項(xiàng)目1變壓器任務(wù)一單相變壓器認(rèn)知與分析知識(shí)與能力目標(biāo)了解單相變壓器的用途、分類、銘牌數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)。1理解單相變壓器的工作原理。2熟悉單相變壓器的運(yùn)行特性。34掌握單相變壓器的參數(shù)和運(yùn)行特性測(cè)定方法。任務(wù)一單相變壓器認(rèn)知與分析單相變壓器的結(jié)構(gòu)與原理分析子任務(wù)一單相變壓器的運(yùn)行分析子任務(wù)二單相變壓器的參數(shù)和運(yùn)行特性測(cè)定子任務(wù)三子任務(wù)一

單相變壓器的結(jié)構(gòu)與原理分析1、鐵心

變壓器的主磁路，為了提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用表面涂有絕緣漆的熱軋硅鋼片或冷軋硅鋼片疊裝而成。變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成。

油浸式變壓器的器身浸在變壓器油的油箱中。油是冷卻介質(zhì)，又是絕緣介質(zhì)。油箱側(cè)壁有冷卻用的管子（散熱器或冷卻器）。2、繞組油浸式電力變壓器的構(gòu)造高壓側(cè)油枕散熱管主箱體

變壓器是一種利用電磁原理工作的靜止裝置。其主要功能是變換（升高或降低）電壓。低壓側(cè)油箱：散熱，絕緣，保護(hù)鐵心和繞組不受外力和潮氣浸蝕。

油枕：儲(chǔ)油，減少油箱內(nèi)油和空氣的接觸。

氣體繼電器：瓦斯保護(hù)。

絕緣套管：引出線。

分接開關(guān)：調(diào)整變壓比。電力變壓器的附件

單相變壓器的鐵心和繞組a—心式鐵心，同心式繞組；b—?dú)な借F心，交疊式繞組；1—鐵軛，2—鐵心柱，3—低壓繞組，4—高壓繞組。(a)2341234(b)1234231231123

三相心式變壓器鐵心和繞組1—鐵心柱，2—鐵軛，3—繞組。1、鐵心心式，同心殼式，交疊提供磁路，通常用厚度為0.35mm、表面涂有絕緣漆的熱軋硅鋼片或冷軋硅鋼片疊裝而成；鐵心由鐵芯柱和鐵軛兩部分組成，分為心式結(jié)構(gòu)和殼式結(jié)構(gòu)兩種。鐵芯結(jié)構(gòu)——心式、殼式心式——結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工藝簡(jiǎn)單應(yīng)用廣泛殼式——

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用在小容量變壓器和電爐變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖變壓器的一次繞組（原繞組）輸入電能，二次繞組（副繞組）輸出電能，它們通常套裝在同一個(gè)鐵心柱上。通過電磁感應(yīng)作用，一次繞組的電能就可以傳遞到二次繞組，且使一、二次繞組具有不同的電壓和電流。繞組有同心式和交疊式。對(duì)于同心式繞組，將低壓繞組靠近鐵心柱。對(duì)于交疊式繞組，通常將低壓繞組靠近鐵軛。2、繞組：變壓器的電路部分

繞組的基本型式——同心式鐵芯式變壓器常用。高壓繞組和低壓繞組均做成圓筒形，然后同芯地套在鐵芯柱上，為便于絕緣，通常低壓繞組在里面，高壓繞組在外面，中間加絕緣紙筒絕緣。三相心式變壓器外觀示意圖高壓低壓

繞組的基本型式——交疊式

交疊式

——鐵殼式變壓器常用。交疊式繞組U1加到一次繞組；I1通過一次繞組；產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1和E2。一次繞組二次繞組鐵芯鐵芯柱鐵軛3、變壓器的工作原理

變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的繞組。兩繞組只有磁耦合沒有電聯(lián)系。只要一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能達(dá)到改變電壓的目的。3、變壓器的工作原理3、變壓器的工作原理（1）同名端**一、二次繞組的同極性端同標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)同相位。******一、二次繞組的同極性端異標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)反相位。4.變壓器繞組的極性和判斷1）電壓表法2）靈敏電流計(jì)法（1）加電壓U1，測(cè)U2,U3，如果U3≈U1-U2，則A與a同極性端。如果U3≈U1+U2，則A與a異極性端。如圖接法，正接線柱（紅表筆）接a，指針正偏，則a與電源負(fù)極同極性。電流從紅表筆流入。紅表筆（2）同名端的測(cè)定1.變壓器的空載運(yùn)行（1）空載運(yùn)行時(shí)的物理情況子任務(wù)二單相變壓器的運(yùn)行分析主磁通與漏磁通的區(qū)別1）性質(zhì)上：與成非線性關(guān)系；與成線性關(guān)系；2）數(shù)量上：占99%以上，僅占1%以下；3）作用上：起傳遞能量的作用，起漏抗壓降作用。（2）各電磁量參考方向的規(guī)定強(qiáng)調(diào)：磁通與產(chǎn)生它的電流之間符合右手螺旋定則；電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)它的磁通之間符合右手螺旋定則。（3）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分析1）主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)——主電動(dòng)勢(shì)設(shè)則有效值相量同理，二次主電動(dòng)勢(shì)也有同樣的結(jié)論。可見，當(dāng)主磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，所產(chǎn)生的一次主電動(dòng)勢(shì)也按正弦規(guī)律變化，時(shí)間相位上滯后主磁通。2）漏磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)——漏電動(dòng)勢(shì)漏電動(dòng)勢(shì)也可以用漏抗壓降來表示，即根據(jù)主電動(dòng)勢(shì)的分析方法，同樣有漏電抗很小且為常數(shù),它不隨電源電壓負(fù)載情況而變。（3）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分析（4）電動(dòng)勢(shì)平衡方程（1）一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有則

可見，影響主磁通大小的因素有電源電壓、電源頻率和一次側(cè)線圈匝數(shù)。（2）二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程（3）變比定義

對(duì)三相變壓器，變比為一、二次側(cè)的相電動(dòng)勢(shì)之比，近似為額定相電壓之比，具體為Y，d接線D，y接線（4）電動(dòng)勢(shì)平衡方程2.變壓器的負(fù)載運(yùn)行負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系圖

變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次接上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。

空載時(shí),由一次磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生主磁通,負(fù)載時(shí),產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)為一、二次的合成磁動(dòng)勢(shì)。由于的大小取決于，只要保持不變，由空載到負(fù)載，基本不變，因此有磁動(dòng)勢(shì)平衡方程或用電流形式表示

表明:變壓器的負(fù)載電流分成兩個(gè)分量,一個(gè)是勵(lì)磁電流,用來產(chǎn)生主磁通,另一個(gè)是負(fù)載分量,用來抵消二次磁動(dòng)勢(shì)的作用。（1）負(fù)載運(yùn)行時(shí)的情況負(fù)載運(yùn)行時(shí),忽略空載電流有:

表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比?？梢?，匝數(shù)不同，不僅能變電壓，同時(shí)也能變電流。（1）負(fù)載運(yùn)行時(shí)的情況根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出一二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程（2）電動(dòng)勢(shì)平衡方程（3）阻抗變換折算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個(gè)繞組來等效，同時(shí)對(duì)該繞組的電磁量作相應(yīng)的變換，以保持兩側(cè)的電磁關(guān)系不變。目的：用一個(gè)等效的電路代替實(shí)際的變壓器。折算原則：1）保持二次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)不變；2）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。方法：將二次側(cè)折算到一次側(cè)變壓器的阻抗變換(a)等效前電路(b)等效后電路

3.變壓器的損耗和效率(1)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?；捐F損耗為磁滯損耗和渦流損耗。外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基本無關(guān)，故也稱為不變損耗。變壓器損耗銅損耗：基本銅損耗和附加銅損耗。

銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗。變壓器損耗銅耗鐵耗附加鐵耗基本鐵耗附加銅耗基本銅耗額定電壓下測(cè)得的空載損耗近似等于鐵耗鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載（負(fù)載電流）大小基本無關(guān)，故也稱為不變損耗。

銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗。

3.變壓器的損耗和效率(1)變壓器的損耗變壓器能流圖

3.變壓器的損耗和效率(1)變壓器的損耗(2)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。

效率大小反映變壓器運(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。其中

3.變壓器的損耗和效率變壓器效率的大小與負(fù)載的大小、功率因數(shù)及變壓器本身參數(shù)有關(guān)。效率特性：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η=f(β),稱為變壓器的效率特性。

3.變壓器的損耗和效率(2)變壓器的效率

即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗(可變損耗等于不變損耗)時(shí),變壓器效率最大：或?yàn)榱颂岣咦儔浩鞯倪\(yùn)行效益，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些。

3.變壓器的損耗和效率(2)變壓器的效率一、空載實(shí)訓(xùn)1、目的：通過測(cè)量空載電流和一、二次電壓及空載功率來計(jì)算變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵損和勵(lì)磁阻抗。2、接線圖WAVV~**子任務(wù)三單相變壓器的參數(shù)和運(yùn)行特性測(cè)定5）空載電流和空載功率必須是額定電壓時(shí)的值，并以此求取勵(lì)磁參數(shù)；6）若要得到高壓側(cè)參數(shù)，須折算；7）對(duì)三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；4）求出參數(shù)3、要求及分析1）低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開路；曲線和畫出和測(cè)出向調(diào)節(jié)范圍內(nèi)單方在電壓)()(,,,2.1~0)2101000201UfPUfIPIUUUN==一、空載實(shí)訓(xùn)二、短路實(shí)訓(xùn)1、目的：通過測(cè)量短路電流、短路電壓及短路功率來計(jì)算變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。2、接線圖3、要求及分析1）高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路；WAV~**3）同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)室的室溫；4）忽略鐵損，認(rèn)為。5）參數(shù)計(jì)算6）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的數(shù)值。8）對(duì)三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值。7）若要得到低壓側(cè)參數(shù)，須折算；3、要求及分析4、短路電壓當(dāng)短路電流為額定值時(shí)一次側(cè)所加的