。对一个绕组而言，哪个端点作为正极性都无所谓，但一旦定下来，其他有关的线圈的正极性也就根据同名端关系定下了。有时也称为线圈的首与尾，只要一个线圈的首尾确定了，那些与它有磁路穿通的线圈的首尾也就定下了。二、极性的重要性 1绕组串联时(1)正向串联，也称为首尾相连，即把两个线圈的异名端相连，总电动势为两个电动势相加，电动势会越串越大。(2)反向串联，也称为尾尾相连(或首首相连)，总电动势为两个电动势之差，电动势将变小。 正因为正、反向串联的总电动势相差很大，所以常用此法来判别两个绕组的同名端。 2绕组并联时也有两种连接方法。 (1)同极性并联，它又分两种情况。 1)与大小一样，则两个绕组回路内部的总电动势为零，不会产生内部环流，这是最理想状态，变压器的并联，就应符合这种条件。2) 与大小不等，则两个绕组回路内部的总电动势不为零，外部不接负载时，也会产生一定的环流。这对绕组的正常工作不利，环流会产生损耗和发热，输出电压、电流都减少，严重时甚至烧坏绕组。 (2)反极性并联 这时两个绕组回路内部的环流将很大，甚至烧坏线圈，这种接法是不允许的，应绝对避免。以上说明绕组极性判别对变压器绕组的连接是十分重要的。三、极性的判别 1直观法 因为绕组的极性是由它的绕制方向决定的，所以可以用直观法判别它们的极性。2测试法无法观察到绕组的绕制方向(如绕组密封在内部)，只能借助仪表来测试。 （1）如果U3=U1+U2，则是正向串联，1U1与2U1是异名端；如果U3=U1U2则是反向串联，1U1与2U1是同名端(2)检流计法 P为检流计(检流计指针偏向电流流人的一端)。当合上开关飞，如电流向下，说明这时1U1与2U1都处于高电位，所以它们是同名端。用这个方法时，为了省电和保护检流计，一般将高压侧接检流计。也可用直流毫安表代替检流计，直流毫安表量程由大至小试用，直到反应明显为止。 以上是对单相绕组的极性判别。对三相变压器来说，它的每一相的一次侧、二次侧绕组之间的同名端判别，同单相变压器一样。但三相绕组之间严格地讲不属于同名端判别范畴。广东省技工学校文化理论的教案 共 页科目电机与变压器课题八：三相变压器及连接组别；三相变压器的并联运行课时2班 级 授课方式讲授作 业题 数同步练习册P2拟用时间25min教学目的1、掌握三相变压器及连接及变压器的并联运行；2、会进行三相变压器星形和三角形和相变压器星星组极性的连接；3、培养学生细心、认真的学习态度。所用教具挂图无重点三相变压器及连接及变压器的并联运行难点三相变压器及连接及变压器的并联运行教学回顾1、变压器绕组的极性2、绕组的串并联3、极性的判别说明启发引导式教学审阅： 年 月 日 编号：SGSJX/QW-06-QR0 导入 变压器绕组之间进行连接时，极性是至关重要的。一旦极性接反，轻者不能正常工作；重者致绕组和设备的损坏。所以我们要知晓变压器绕组的极性及其判定方法。新授 三相变压器及连接组别一、三相变压器的磁路结构1三相组式变压器的磁路它的三个单相变压器铁心磁路是各自独立的，只要三相电压平衡，则磁路也是对称一样的，每只变压器可作为单相变压器来分析。2三相芯式变压器的磁路三相芯式变压器有三个铁心柱，供三相磁通、v、w分别通过。在三相电压平衡时，磁路也是对称的，总磁通=+v +w=0，所以就不需要另外的铁心来供参总通过。类似于三相对称电路中省去中线一样，这样就大量节省了铁心的材料。但由于中间铁心磁路短一些，造成三相磁路不平衡，使三相空载电流也略有不平衡，但大变压器的空载电流Io很小，影响不大。由于三相芯式变压器体积小，经济性好，所以被广泛使用。一、 三相芯式变压器绕组的连接1、三相绕组的首尾判别2、星形接法(1)星形接法的优点1）与三角型接法相比，相电压低，可节省绝缘材料，对高电压特别有利； 2)有中性点可引出，适合于三相四线制，可提供两种电压；3)中点附近电压低，有利于装分接开关；4）相电流大，导线粗，强度大，匝间电容大，能承受较高的电压冲击。(2)星形接法的缺点1）存在谐波，造成损耗增加，1800kVA以上的变压器不能采用此种接法2)中性点要直接接地，否则当三相负载不平衡时，中点电位会严重偏移，对安全不利3）当某相发生故障时，只好整机停用。3、三角形接法它是把三相绕组的各相首尾相接构成一个闭合回路，把三个连接点接到电源上去。因为首尾连接的顺序不同，可分为正相序和反相序两种接法。与星形接法一样，如果一次侧有一相首尾接反了，磁通也不对称，就会同样出现空载电流急剧增加，比星形接法还严重，这是不允许的。二次侧绕组正确接法时，闭合回路的三相电动势之和为零，所以也就不产生环流。电动势相量图是闭合的，这时任意打开回路中的一个接点，测量该点两端所得的电压，称为三角形的开口电压，其值应该为零。（1）三角形接法的优点1)输出电流比星形接法大，可以省铜，对大电流变压器很合适，2)当一相有故障时，另外两相可接成V形运行。(2)缺点是没有中性点，没有接地点，不能接成三相四线制。三相变压器的并联运行一、并联运行的原因 在配电站中，通常由几台变压器并联供电，其原因是：(1)当某台变压器需要检修或故障时，就可以由备用变压器并列运行，以保证不停电从而提高了供电质量。 (2)当负载随昼夜、季节而波动时，可根据需要将某些变压器断开(称为解列)或投入(称为并列)以提高运行效率，减少不必要的损耗。 (3)随着社会经济的发展，供电站的用户不断增加，需扩展容量而增加变压器并列的台数。 当然并列台数也不能太多，因为如单台机组容量太小，会增加损耗，增加投资和成本，也会使运行操作复杂化。二、变压器并联运行的条件 必须符合以下三个条件的变压器才可以并联运行。 1一次侧、二次侧的电压分别相等，即变比K相等 如果两台二次侧电压不同的变压器负载运行时，两台变压器的承载也不平衡，电压偏大的一台承载过大。为此规定了两台变压器的一次侧、二次侧电压需相等，变压比K的误差不允许超过05。 2连接组别应相同 前面在分析连接组时就讲到，它是反映一次侧、二次侧线电压的相位关系。 3短路阻抗要相等广东省技工学校文化理论的教案 共 页科目电机与变压器课题九：电力变压器铭牌及参数的简单计算课时2班 级 授课方式讲授作 业题 数同步练习册P2拟用时间25min教学目的1、掌握电力变压器铭牌及参数的简单计算；2、识读电力变压器铭牌及进行参数的简单计算；3、培养学生热爱生活、留心身边事物的好习惯心活。所用教具挂图无重点电力变压器铭牌及参数的简单计算难点电力变压器铭牌及参数的简单计算教学回顾1、三相变压器的星形连接及三角形连接；2、变压器的并联运行的原因及条件。说明启发引导式教学审阅： 年 月 日 编号：SGSJX/QW-06-QR0 导入 每个变压器都有铭牌，它是了解和使用变压器的依据。今天我们就来学习电力变压器铭牌及参数的简单计算。据器变压器 新授 电力变压器铭牌及参数的简单计算一、国产电力变压器的铭牌1. 型号型号表示变压器的结构特点、额定容量(kVA)和高压侧的电压等级(kV)。(1)旧型号 SJL56010。第一字母S三相，D单相；第二字母J油浸自冷，F风冷，G干式，S水冷；第三字母L铝线，P强迫油循环；数字560额定容量(kVA)，10高压侧电压(kV)。(2)新型号 S750010三相电力变压器第7设计序号。S=500kVA， =10kV(高压侧)。S98010三相电力变压器第9设计序号，S=80KVA， U=10kV；SZ9代表有载调压三相电力变压器；S9M代表全密封三相电力变压器。2额定电压U一次侧额定电压是指它正常工作时的线电压，它是由变压器的绝缘强度和允许发热条件所规定的。二次侧额定电压是指一次侧额定电压时，分接开关位于额定电压位置上，二次侧空载时的线电压，单位是V。3.额定电流额定电流是指在某环境温度、某种冷却条件下允许规定的满载线电流值。当环境温度和拎却条件改变时，额定电流也应变化。额定电流的大小主要由绕组绝缘和散热条件限制。例如，干式变压器加风扇散热后，电流可提高50。我国规定变压器的环境温度是40。4额定容量S 额定容量的单位为kVA，也称视在功率，表示在额定工作条件下变压器的最大输出功率，而满负荷时实际的输出功率为：P= Scos。当然，S也和I一样受到环境和冷却条件的影响。单相时：S= U I三相时：S= U I通常可忽略损耗，认为U I= U I，以计算一次侧、二次侧的额定电流I、I。5阻抗电压U阻抗电压U也称短路电压，与输出电压的稳定性有关，也与承受短路电流的能力有关，要综合考虑。6.温升温升是变压器额定工作条件下，内部绕组允许的最高温度与环境温度之差,它取决于所用绝缘材料的等级。绕组的最高允许温度为额定环境温度加变压器额定温升，如40+65=105，为A级绝缘的耐热温度。这时变压器油面的最高温度为40+55=95，一般上层油温应工作在85以下，以控制油的老化不致太快。7冷却方式ONAN油浸自冷。 8绝缘水平L1雷击耐压75LV，AC交流耐压35kV。9其他数据其他数据还有油质量、器身质量、总质量等，这些数据为变压器维修提供依据，根据它来准备变压器油、起吊设备、其他维修材料和设备。具体标准可查有关标准代号。二、国产电力变压器的简介我国已生产多种系列电力变压器，多数采用油浸式。除普通三相双线圈变压器外，还生产三相三线圈变压器和三相自耦变压器。目前使用最多的是206300kVA之间的中小型三相电力变压器，它们主要包括如下：1. SJ6系列2. SJL系列3. SJL1系列4. S7与SL7系列5. S9系列6. S10-M系列7. 树脂浇注型干式变压器三、变压器参数的计算教材P36、P37例2-1、2-2 广东省技工学校文化理论的教案 共 页科目电机与变压器课题十：仪用变压器课时2班 级 授课方式讲授作 业题 数同步练习册P2拟用时间25min教学目的1、掌握常用仪用变压器的工作原理及使用方法；2、正确使用常用仪用变压器；3、培养学生良好的学习态度，激发学生学习兴趣心