电机与电气控制项目教程项目3

1、正版可修改PPT课件电机与电气控制项目教程项目3项目变压器任务了解变压器的基本原理和结构任务理解单相变压器的空载运行和负载运行任务了解三相变压器任务了解其他用途的变压器任务学习变压器特性测试及故障检修任务了解变压器的基本原理和结构一、变压器的构造和种类变压器的构造不论是单相变压器、三相变压器或其他各类变压器，都主要由铁芯和线圈（又称为绕组）两部分构成。中小型油浸电力变压器典型结构如图所示。（）铁芯。铁芯是变压器的磁路通道，是用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片制成，以便减少涡流和磁滞损耗。按其构造形式可分为心式和壳式两种，如图所示。下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构铁芯由铁芯柱和铁轭两部分构成

2、。铁芯柱上套绕组，铁轭将铁芯柱连接起来形成闭合磁路。为了提高磁路的导磁性能，减少铁芯中的磁滞、涡流损耗，铁芯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.，片厚则涡流损耗大，片薄则叠片系数小，所以硅钢片的两面涂以厚度为.的漆膜，使片与片之间绝缘。（）绕组。绕组是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包的铝线或铜线烧制而成。变压器的绕组分为两组，一般将连接电源的绕组称为一次绕组或原绕组，用来输入电能；将与负载相连的绕组称为二次绕组或副绕组，用来输出电能。上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构一次绕组和二次绕组通常套装在同一个铁芯柱上，但具有不同的匝数，通过电磁感应作用，一

3、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。在两个绕组中，电压较高的被称为高压绕组，相应的电压较低的被称为低压绕组。从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组又可分为同心式和交叠式。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；交叠式主要用于特种变压器中。（）绝缘。变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸及皱纹纸等上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构（）分接开关。为了供给稳定的电压、控制电力潮流或调节负载电流，均需对变压器进行电压调整。目前，变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分接，以切除或增加一部分绕组的线匝和改变绕组的匝数

4、，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。这种绕组抽出分接以供调压的电路，被称为调压电路；变换分接以进行调压所采用的开关，被称为分接开关。一般情况下是在高压绕组上抽出适当的分接。这是因为高压绕组一则常套在外面，引出分接方便；二则高压侧电流小，分接引线和分接开关的载流部分截面小，开关接触触头也较容易制造。变压器二次不带负载，一次也与电网断开（无电源励磁） 的调压，被称为无励磁调压；带负载进行变换绕组分接的调压，被称为有载调压。上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构（）油箱。油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身置于油箱内，油箱内灌满变压器油。油箱结构可根据变压器的大小分为吊器身式油箱和吊

5、箱壳式油箱两种。吊器身式油箱：多用于及以下的变压器，其箱沿设在顶部，箱盖是平的，由于变压器容量小，所以重量轻，检修时易将器身吊起。吊箱壳式油箱：多用于及以上的变压器，其箱沿设在下部，上节箱身做成钟罩形，故又称为钟罩式油箱。检修时无须吊器身，只将上节箱身吊起即可。上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构（）冷却装置。变压器运行时，由绕组和铁芯中产生的损耗转化为热量，必须及时散热，以免变压器过热造成事故。变压器的冷却装置是起散热作用的。根据变压器容量大小的不同可采用不同的冷却装置。对于小容量的变压器，绕组和铁芯所产生的热量经过变压器油与油箱内壁的接触，以及油箱外壁与外界冷空气的接触而自然地散

6、热冷却，无须任何附加的冷却装置。若变压器容量稍大些，可以在油箱外壁上焊接散热管，以增大散热面积。对于容量更大的变压器，则应安装冷却风扇，以增强冷却效果。当变压器容量在及以上时，则采用强迫油循环水冷却器或强迫油循环风冷却器进行冷却。与前者的区别在于循环油路中增设一台潜油泵，对油加压以增加冷却效果。这两种强迫油循环冷却器的主要差别为冷却介质不同，前者为水，后者为风。上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构（）储油柜。储油柜又被称为油枕，位于变压器油箱上方，通过气体继电器与油箱相通。当变压器的油温变化时，其体积会膨胀或收缩。储油柜的作用就是保证油箱内总是充满油，并减小油面与空气的接触面，从而减

7、缓油的老化。（）安全气道。安全气道又被称为防爆管，其位于变压器的顶盖上，其出口用玻璃防爆膜封住。当变压器内部发生严重故障而气体继电器失灵时，油箱内部的气体便冲破防爆膜从安全气道喷出，保护变压器不受损害。（）吸湿器。为了使储油柜内上部的空气保持干燥，避免工业粉尘的污染，储油柜通过吸湿器与大气相通。吸湿器内装有用氯化钙或氯化钴浸渍过的硅胶，它能吸收空气中的水分。当它受潮到一定程度时，其颜色由蓝色变为粉红色。上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构（）气体继电器。气体继电器位于储油柜与箱盖的连接管道上。在变压器内部发生故障（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等）产生气体或油箱漏油等使油面降低时，它

8、可接通信号或跳闸回路，从而保护变压器。（）高、低压绝缘套管。变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起着固定引线和对地绝缘的作用。套管由带电部分和绝缘部分组成。带电部分包括导电杆、导电管、电缆或铜排。绝缘部分分为外绝缘和内绝缘。外绝缘为瓷管，内绝缘为变压器油、附加绝缘和电容性绝缘。变压器的种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。上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构（）按用途分类，可分为电力变压器（主要用在输配电系统中，其又分为升压变压器、降压变压器、联络变压器和厂用变压器）、仪用互感器（如电压互感器和电流互感器） 和特种变压器（如调压变压

9、器、试验变压器、电炉变压器、整流变压器及电焊变压器等）。（）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。（）按铁芯结构分类，可分为心式变压器和壳式变压器。（）按相数分类，可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器。（）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）、干式变压器和充气式变压器。上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构（）电力变压器按容量大小通常又可分为小型变压器（容量为）、中型变压器（容量为）、大型变压器（容量为）和特大型变压器（容量为及以上）。二、变压器的基本工作原理变压器是利用电磁感应原理工作的

10、，它可以根据需要将交流电压升高或降低。在改变电压的同时，频率保持不变。变压器的主要部件是一个铁芯和套在铁芯上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没有电联系。上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构如图所示，由电磁感应定律可以得出，当在一次绕组两端加上合适的交流电源时，在电源电压的作用下，一次绕组中就有交流电流流过，此电流在变压器铁芯中将建立起交变磁通，它将同时与一、二次绕组相交链，于是在一、二次绕组中产生感应电动势和。设一、二次绕组的匝数分别为和，则由电磁感应定律可得：上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构忽略变压器绕组内部压降， ， ，则一、二次绕组电压有效值之比为：式中：为变压器的变

11、比；为一次绕组交变电压的有效值；为二次绕组交变电压的有效值。上式（）表明，变压器一、二次绕组的电压之比等于它们的匝数之比。只要改变一次或二次绕组的匝数，即可改变输出电压的大小。这就是变压器变压的基本工作原理。上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构三、变压器的铭牌数据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。额定值通常标注在变压器的铭牌上。变压器的额定值主要有以下几种：额定容量额定容量是指额定运行时的视在功率。其单位以、或表示。由于变压器的效率很高，通常一、二次侧的额定容量设计成相等。额定电压正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压。二次侧的额定电压

12、是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。额定电压单位以、表示。对三相变压器来说，额定电压是指线电压。上一页下一页返回任务了解变压器的基本原理和结构额定电流根据额定容量和额定电压计算出的线电流称为额定电流，单位以、表示。额定频率我国规定的标准工业用电频率是。除额定值外，变压器的相数、绕组连接方式及联结组别、短路电压、运行方式和冷却方式等均标注在铭牌上。额定状态是变压器的理想工作状态，具有优良的性能，可长期工作。上一页返回任务理解单相变压器的空载运行和负载运行一、单相变压器的空载运行变压器的空载运行是指变压器一次绕组接在额定电压的交流电源上，而二次绕组开路时的工作情况，如图所示。副边开路时，

13、通过原边的空载电流就是励磁电流。磁动势在铁芯中产生的主磁通既穿过原绕组，又穿过副绕组，于是在原、副绕组中分别产生感应电动势和；另有很少的一部分磁通不经过铁芯，其主要经非磁性材料而闭合，这部分磁通被称为漏磁通，漏磁通只在一次绕组中产生漏磁感应电动势，由于漏磁通的通过路径为变压器油或空气，其导磁率小，所以漏磁感应电动势也很小。下一页返回任务理解单相变压器的空载运行和负载运行和与的参考方向之间符合右手螺旋定则，由法拉第电磁感应定律可得：和的有效值分别为：式中：为交流电源的频率；为主磁通的最大值。上一页下一页返回任务理解单相变压器的空载运行和负载运行如果忽略漏磁通的影响并且不考虑绕组上电阻的压降时，可

14、认为原、副绕组上电动势的有效值近似等于原、副绕组上电压的有效值，即：因此，可见，变压器空载运行时，原、副绕组上电压的比值等于两者的匝数之比，称为变压器的变比。若改变变压器原、副绕组的匝数，就能够把某一数值的交流电压变为同频率的另一数值的交流电压，即：上一页下一页返回任务理解单相变压器的空载运行和负载运行当原绕组的匝数比副绕组的匝数多时，这种变压器为降压变压器；反之，当的匝数少于的匝数时，这种变压器则为升压变压器。空载损耗是变压器空载运行时，一次绕组从电源中吸取的少量的电功率，主要用来补偿铁芯中的铁耗以及少量的绕组铜耗，可认为。空载损耗占额定容量的. ，而且随变压器容量的增大而下降。为减少空载损

15、耗，改进设计结构的方向，经常采用优质铁磁材料、优质硅钢片和激光化硅钢片。上一页下一页返回任务理解单相变压器的空载运行和负载运行二、单相变压器的负载运行运行原理变压器的负载运行是指变压器原绕组接交流电压、副绕组接负载时的运行状态，如图所示。这时副边的电流为，原边电流由增大为，且略有下降，这是因为有了负载后，、均会增大，原、副绕组本身的内部压降也要比空载时大，从而使副绕组电压比低一些。因为变压器内部压降一般小于额定电压的，因此变压器有无负载对电压比的影响不大，可以认为负载运行时变压器原、副绕组的电压比仍然基本上等于原、副绕组匝数之比，即：上一页下一页返回任务理解单相变压器的空载运行和负载运行当变压

16、器负载运行时，由电流形成的磁动势对磁路也会产生影响，即铁芯中的主磁通是由和共同产生的。由式.可知，当电源电压和频率不变时，铁芯中的磁通最大值应基本保持不变，那么磁动势也应保持不变，即由于变压器空载电流很小，一般只有额定电流的百分之几，因此当变压器额定运行时，可忽略不计，则有：上一页下一页返回任务理解单相变压器的空载运行和负载运行由式（）可见，当变压器负载运行时，原、副绕组产生的磁动势方向相反，即副边电流对原边电流产生的磁通有去磁的作用。因此，当负载阻抗减小，副边电流增大时，铁芯中的磁通将减小，原边电流必然增加，以保持磁通基本不变。所以，副边电流变化时，原边电流也会相应地变化。原、副边电流有效值

17、的关系为：可见，当变压器额定运行时，原、副边的电流之比近似等于其匝数之比的倒数。若改变原、副绕组的匝数，就能够改变原、副绕组电流的比值，这就是变压器的电流变换作用。不难看出，变压器的电压比与电流比互为倒数，因此，匝数多的绕组电压高、电流小；匝数少的绕组电压低、电流大。上一页下一页返回任务理解单相变压器的空载运行和负载运行变压器的电压调整率和外特性（）电压调整率。电压调整率是指当一次侧接在额定电压的电网上，负载的功率因数为常数时，空载与负载时二次侧端电压变化的相对值，用*表示。电压调整率是表征变压器运行性能的重要指标之一，它的大小反映了供电电压的稳定性。（）变压器的外特性。变压器在负载运行中，随

18、着负载的增加，负载电流随之增加，一、二次绕组上的电阻压降及漏磁电动势都随之增加，二次绕组的端电压将会随负载电流的变化而变化。具体过程如图所示。上一页下一页返回任务理解单相变压器的空载运行和负载运行.变压器的损耗与效率（）变压器的损耗。变压器的损耗主要是铁损耗和铜损耗两种。铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁芯叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗以及主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。铜损耗分为基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括集肤效应引起

19、的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。上一页下一页返回任务理解单相变压器的空载运行和负载运行铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。（）变压器的效率。效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。效率的大小反映了变压器运行的经济性能的好坏，是表征变压器运行性能的重要指标之一。效率特性是指在功率因数一定时，变压器的效率与负载电流之间的关系（），如图所示。上一页下一页返回任务理解单相变压器的空载运行和负载运行由图可知，当变压器空载时，输出功率为零，所以。当负载较小时，损耗相对较大，功率较低。随着负载增加，效率也随之增加。当超过某一负载时，因铜损耗与负载电流的平方成正比增大，效率反而降

20、低。最大效率不一定出现在额定负载处，最高效率出现在变压器的不变损耗等于可变损耗时。为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁损耗小些。上一页返回任务了解三相变压器一、三相变压器的磁路三相变压器组的磁路将三台相同的单相变压器一、二次侧绕组按对称式做三相连接，可组成三相变压器组，如图所示。三相变压器组是由三个独立的单相变压器组成，在电路上互相连接，三相磁路互相完全独立。各相主磁通有各自的铁芯磁路，互不影响。各相铁芯、磁通、磁阻等均一致。当一次侧加上三相对称正弦电压时，三相空载电流是对称的，三相绕组的主磁通、和也是对称的。对于特大容量变压器而言，采用这种变压器组时将方便运输。下一页返回任务了解三

21、相变压器三相心式变压器的磁路三相心式变压器铁芯是将三台单相变压器的铁芯合在一起经演变过来的，如图所示。三相心式变压器具有共同铁芯，中柱（中间铁芯柱） 磁通为三相、三个铁芯柱磁通的相量和。如果三相电压对称，则三相磁通的总和 ，因此，中间铁芯柱可以省去。为了使结构简单、制造方便、减小体积、节省材料，通常将三相铁芯柱的中心线布置在同一平面内，即演变成常用三相心式变压器铁芯。这种铁芯结构中的两边两相磁路的磁阻比中间一相磁阻大一些。当外加三相电压对称时，各相磁通相等，但三相空载电流不等时，中间那相空载电流也小一些。在小容量变压器中表现较明显，在大型变压器中，其不平衡度较小。在计算空载电流时，可取三者算术

22、平均值。因为空载电流较小，对变压器负载影响不大，与三相变压器组比较起来，还是非常经济的。上一页下一页返回任务了解三相变压器二、变压器的联结组变压器同名端的判断在判断联结组之前应该先确定高、低压绕组中电动势相位关系。以单相绕组为例，高压绕组首端为“”，末端为“”；低压绕组首端为“”，末端为“”。原、副绕组被同一主磁通交链，感应电动势在任一瞬间原边绕组有一端点为高电位，副边绕组也有一端点为高电位。这两个端点为“同名端”，一般在电路图中用“” 或“” 来标注出同名端。若两个端点一个为高电位，一个为低电位，则称这两个端点为异名端。图所示为不同绕线方向时，两组单相变压器的同名端的标注。上一页下一页返回任

23、务了解三相变压器在工程上有很多方法可以确定同名端，图所示为试验确定同名端的方法。把两个绕组的尾端和连接起来，在一次侧和上加已降低的便于测量的电压，用电压表测量出和间的电压，若与是同名端，则 ；如果与是异名端，则 。变压器的联结组判断如果用相量图来画出一次侧和二次侧的相量方向，两者箭头都向上，好像时钟的分针和时针都指向点钟方向，所以用时间来说是“” 点钟；后者箭头一个向上，一个向下，好像时钟的点钟时分针和时针的位置，所以用时间来说是“”点钟。我们把这种用时钟的时间来描述联结组的方法称为“时钟序号” 法，这种方法在联结组别复杂的三相变压器中使用较广泛。上一页下一页返回任务了解三相变压器单相变压器的

24、联结组很容易判断，如图所示，只有两种绕线方式，如果和为同名端如图（） 所示，则用表示，如果和为异名端如图（）所示，则用来表示。三相变压器的一、二次侧均有、三相绕组，它们之间的连接方式对变压器的并联运行有较大影响。一般来说，三相绕组可以连接成星形（或） 或者三角形（或）。三相变压器原、副绕组采用星形接法时，是将三相绕组间的末端连接在一起，构成中性点或，将它的三个首端线引出，接到三相电源或负载上。三相变压器原、副绕组采用三角形接法时，是将三相绕组间的首端和末端互相连接而成闭合的形式，再从三个连接点引出端线，接到三相电源或负载上。高压绕组首端由、表示，末端由、表示，有中线用表示；低压绕组首端由、表示

25、，末端由、表示，有中线用表示。上一页下一页返回任务了解三相变压器以高压绕组星形连接为例，画接线图时，将三相绕组竖直平行画出，相序是从左向右，相电动势的正方向是由末端指向首端。画相量图时，应将相相电动势 竖直画出，其他两相 和 分别与其相差并按顺时针排列，线电动势 和 方向由双下标决定。如图所示。三角形连接是将三相绕组的首端、末端顺次连接成闭合回路，把三个接点顺次引出。三角形连接又有顺接、倒接两种接法。画接线图时，三相绕组应竖直平行排列，相序是由左向右，顺接是将上一相绕组的首端与下一相绕组的末端顺次连接。倒接是将上一相绕组的末端与下一相绕组的首端顺次连接。画相量图时，仍将相竖直向上画出，三相接点

26、顺次按顺时针排列，构成一个闭合的等边三角形。顺接时三角形指向右侧，倒接时三角形指向左侧，每相相电动势方向与星形接线法相同。上一页下一页返回任务了解三相变压器理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电动势（或线电压） 的相位差总是的整数倍。因此可以采用“时钟序号”法表示。以分针（长针） 表示高压绕组线电动势 ，固定在点钟方向不动；以时针（短针）表示低压绕组线电动势 ，指向几就是几点钟连接。则判断步骤如下：（）在接线图上标出各相电动势相量。（）画出原绕组电动势相量位形图。（）根据同一铁芯柱上原、副绕组感应电动势的相位关系，画出副边绕组电动势位形图。将“”点与“”点重合，使相位关系更直观

27、。（）比较原、副绕组线电动势的相位关系。根据“时钟序号”法确定联结组别。上一页下一页返回任务了解三相变压器变压器并联运行并联运行是将两台或多台变压器的一次侧和二次侧绕组分别接于公共的母线上，同时向负载供电。其接线方法如图所示。（）并联运行的目的。 提高供电可行性。并联运行时，如果其中一台变压器发生故障从电网中切除时，其余变压器仍能继续供电。 提高变压器运行经济性。可根据负载的大小调整投入并联运行的台数，以提高运行效率。 可以减少总备用容量，并可随着用电量的增加分批增加新的变压器。上一页下一页返回任务了解三相变压器（）理想并联运行的条件。为了解决变压器并联运行时各个变压器之间的环流问题和负载的分

28、配问题，需要满足以下条件： 变压器的联结组标号相同。 变压器的电压比相等（允许有的差值）。 变压器的短路阻抗或短路电压相等（允许有的差值）。上一页返回任务了解其他用途的变压器一、三相电力变压器在电力系统中做输配电之用时，应用最广的是心式变压器。它是整个电力系统中容量最大、应用最多的电气设备，因此除了保证能安全可靠地运行外，人们对它最关注的是效率问题。由于三相电力变压器容量大、电压高、电流大、体积也大，而且地位十分重要（它往往是整个电力系统正常运行的关键部分），因而它的结构也是各种变压器中最为复杂的，必须有一套有效的散热装置以及安全保护措施。在使用三相电力变压器时必须熟悉其铭牌上标示的各参数，在

29、标示的各参数范围内运行，以确保变压器的安全供电。如图所示。下一页返回任务了解其他用途的变压器二、小功率电源变压器小功率电源变压器是最常见的一种变压器，也是日常生活中常见的用电设备，尤其是数字电子设备都需要这种变压器提供低于工频电源的电压，这种变压器也是比较容易损坏和需要修理或更换的变压器。三、自耦变压器前面叙述的变压器，一、二次绕组之间只有磁的耦合，而没有电的直接联系。这种变压器被称为双绕组变压器。如果把一、二次绕组合二为一，使二次绕组成为一次绕组的一部分，则这种只有一个绕组的变压器被称为自耦变压器，自耦变压器的一、二次绕组之间除了有磁的耦合外，而且还有电的直接联系。上一页下一页返回任务了解其

30、他用途的变压器自耦变压器可节省铜和铁的消耗量，从而减小变压器的体积、重量，降低制造成本，且有利于大型变压器的运输和安装。在高压输电系统自耦变压器主要用来连接两个电压等级相近的电力网，可做联络变压器之用。实验室常用二次侧带滑动接触的自耦变压器做调压器使用，获得可任意调节的交流电压。此外，自耦变压器还常用做异步电动机的启动补偿器，对电动机进行降压启动。如图所示，自耦变压器的一、二次绕组中电压、电流、匝数关系也与双绕组变压器一样：上一页下一页返回任务了解其他用途的变压器四、仪用互感器电压互感器电压互感器的一次侧绕组匝数很多，并联于待测电路两端，二次侧绕组匝数较少，与电压表及电度表、功率表、继电器的电

31、压线圈并联，如图所示。电压互感器就是利用变压器的变电压原理，将高电压变换成便于测量的低电压，实际上电压互感器就是一台降压变压器。由于二次侧绕组接在高阻抗的仪表上，因而二次侧电流很小。如果忽略漏阻抗压降，则：上一页下一页返回任务了解其他用途的变压器使用电压互感器时需注意以下几点：（）电压互感器二次测绕组不允许短路，否则短路电流很大，会烧坏电压互感器，因此需要在其二次侧串联熔断器做短路保护。（）为防止一次侧高压绕组绝缘损坏时，铁芯和二次绕组带高电压而触电，需要在二次侧做接地保护。电流互感器电流互感器实质上是一台二次绕组在短路状态下工作的双绕组变压器，它的一次绕组由一匝或几匝截面较大的导线构成，将其

32、串接在需要测量电流值的电路中。由于二次绕组的匝数较多，截面较小，它与阻抗很小的负载（电流表、瓦特表等的电流线圈） 接成闭路，如图所示。电流互感器就是利用变压器的变电流原理，将大电流变换成便于测量的小电流，实际上电流互感器就是一台升压变压器上一页下一页返回任务了解其他用途的变压器由于二次负载阻抗很小，所以说电流互感器是一个处于短路工作状态下的单相变压器。因而有：式（）表明，利用一、二次绕组不同的匝数关系，可将被测电路的大电流变换成检测仪表上显示出的小电流。使用电流互感器时需注意以下几点：（）电流互感器二次侧不能开路，以防二次侧产生高电压危急测量人员安全，所以二次侧不允许安装熔断器。（）铁芯、低压

33、绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二次侧出现过压。上一页下一页返回任务了解其他用途的变压器五、弧焊变压器弧焊变压器是交流弧焊机的主要组成部分，用来将的交流电压降压为电焊所需的电压为了适应电焊的工作需要，它的结构与一般的变压器有所不同，二次绕组允许短暂的短路，二次绕组输出的电流可以在大范围内调节以满足不同规格焊件的焊接需要。弧焊变压器可以通过二次绕组串联气隙可调的电抗器来改变弧焊电压，还可以在一、二次绕组之间安装可调节位置的磁分路铁芯来改变变压器的漏磁通，以达到调节弧焊电压的目的。图所示为带电抗器的弧焊变压器。上一页返回任务学习变压器特性测试及故障检修一、技能训练实验目的在单相变压器的特性测试

34、实验中，通过空载和短路实验测定变压器的变比，计算变压器的空载及短路参数。实验设备（见表）实验内容（）空载实验。测量变压器在空载运行时的有关参数被称为变压器的空载实验。这些参数主要有变压比、空载电流、空载损耗功率和励磁阻抗等。下一页返回任务学习变压器特性测试及故障检修变压器空载运行时所用的功率表应为低功率因数功率表，并将电压表接在功率表前面，以减少误差。空载实验在高压侧或低压侧都可以进行。对于电力变压器而言，为了安全起见，通常在低压侧进行，而将高压侧开路。实验时，调节自耦调压器手柄，使加在低压侧的电压为额定电压。这时，由功率表测得的读数就是空载损耗，由电压表读得，由电流表读得空载电流，再通过电压

35、互感器和电压表测量高压侧的电压。根据这些读数可计算出变压器的空载参数。以下为空载实验流程： 在断电的条件下，按图所示的单相变压器的特性测试实验电路接线。变压器的低压线圈、接电源，高压线圈、开路上一页下一页返回任务学习变压器特性测试及故障检修 选好所有电表量程。将调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。 合上交流电源总开关，调节调压器旋钮，使变压器空载电压.，然后逐次降低电源电压，在.的范围内测取变压器的、，共测取组数据，记录于表中。 为了计算变压器的变比，在以下测取原边电压的同时测出副边电压数据，将它们也记录于表中。上一页下一页返回任务学习变压器特性测试及故障检修（）短路

36、实验。变压器的短路实验是在低压侧短路的条件下进行的。高压侧加上很低的电压，使得高压侧的电流等于额定值。短路实验的目的是测定变压器的铜损耗和短路电压、短路阻抗。短路实验时要注意，不可在一次绕组加上额定电压的情况下把二次绕组短路，因为变压器一、二次绕组中的电流都很大，这样变压器将损坏。在短路实验中，使得一次绕组电流等于额定值时的电压被称为短路电压，或被称为变压器的阻抗电压，用表示，它是变压器的一个重要参数。为了便于比较，常把它表示为对一次绕组额定电压相对值的百分数。上一页下一页返回任务学习变压器特性测试及故障检修短路电压的大小直接反映了短路阻抗的大小，而短路阻抗又直接影响到变压器的运行性能。从正常

37、运行角度看，希望短路电压小一些，从而使变压器输出电压随负载的变动小一些；而从短路故障的角度看，又希望短路电压大一些，这样可使相应的短路电流小一些。一般中、小型变压器的 .，大型变压器的. .。短路实验流程如下： 切断三相调压交流电源，按图接线。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。切记每次改接线路时都要关断电源。上一页下一页返回任务学习变压器特性测试及故障检修 选好所有电表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置 接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于为止，在（.）范围内测取变压器的、，共测取组数据，记录于表中。 实验注意事项。在变压器实验中，应注意电压表、电流表及功率

38、表的合理布置及量程选择。短路实验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。 实验报告要求。计算变比：由空载实验测出变压器的原、副边电压的数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比。上一页下一页返回任务学习变压器特性测试及故障检修计算短路电压的大小：一次侧绕组中的电流达到额定值时，通过电压表测出一次侧绕组的电压，通常用与额定电压之比的百分数*来表示短路电压的大小，即：（）负载实验。实验线路如图所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关接到负载电阻上选用的两只电阻相串联。开关采用的双刀双掷开关，电压表、电流表及功率表（含功率因数表）的选择同空载实验。上一页下一页返回任务学习变压器特性测试及故

39、障检修负载实验流程如下： 未上主电源前，将调压器调节旋钮逆时针调到底，断开，负载电阻值调节到最大。 合上交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压 。 在保持的条件下，合下开关，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻的值，从空载到额定负载范围内，测取变压器的输出电压和电流。 测取数据时，和 必测，共测取数据组，记录于表中（， ）上一页下一页返回任务学习变压器特性测试及故障检修二、变压器的常见故障分析与处理变压器常见故障变压器在送电和运行中，常见的故障和异常现象有：（）变压器在经过停运后送电或试送电时，往往发现电压不正常，如两相高、一相低或指示为零；有的新投运变压器三相电压都很高，使部分用电设备因电

40、压过高而烧毁。（）高压保险丝熔断送不上电。（）雷雨过后变压器送不上电。（）变压器声音不正常，如发出“吱吱”或“噼啪”响声；在运行中发出如青蛙“唧哇唧哇”的叫声等。上一页下一页返回任务学习变压器特性测试及故障检修（）高压接线柱烧坏，高压套管有严重破损和闪络痕迹。（）在正常冷却情况下，变压器温度失常并且不断上升。（）油色变化过甚，油内出现炭质。（）变压器发出“吼叫声”，从安全气道、储油柜向外喷油，油箱及散热管变形、漏油及渗油等。变压器故障分析（）缺相时的响声。当变压器发生缺相时，若第二相不通，送上第二相仍无声，送上第三相时才有响声；如果第三相不通，响声不发生变化，和第二相时一样。发生缺相的原因大致有三个方面：电源缺一相电；变压器高压保险丝熔断一相；变压器由于运输不慎，加上高压引线较细，造成振动断线（但未接壳）。上一页下一页返回任务学习变压器特性测试及故障检修（）调压分接开关不到位或接触不良。当变压器投入运行时，若分接开关不到位，将发出较大的“啾啾” 响声，严重时造成高压熔丝熔断；如果分接开关接触不良，就会产生轻微的“吱吱” 火花放电声，一旦负荷加大，就有可能烧坏分接开关的触头。遇到这种情况，要及时