项目1.1变压器的测试与应用

1、项目项目1 变压器的测试与应用变压器的测试与应用n任务1.1 单相变压器的拆装及重绕n任务1.2 变压器的通用测试n任务1.3 变压器运行特性的测试n任务1.4 变压器的连接组别的判定n知识拓展任务任务1.1 单相变压器的拆装及重绕单相变压器的拆装及重绕n通过本次任务小型单相变压器的拆装及重绕任务，学生应能够掌握小型单相变压器的基本结构。而小型变压器是指用于工频范围内进行电压、电流变换的变压器，容量从几十伏安到一千伏安。任务导入任务导入1.1.1 变压器的用途与分类 变压器：是一种静止的电机，它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器就是

2、实现电能在不同等级之间进行转换。是电力系统中生产，输送，分配和使用电能的重要装置。也是电力拖动系统和自动控制系统中电能传递或作为信号传输的重要元件。1.1.变压器的用途变压器的用途（1）电力系统）电力系统 在电力系统中，变压器是一种重要的电气设备。电力系统中使用的变压器称为电力变压器。将大功率的电能经济地从发电厂输送到远距离的用电区，应采用高压输电，因为传输一定的电功率，电压越高，电流也就越小。使用变压器，既可以节省导线和其他架设费用，又可以减少送电时导线上的损耗和电压降。（2 2）其它用途）其它用途 除了电力系统中的电力变压器外，根据变压器的用途，还有供给特殊电源用的变压器，例如电炉变压器、

3、整流变压器、电焊变压器、中频变压器等；仪用变压器，例如电压互感器、电流互感器等；以及其他各种变压器，例如实验室中使用的自耦变压器（调压器）、自动控制系统中的小功率变压器、通信系统中的阻抗变压器等。在一般工业和民用产品中，利用变压器还可以实现电源与负载的阻抗匹配、电路隔离等。1.1.1 变压器的用途与分类1)按用途分类:可分为电力变压器（主要用在输配电系统中，又分为升压变压器、降压变压器、联络变压器和厂用变压器）2.2.变压器的分类变压器的分类变压器的种类很多，可按其用途、结构、相数、冷却方式等不同来进行分类。1.1.1 变压器的用途与分类特种变压器：（如调压变压器、试验变压器、电炉变压器、整流

4、变压器、电焊变压器，控制变压器等）1.1.1 变压器的用途与分类仪用互感器：（电压互感器和电流互感器）电子变压器：用在电子线路中1.1.1 变压器的用途与分类 2）按绕组数目分类：可分为双绕组变压器，三绕组变压器，多绕组变压器和自耦变压器。 3）按铁心结构分类：有心式变压器和壳式变压器。 4）按相数分类：有单相变压器、三相变压器和多相变压器。 5）按冷却介质和冷却方式分类：可分为油浸式变压器（包括油浸自冷式、油浸风冷式、油浸强迫油循环式）、干式变压器、充气式变压器。1.1.1 变压器的用途与分类电源变压器电源变压器电力变压器电力变压器环形变压器环形变压器自耦调压器自耦调压器控制变压器控制变压器

5、三相干式变压器三相干式变压器1.1.1 变压器的用途与分类zyY AxXBabcZCcbaBXxACZYyz三相变压器组（Y/）三铁心柱式三相变压器（Y/Y0）特点是：三相磁路彼此无关联。特点是：三相磁路彼此有关联。1.1.1 变压器的用途与分类一次绕组的一次绕组的二次绕组的二次绕组的电压相量电压相量U1电压相量电压相量U2电流相量电流相量I1电流相量电流相量2电动势相量电动势相量电动势相量电动势相量E2匝数匝数匝数匝数N2 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能，变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组；与负载相连

6、的线圈，送出交流电能，称为二次绕组。1.1.2 变压器的基本工作原理一次绕组AX，也称为原绕组，原边，初级，A是首端，X是末端。二次绕组ax，也称为副绕组，副边，次级，a是首端，x是末端。1212de = - Ndtde = - Ndt 变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。1.1.2 变压器的基本工作原理KNNEEUU212121 只要：(1)磁通有变化量；(2)一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变电压的目的。1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZ1.1.2 变压器的基

7、本工作原理 电力变压器的基本构成部分有：铁心、绕组、绝缘套管、油箱及其他附件等，其中铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身。1.1.3 变压器的主要结构1.1.铁心铁心 铁心构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。 铁心材料：为了提高磁路的导磁性能，减少铁心中的磁滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁性材料硅钢片叠成。硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为0.350.5mm，两面涂以厚0.020.23mm的漆膜，使片与片之间绝缘。1.1.3 变压器的主要结构变压器的铁心(a) 口型； （b） EI型； (c) F型；

8、（d） C型(a)(b)(c)(d)几种常见铁心的形状几种常见铁心的形状1.1.3 变压器的主要结构壳式结构的特点是铁心包围绕组的顶面、底面和侧面。心式结构的特点是铁心柱被绕组包围，壳式结构的机械强度较好，但制造复杂。按铁心和绕组的组合结构， 通常又把变压器分为心式和壳式两种1.1.3 变压器的主要结构 心式结构比较简单，绕组的装配及绝缘比较容易，电力变压器的铁心主要采用心式结构。 铁心叠装 ：变压器的铁心一般是由剪成一定形状的硅钢片叠装而成。为了减小接缝间隙以减小激磁电流，一般采用交错式叠法，使相邻层的接缝错开。相邻层按不同方式交错叠放，将接缝错开。偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁阻

9、，便于磁通流通。1.1.3 变压器的主要结构 铁心截面：小型变压器做成方形或者矩形；大型变压器做成阶梯形。容量大则级数多。叠片间留有间隙作为油道，以改善铁心内部的散热条件。1.1.3 变压器的主要结构2.2.绕组绕组 绕组：绕组是变压器的电路部分，它由铜或 铝绝缘导线绕制而成 。 一次绕组（原绕组）：输入电能 二次绕组（副绕组）：输出电能 他们通常套装在同一个心柱上，一次和二次绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，一次绕组的电能就可传递到二次绕组，且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。 其中，两个绕组中，电压较高的我们称为高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕组。从高、低压绕组的相对位置来看，变

10、压器的绕组又可分为同心式、交迭式。由于同心式绕组结构简单，制造方便，所以，国产的均采用这种结构，交迭式主要用于特种变压器中。1.1.3 变压器的主要结构交叠式绕组，漏电抗小，机械强度高，引线方便。同心式绕组，结构简单，制造方便。1.1.3 变压器的主要结构3.3.其他部件其他部件除器身外，典型的油锓电力变压器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置等部件。1.1.3 变压器的主要结构油浸式电力变压器油浸式电力变压器1 1信号式温度计信号式温度计2 2吸湿器吸湿器3 3储油柜储油柜4 4油位计油位计5 5安全气道安全气道6 6气体继电器气体继电器7 7高压套管高压套管8 8低压套管低压套管9

11、 9分接开关分接开关1010油箱油箱1111铁心铁心1212线圈线圈1313放油阀门放油阀门1.1.3 变压器的主要结构 额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。在额定状态下运行时，可以保证变压器长期可靠地工作，并具有优良的性能。额定值亦是产品设计和试验的依据。额定值通常标在变压器的铭牌上，亦称为铭牌值。电力变压器产品型号 SL7315/10 产品编号 额定容量 315kVA 使用条件 户外式额定电压 10000/400V 冷却条件 ONAN额定电流 18.2/454.7A 短路电压 4%额定频率 50 Hz 器身吊重 765kg相 数 三相 油 重 380kg联接组别

12、Y yno 总 重 1525kg制 造 厂 生产日期 电力变压器铭牌示意图 1.1.4 变压器的铭牌数据和主要系列1. 1. 变压器的铭牌数据变压器的铭牌数据(3)额定电流IN：额定电流指线电流，以安(A)表示。原、副边额定电流是指在额定容量和额定电压时所长期允许通过的电流。(4)额定频率fN：我国的标准工频规定为50赫(Hz)变压器的额定值主要有：(1)额定容量SN：在铭牌规定的额定状态下变压器输出视在功率的保证值，称为额定容量。额定容量用伏安(VA)或千伏安(KVA)表示。对三相变压器，额定容量系指三相容量之和。(2)额定电压UN：额定电压指线电压，用伏(V)或千伏(kV)表示。原边额定电压U1N是指电源加在原绕组上的额定电压；副边额定电压U2N是指原边加额定电压副边空载时副绕组的端电压。1.1.4 变压器的铭牌数据和主要系列 此外，额定指还包括效率、温升等。除额定值外，铭牌上还标有变压器的相数、连接组别、阻抗电压（或短路阻抗相对值或标么值）、接线图等。单相双绕组变压器 三相双绕组变压器 NNNNNIUIUS2211NNNNNIUIUS221133 变压器的额定容量、额定电压、额定电流之间的关系为：1.1.4 变压器的铭牌数据和主要系列设计序号高压边额定电压（KV）额定容量（KVA）