《电拖及机床电气控制》-项目二

任务1单相变压器的认识与分析【任务目标】(1)通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数(2)通过负载实验测取变压器的运行特性。【任务描述】单相变压器运行特性及参数的测定。【知识准备】一、变压器的应用、变压器的分类及变压器的额定值变压器是电力系统中的重要电气设备，它是电力输配电系统的核心装置，同时也是电气控制系统中不可缺少的元器件。下一页返回任务1单相变压器的认识与分析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，变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。1.变压器的应用与分类作为电能传输或信号传输的装置，变压器在电力系统和自动化控制系统中得到了广泛应用，在国民经济的其他部门，作为特种电源或满足特殊的需要，变压器也发挥着重要的作用。它的种类很多，容量小的只有几伏安，大的可达到数十万千伏安;电压低的只有几伏，高的可达几十万伏。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析变压器的种类很多，可按其用途、结构、相数、冷却方式等不同来进行分类。(1)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)、仪用互感器(电压互感器和电流互感器)、特种变压器(如调压变压器、试验变压器、电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等)。(2)按绕组数目分类:可分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自藕变压器。

(3)按铁芯结构分类，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。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(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。(6)电力变压器按容量大小通常分为小型变压器(容量为10~630kV·A)、中型变压器(容量为800~6300kV·A)、大型变压器(容量为8000~63000kV·A)和特大型变压器(容量在90000kV}A及以上)。不管如何进行分类，其工作原理及性能都是一样的。2.变压器的额定值(铭牌数据)按照国家标准规定，标注在铭牌上的，代表变压器在规定使用环境和运行条件下的主要技术数据，称为变压器的额定值(或称为铭牌数据)。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(1)额定容量是变压器在正常运行时的视在功率，通常用S、来表示，单位为伏安(V·A)或千伏安(kV·A)。对于一般的变压器，原、副边的额定容量都设计成相等。(2)额定电压:在正常运行时，规定加在原边绕组上的电压，称为原边的额定电压，用U1N来表示;当副边绕组开路(即空载)，原边绕组加额定电压时，副边绕组的测量电压，即为副边额定电压，用U2N来表示。在三相变压器中，额定电压是指线电压，单位为伏(V)或千伏(kV)。(3)额定电流:是指根据额定容量和额定电压计算出来的电流值。原、副边的额定电流分别用I1N、I2N来表示，单位为安(A)。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(4)额定频率:我国以及大多数国家都规定人=50Hz，额定容量、额定电压和额定电流之间的关系为单相变压器:三相变压器:此外，变压器的铭牌上还会标注效率、温升、绝缘等级等。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析二、单相变压器的基本结构及工作原理1.变压器的工作原理下面以单相双绕组变压器为例分析其工作原理:在一个闭合的铁芯上缠绕两个绕组，其匝数既可以相同，也可以不同，但一般是不同的。如图2.1所示，两个绕组之间只有磁的藕合，而没有电的联系。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析与电源相连的绕组，接收交流电能，通常称为原边绕组(初级绕组)，以A,X标注其出线端;与负载相连的绕组，送出交流电能，通常称为副边绕组(次级绕组)，以a,x标注其出线端。与原边绕组相关的物理量均以下标“1”来表示，与副边绕组相关的物理量均以下标“2”来表示。例如原边的匝数、电压、电动势、电流分别以N1

、u1、e1

、i1来表示;副边的匝数、电压、电动势、电流分别以N2、u2、e2、i2来表示。对一台降压变压器而言，原边绕组即为高压绕组，副边绕组则是低压绕组;与此相反，升压变压器的高压绕组指的是副边绕组。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析当原边绕组接通电源，便会在铁芯中产生与电源电压同频率的交变磁通Φ。忽略漏磁，该磁通便同时与原、副边绕组相交链，藕合系数ke=1，这样的变压器称为理想变压器。根据电磁感应定律，在原、副边绕组便会感应出电动势，分别为于是可得电动势比上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析若磁通、电动势均按正弦规律变化，k称为变压器的变比，也称为匝比，通常用有效值之间的比值来表示:当副边绕组开路(即空载)时，如忽略绕组压降(仅占u1的0.01%不到)，则有：上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析不计铁芯中由磁通Φ交变所引起的损耗，根据能量守恒原理，可得由此可以看出上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析上式表明，理想变压器的原、副边绕组的视在功率相等，变压器的视在功率称为变压器的容量。2.变压器的结构变压器的主要结构部件有:铁芯和绕组两个基本部分组成的器身，以及放置器身且盛满变压器油的油箱。此外，还有一些为确保变压器运行安全的辅助器件。图2.2所示为一台油浸式电力变压器。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析1)铁芯铁芯是构成变压器磁路的主要部分。为了减小交变磁通在铁芯中引起的损耗，铁芯通常用厚度为0.3一0.5mm、表面具有绝缘膜的硅钢片叠装而成，分为铁芯柱和铁扼两部分。如图2.3所示的变压器，从外面看，线圈包围铁芯柱，称为心式变压器;如图2.4所示的变压器，从外面看，铁芯柱包围线圈，则称为壳式变压器。小容量变压器多采用壳式结构。交变磁通在铁芯中引起涡流损耗和磁滞损耗，为使铁芯的温度不致太高，在大容量的变压器的铁芯中往往设置油道，而铁芯则浸在变压器油中，当油从油道中流过时，可将铁芯中产生的热量带走。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析2)绕组绕组是构成变压器电路的主要部分。原、副边绕组一般用铜或铝的绝缘导线缠绕在铁芯柱上。高压绕组电压高，绝缘要求高，如果高压绕组在内，离变压器铁芯近，则应加强绝缘，提高了变压器的成本造价。因此，为了绝缘方便，低压绕组紧靠着铁芯，高压绕组则套装在低压绕组的外面。两个绕组之间留有油道，既可以起绝缘作用，又可以使油把热量带走。在单相变压器中，高、低压绕组均分为两部分，分别缠绕在两个铁芯柱上，两部分既可以串联又可以并联。三相变压器属于同一相的高、低压绕组全部缠绕在同一铁芯柱上。只有绕组和铁芯的变压器称为干式变压器。大容量变压器的器身放在盛有绝缘油的油箱中，这样的变压器称为油浸式变压器。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析3)油箱和冷却装置油浸变压器的器身浸在充满变压器油的邮箱里。变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质，它通过受热后的对流，将铁芯和绕组的热量带到箱壁及冷却装置，再散发到周围空气中。油箱的结构与变压器的容量、发热情况密切相关。变压器的容量越大，发热问题就越严重。在小容量变压器中采用平板式油箱;容量稍大的变压器采用排管式油箱，在油箱侧壁上焊接许多冷却用的管子，以增大油箱散热面积。当装设排管不能满足散热需要时，则先将排管做成散热器，再把散热器安装在油箱上，这种油箱称为散热器油箱。此外，大型变压器还采用强迫油循环冷却方式，以增强冷却效果。强迫油循环的冷却装置称为冷却器，不强迫油循环的冷却装置称为散热器。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析4)绝缘套管变压器套管是将绕组的高、低压引线引到箱外的绝缘装置，它是引线对地(外壳)的绝缘，又担负着固定引线的作用。套管大多装于箱盖上，中间穿有导电杆，套管下端伸进油箱与绕组引线相连，套管上部露出箱外，与外电路连接。低压引线一般用纯瓷套管，高压引线一般用充油式或电容式套管。5)保护装置(1)储油柜。储油柜是一种油保护装置，水平地安装在变压器油箱盖上，用弯曲连管与油箱连通，柜内油面高度随变压器油的热胀冷缩而变动。储油柜的作用是保证变压器油箱内充满油，减少油和空气的接触面积，从而降低变压器油受潮和老化的速度。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(2)吸湿器。通过吸湿器可使大气与储油柜连通。当变压器油因热胀冷缩而使油面高度发生变化时，气体将通过吸湿器进出。吸湿器内装有硅胶或活性氧化铝，用以吸收进入储油柜中空气的水分。(3)安全气道。安全气道装于油箱顶部，如图2.2所示。它是一个长钢圆筒，上端口装有一定厚度的玻璃板或酚醛纸板，下端口与油箱连通。它的作用是当变压器内部因发生故障引起压力骤增时，让油气流冲破玻璃或酚醛纸板，以免造成箱壁爆裂。(4)净油器。净油器是利用油的自然循环，使油通过吸附剂进行过滤，以改善运行中变压器油的性能。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(5)气体继电器。气体继电器装在储油柜和油箱的连通管中间，如图2.2所示。当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使油面降低时，气体继电器动作，发出信号以便运行人员及时处理，若事故严重，可使断路器自动跳闸，对变压器起保护作用。此外，变压器还有调压分解开关盒测温及温度监控装置等。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析近年来，为了使变压器的运行更加安全、可靠，维护更加简单，油浸式变压器采用了密封式结构，使变压器油和周围空气完全隔绝，目前主要密封型式有空气密封型、充氮密封型和全充油密封型。全充油密封型变压器与普通油浸式变压器相比，取消了储油柜，当绝缘油体积发生变化时，由波纹油箱壁或膨胀式散热器的弹性形变作补偿，解决了变压器油的膨胀问题。由于全密封变压器的内部与大气隔绝，防止和减缓油的劣化和绝缘受潮，增强了运行可靠性，可做到正常运行免维护。另外，变压器中装有压力释放阀，当变压器内部发生故障，油被气化，油箱内压力增大到一定值时，压力释放阀迅速开启，将油箱内压力释放，防止变压器油箱爆裂，进而起到保护变压器的作用。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析三、单相变压器的空载运行变压器的原边绕组接在电网上，副边绕组开路时的运行状态，称为空载运行。此时，i2=0变压器内部的物理过程比较简单，先从变压器这样一个最简单的情况来研究其电磁过程。变压器的各电磁量都是交流量，为分析和计算方便，必须规定出其正方向。图2.5所示为变压器工作原理，变压器各量的正方向按下面所述的相应电磁规律来规定的。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(1)u1、u2：u1的正方向规定由首端指向末端;u2的正方向规定从末端指向首端。(2)Φ0,Φσ:其正方向与产生它们的电流符合右手螺旋定则。因此，判定磁通的正方向时必须注意绕组的绕向。(3)e1、e1σ和e2、e2σ正方向与产生它们的磁通符合右手螺旋定则，即符合电磁感应定律:(4)i1,i2:正方向与相应的电势方向一致。变压器空载时各量的正方向规定与上述类似，如图2.6所示。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析四、单相变压器的负载运行原边绕组接通额定电压，副边绕组接上负载Z,时，称为变压器的负载运行，其工作原理图如图2.7所示。1.负载运行时的物理状况副边接上了负载ZL后，在感应电动势E2的作用下，副边绕组便会有电流I2产生，进而产生磁动势上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析该磁动势也作用在主磁路上，企图改变空载运行时Im所建立起来的主磁通Φm。正是由于I2的出现，变压器负载运行时内部的物理情况与空载运行时有所不同。但是，一般变压器Z1是很小的，即便是在额定运行时，I1NZ1也只占到的2%~6%，故仍可忽略。故所以只要原边绕组所加电压U1不变，就可以认为变压器由空载到负载时E1保持不变，这在工程上是完全允许的。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析2.负载运行时的基本方程式1)磁动势平衡方程式由前面的讨论可知，变压器在负载运行时的磁动势平衡方程式为上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析对其进行整理就可得出电流关系式2)电动势平衡方程式变压器在负载运行时，除了原边、副边绕组共同产生主磁通Φm外，还会分别产生只与自身绕组相交链的、少量漏磁通Φ1σ、Φ2σ，它们又分别会在原边、副边绕组中感应产生漏电动势e1σ、e2σ;另外，绕组本身也会存在电阻压降。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析于是在各量所选参考方向如图2.7所示的情况下，根据基尔霍夫第二定律(KVL)，可得原边、副边绕组电动势平衡方程式为五、变压器的参数测定在对变压器进行分析和计算时，所用到的参数可以通过空载试验和短路试验来求取。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析1.空载试验通过空载试验可以测定:(1)变比k;(2)空载损耗p0;(3)励磁参数Rm、xm

。理论上空载试验既可以在高压侧进行，也可以在低压侧进行，但为了安全起见，一般是在低压侧进行。单相变压器空载试验接线图如图2.8所示。假定试验对象为一台升压变压器，则原边绕组为低压侧·在原边绕组施加额定电压U1N，分别测取I0

、P0、U20

。空载运行时，I0比较小，所以绕组铜耗也比较小，但所施加的电压为额定电压，根据U1N≈E1=4.44fN1Φm可知，主磁通Φm为额定值，而铁耗的大小取决于磁场的强弱，故空载时所测功率p0可认为近似等于铁芯中的铁耗PFe,即r1<<Rm。又因为主磁通远大于漏磁通，有x1σ<<xm，其等效电路如图2.9所示。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析空载时所测阻抗可近似等效为励磁阻抗，即上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析对三相变压器而言，公式中的各量都要采用相值，即一相的损耗、相电压和相电流。所测励磁阻抗是否需要归算，视要求而定。例如一台降压变压器，副边绕组属于低压侧，试验在副边绕组进行，测得的参数便属于副边绕组参数，如要求得到归算到原边绕组的参数，便须在计算值的基础上乘以变比的平方。需要指出的是，励磁阻抗Zm与铁芯的饱和程度有关，电压超过额定值越多，饱和程度越高，Zm越小。常用的励磁阻抗为对应于额定电压下所测的Zm

。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析2.短路试验通过短路试验可以测定:(1)短路参数rk、xk；(2)额定铜耗PcuN。短路试验时，副边绕组处于短路状态。理论上短路试验即可以在高压侧进行，也可以在低压侧进行，但为了安全起见，一般是在高压侧进行。短路试验接线图如图2.10所示。下面以降压变压器为例来说明其试验步骤。原边绕组为高压侧，故在原边绕组加压。开始时电压必须很低，直到原边、副边绕组电流达到额定值。此时测得Uk

、rk、xk。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析由于短路试验所施加电压很低，Uk仅为U1N的4%~10%，根据U1N≈E1=4.44fN1Φm可知Φm很小，铁耗也很小，铁芯的饱和程度很低，故Zm很大，励磁支路可认为处于开路状态，从电源所吸收的功率也可以认为是全部消耗在绕组电阻上。此时，等效电路如图2.11所示。可以由以下公式求取短路参数上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析绕组电阻与温度有关，根据国家标准，对于绝缘等级为A,B,E的油浸式变压器，在试验温度θ下所测得电阻值需折算到750C:。折算规律如下式所示:上式中，当绕组为铜线时，T=234.50C;为铝线时，T=2280C。短路试验中，把绕组电流达到额定值时，加在原边绕组两端的电压称为短路电压或阻抗电压，Uk=l1NZk750C;所测得Zk称为短路阻抗。它们一般用标么值来表示。标幺值的概念见下一节。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析六、标幺值在变压器的分析和计算中，有时会采用标幺值来表示某一物理量的大小。标么值是指某一物理量的实际值与所选基值之间的比值。即:标幺值=实际值/基值。基值一般选择为额定值。对变压器而言，其标幺值及基值的选择如下:(1)电压:(2)电流:上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(3)阻抗:，其中可见，基准值如何选取，首先要看该物理量属于哪一侧，一般选择所属侧相应的额定值作为其基准值。七、变压器的运行特性变压器的运行特性包含两个方面:(1)外特性。即原边绕组施加额定电压，负载的功率因数保持不变时，副边绕组端电压随负载电流的变化规律U2=f(I2)。(2)效率特性。

上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析【任务实施】一、实训内容1.空载实验测取空载特性2.短路实验测取短路特性上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析3.负载实验1)纯电阻负载保持U1=UN,cosψ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。2)阻感性负载保持U1=UN,cosψ2=0.8的条件下，测取U2=f(I2)。二、实训设备1.实训设备(见表2.1)。2.屏上排列顺序D33、DJ11、D32、D34一3、D51、D42、D43。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析3.空载实验(1)在三相调压交流电源断电的条件下，按图2.14接线。被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量PN=77V·A,U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。变压器的低压线圈a,x接电源，高压线圈A,X开路。

(2)选好所有测量仪表量程。将控制屏左侧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。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(3)合上交流电源总开关，按下“启动”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN

，然后逐次降低电源电压，在1.2UN~0.3UN的范围内，测取变压器的UN,I0,P0。(4)测取数据时，U=UN点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据8组，记录于表2.2中。(5)为了计算变压器的变比，在UN以下测取原边电压的同时测出副边电压数据并记录于表2.2中。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析4.短路买验(1)按下控制屏上的“停止”按钮，切断三相调压交流电源，按图2.15接线(以后每次改接线路，都要关断电源)。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。(2)选好所有测量仪表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。

(3)接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN为止，在(0.2一1.1)IN范围内测取变压器的Uk

、Ik

、Pk。(4)测取数据时，Ik=IN点必须测，共测取数据8组记录于表2.3中。实验时记下周围环境温度(℃)。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析5.负载实验负载实验线路如图2.16所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1和S2，接到负载电阻RL和电抗XL上。RL选用D42上4只900Ω变阻器相串联共3600Ω阻值，XL选用D43，功率因数表选用D34一3，开关S1和S2选用D51挂箱。三、注意事项(1)在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。(2)短路实验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析四、实验报告1.计算变比由空载实验测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k。2.绘出空载特性曲线和计算激磁参数(1)绘出空载特性曲线U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosφ0=f(U0)。式中上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(2)计算激磁参数。从空载特性曲线上查出对应于U0=UN时的I0和P0值，并由下式算出激磁参数:上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析

3.计算短路参数从短路特性曲线上查出对应于短路电流Ik=IN时的Uk和Pk值，由下式算出实验环境温度为θ(℃)时的短路参数。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析折算到低压方:由于短路电阻rk随温度变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75℃时的阻值。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析

计算短路电压(阻抗电压)百分数:上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析4.画等效电路利用空载和短路实验测定的参数，画出被测变压器折算到低压方的T形等效电路。要分离一次侧和二次侧电阻，可用万用表测出每侧的直流电阻，设R’1为一次绕组的直流电阻折算到二次侧的数值，R2为二次绕组的直流电阻。rk已折算到二次侧应有上一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用【任务描述】三相变压器运行特性及参数的测定。【任务目标】(1)通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数(2)通过负载实验测取变压器的运行特性。【知识准备】一、三相变压器的基本结构—三相变压器的磁路系统下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用现在的电力系统普遍采用三相制供电，因此三相变压器应用最为广泛。目前，存在两种形式的三相变压器可供选择，一种是由3个单相变压器所组成的三相组式变压器;另一种是由铁扼把3个铁芯柱连接在一起而构成的三相心式变压器。在实际运行过程中，三相变压器的电压、电流基本上是对称的，当所带负载为对称负载时，各相电压、电流大小相等，相位依次相差1200，所以只要知道任何一相的电压、电流，其余两相就可以根据对称关系求出。在对其中的一相进行分析时，其等效电路、基本方程式以及相量图同单相变压器完全一样。因此，本小节只对三相变压器自身的一些特点加以研究:三相变压器的磁路系统、连接组以及并联运行等。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用

1.三相组式变压器三相组式变压器是由3个磁路相互独立的单相变压器组成的，三相之间只有电的联系而无磁的联系，如图2.17所示。原边、副边绕组可根据要求接成星形(丫)或三角形(△)。虽然各磁路相互独立，但当对原边绕组施加对称的三相电压时，ΦU、ΦV、ΦW便会对称，空载电流也是对称的。2.三相心式变压器与三相组式变压器不同，三相心式变压器的磁路相互关联。它是通过铁扼把3个铁芯柱连在一起的，如图2.18所示。这种铁芯结构是从单相变压器演变过来的，把3个单相变压器铁芯柱的一边组合到一起，而将每相绕组缠绕在未组合的铁芯柱上。由于在对称的情况下，组合在一起的铁芯柱中不会有磁通存在，故可以省去。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用和同容量的三相组式变压器相比，三相心式变压器所用的材料较少、质量轻。但它有如下缺点:

(1)采用三相心式变压器供电时，任何一相发生故障，整个变压器都要进行更换，如果采用三相组式变压器，只要更换出现故障的一相即可。所以，三相心式变压器的备用容量为组式变压器的3倍。

(2)对于大型变压器来说，如果采用心式结构，体积较大、运输不便。基于以上考虑，为节省材料，多数三相变压器采用心式结构。但对于大型变压器而言，为减少备用容量以及确保运输方便，一般都用三相组式变压器。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用二、三相变压器的连接组别与应用—三相变压器的电路系统1.变压器原边、副边绕组首末端标记及连接方法单相变压器原边绕组的首、末端被标记为U,X;把副边绕组的首、末端标记为u,x对三相变压器而言，为研究方便，也对其首、末端加以标记，如表2.5所示。

2.单相变压器的连接组单相变压器的原边、副边绕组缠绕在同一根铁芯柱上，并被同一主磁通所交链，任何时刻两个绕组的感应电动势都会在某一端呈现高电位，同时在另外一端呈现出低电位。借用电路理论的知识，把原边、副边绕组中同时呈现高电位(低电位)的端点称为同名端，并在该端点旁加“。”来表示。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用按照惯例，统一规定原边、副边绕组感应电动势的方向均从首端指向末端)一旦两个绕组的首、末端定义完之后，同名端便唯一由绕组的绕向决定)当同名端同时为原边、副边绕组的首端(末端)时，EUX和Eux同相位，如图2.19所示;否则，EUX和Eux相位相差1800，用连接组I/I一6用连接组I/I一12表示，表示，如图2.20所示。3.三相变压器的连接组三相变压器的连接组由两部分组成，一部分表示三相变压器的连接方法;一部分表示连接组的标号。下面详细介绍确定连接组的方法。连接组标号是由原边、副边线电动势的相位差决定的。三相变压器的3个铁芯柱上都有分别属于原边绕组和副边绕组的一相，它们的相位关系与单相变压器原边、副边绕组感应电动势的关系完全一样。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用根据电路理论可知，当三相绕组星形连接时，线电动势的大小为相电动势的3倍，相位则超前相应相电动势300;当三相绕组三角形连接时，线电动势与相电动势相等。所以，在原边、副边相电动势的相位关系知道后，线电动势的关系也随之确定，便可根据线电动势的相位关系来确定连接组标号。连接组标号有两层含义:一方面原边、副边线电动势相位差都是300的倍数，该倍数即为连接组标号;另一方面代表着时钟的整点数，如果规定原边线电动势作为分针始终指向12点不动，副边绕组的线电动势作为时针，按顺时针转动，指向几点，则连接组标号就是几，这就是所谓的钟表法。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用在已知三相变压器接线图的情况下，可以按如下步骤来确定其连接组:首先画出原边绕组相电动势的相量图，并根据其连接方式求出线电动势;然后把U点当作u点，根据同名端，确定副边绕组相电动势与原边相电动势的相位关系，画出副边相电动势的相量图，再由其连接方式求出副边的线电动势;最后根据相量图所示的原边、副边线电动势相位差，得到连接组标号。下面就以Y/y‘,Y/d为例来说明如何确定三相变压器连接组标号，在以下分析中，如无特殊说明，都认为原边绕组所接电源的相序为:U→V→W。图2.21给出了Y/v一12连接组的接线图和相量图。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用由此可见，当原边、副边绕组采用相同的连接方式时，连接组标号均为偶数，并且，原边、副边绕组感应电动势的相序一致，标号的改变并不会影响到相序。当原边、副边绕组采用不同的连接方式时，连接组标号均为奇数。【任务实施】一、实训内容(1)测定变比。(2)空载实验。测取空载特性UOL=f(IOL)，PO=f(UOL)，cosφo=f(UOL)。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用(3)短路实验。测取短路特性UkL=f(IkL)，Pk=f(UkL)，cosφk=f(UkL)。(4)纯电阻负载实验。在保持U1=UN,cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。二、实训方法1.实训设备(见表2.6)2.屏上排列顺序D33、D32、DJ12、D34-3、D51、D42。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用3.测定变比实验线路如图2.22所示，被测变压器选用DJ12三相心式变压器，额定容量PN=152/152/152VA,UN=220/63.6/55V,IN=0.4/1.38/1.6A,Y/△/Y接法。实验时只用高、低压两组线圈，低压线圈接电源，高压线圈开路。将三相交流电源调到输出电压为零的位置开启控制屏上钥匙开关，按下“启动”按钮，电源接通后，调节外施电压U=0.511、UN=27.5V,测取高、低线圈的线电压UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca，记录于表2.7中。计算变比k:上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用平均变比:4.空载实验(1)将控制屏左侧三相交流电源的调压旋钮逆时针旋转到底使输出电压为零，按下“停止”按钮，在断电的条件下，按图2.23接线。变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。(2)按下“启动”按钮接通三相交流电源，调节电压，使变压器的空载电压UOL=1.2UN。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用(3)逐次降低电源电压，在(0.2~1.2)UN范围内，测取变压器三相线电压、线电流和功率。(4)测取数据时，其中U0=UN的点必测，且在其附近多测几组，共取数据9组记录于表2.8中。

5.短路买验(1)将控制屏左侧的调压旋钮逆时针方向旋转到底，使三相交流电源的输出电压为零按下“停止”按钮，在断电的条件下，按图2.24接线。变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用(2)按下“启动”按钮，接通三相交流电源，缓慢增大电源电压，使变压器的短路电流IKL=1.11IN。(3)逐次降低电源电压，在0.3~1.1IN的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率。

(4)测取数据时，其中IKL=IN点必测，共取数据6组。记录于表2.9中。实验时记下周围环境温度(℃)，作为线圈的实际温度。上一页下一页返回任务2三相变压器的分祈及其应用

6.纯电阻负载实验(1)将控制屏左侧的调压旋钮逆时针方向旋转到底使三相交流电源的输出电压为零，按下“停止”按钮，按图2.25接线。变压器低压线圈接电源，高压线圈经开关S接负载电阻RL，RL选用D42的1800Ω变阻器共三只，开关S选用D51挂件。将负载电阻RL阻值调至最大，打开开关5:(2)按下“启动”按