船舶電氣與自動(dòng)化勵(lì)志博學(xué)?厚德創(chuàng)新輪機(jī)工程技術(shù)專業(yè)第二章船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)第一節(jié)

變壓器船舶電氣第一節(jié)變壓器

一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理(一)變壓器的基本結(jié)構(gòu)船舶電氣1.鐵芯

鐵芯分鐵芯柱和鐵軛兩部分，鐵芯柱上裝有繞組，鐵軛是聯(lián)接兩個(gè)鐵芯柱的部分，其作用是使磁路閉合。2.繞組

繞組是變壓器的電路部分，常用絕緣銅線（漆包線）或鋁線繞制而成，近年來(lái)還有用鋁箔繞制的。3.冷卻方式1)利用其自身周圍空氣流通而自行冷卻的干式變壓器；2)將變壓器盡在變壓器油中，利用油的對(duì)流進(jìn)行冷卻的油浸式變壓器。目前船舶電力系統(tǒng)中都采用干式變壓器。船舶電氣(二)變壓器的銘牌(1)額定容量SN:變壓器的額定視在功率,單位為伏安(VA)或千伏安(kVA)。(2)額定電壓U1N/U2N:U1N為原邊輸入電壓(即電源電壓)的額定值;U2N是在原邊接額定電壓時(shí),副邊開(kāi)路時(shí)其輸出的端電壓。對(duì)于三相變壓器,U1N、U2N均為線電壓。(3)額定電流I1N/I2N:分別為原、副邊的額定電流值。此外,變壓器銘牌上通常還標(biāo)注有額定頻率、額定效率、溫升、三相接法等參數(shù)。船舶電氣(三)變壓器的工作原理1.變壓原理E1=4.44?N1Фm

E2=4.44?N2Фm

船舶電氣式中K為變壓器原、副邊繞組的匝數(shù)比，也稱為變壓比或變比。2.變流作用根據(jù)變壓器負(fù)載運(yùn)行的磁勢(shì)平衡方程式

，在忽略空載電流I0時(shí)，原、副邊繞組中電流的大小關(guān)系為I1N1≈I2N2，即3.阻抗變換原理船舶電氣圖2-3阻抗變換原理變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K2倍(四)變壓器的外特性及電壓變化率船舶電氣變壓器的電壓變化率定義為(五)變壓器的效率二、三相變壓器的組成與應(yīng)用(一)三相變壓器的組成運(yùn)用變壓器進(jìn)行三相電壓變換的方法主要有三相組合變壓器變壓和三相變壓器變壓。此外,在某些特殊場(chǎng)合也可以采用兩臺(tái)單相變壓器V形連接變壓。1.三相組合變壓器

三相組合變壓器(也稱三相變壓器組)是采用三臺(tái)同型號(hào)的單相變壓器分別對(duì)三相電源的每一相進(jìn)行變壓。具有備用容量小，便于維修保養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)。船舶電氣圖2-5“V”形聯(lián)接的三相變壓器組2.三相變壓器船舶電氣三相原邊繞組已接成星形連接,副邊繞組三角形連接,當(dāng)原邊輸入為三相對(duì)稱電壓時(shí),三相副邊繞組輸出的三相電壓也一定為三相對(duì)稱電壓。原、副邊繞組輸出的電壓比也取決于原、副邊繞組的匝數(shù)比,而原、副邊線電壓比還取決于不同的接法。假如原、副邊繞組比為k,原邊星形、副邊三角形,則輸入線電壓與輸出線電壓之比為

k∶1。(二)三相變壓器的同名端

變壓器三相繞組的星形、三角形連接不是隨便進(jìn)行的,在連接之前必須先標(biāo)出變壓器原、副邊繞組的同名端,再按一定的規(guī)則進(jìn)行星形、三角形連接;

以A、B、C和a、b、c分別表示原、副邊繞組的首端;X、Y、Z和x、y、z別表示原、副邊繞組的尾端,即A和a、B和b、C和c互為同名端,同理X和x、Y和y、Z和z也互為同名端.1.同名端交流測(cè)定法

當(dāng)一側(cè)繞組加上交流電壓時(shí),若電壓表中的讀數(shù)高于所加的電壓,該讀數(shù)為兩個(gè)繞組中的感應(yīng)電勢(shì)之和,說(shuō)明這兩個(gè)繞組為正向串聯(lián),即被連接的兩端(圖中X和x)為異名端;若電壓表中的讀數(shù)低于所加的電壓,則為兩個(gè)繞組中的感應(yīng)電勢(shì)之差,即被連接的兩端為同名端。船舶電氣圖2-7三相變壓器的

單相同名端測(cè)量船舶電氣圖2-8三相變壓器的同名端

的直流測(cè)量法2.同名端直流測(cè)定法

一側(cè)繞組接一個(gè)小直流電源,若開(kāi)關(guān)S合上瞬間,另一側(cè)繞組所接的直流毫安表的指針正偏,則與電流表正極的連接端與另一繞組中與電源正極的連接端為同名端(圖中A和a);若指針?lè)雌?則該兩端為異名端。(三)三相變壓器在船舶中的應(yīng)用

在船舶電力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中,變壓器主要應(yīng)用于照明、應(yīng)急照明、廚房照明、控制電源以及各種儀用互感器中;在采用電力推進(jìn)船舶中,變壓器還用于動(dòng)力主回路的升壓和降壓。

船用低壓變壓器大多采用干式風(fēng)冷形式;中壓電力推進(jìn)變壓器則多采用水冷形式。

照明變壓器為三相變壓器,二次側(cè)采用三角形接法,采用三相三線向照明系統(tǒng)供電。因此,船舶電力系統(tǒng)的絕緣檢測(cè)非常重要,不僅主回路要在線檢測(cè)絕緣電阻,變壓器二次