任務1單相變壓器的拆裝與檢測任務2互感器的使用任務3三相變壓器的使用與檢測技能點變壓器的拆裝變壓器的測試知識點單相變壓器的結構單相變壓器的工作原理單相變壓器的額定值變壓器的常見故障及原因任務1單相變壓器的拆裝與檢測變壓器分為單相和三相兩種，其中單相變壓器的功率較小，主要應用于機床設備控制電路、安全照明電路以及各種家用電器的電源適配器中。變壓器最主要的功能是改變交流電壓，下圖所示為機床安全照明電路，變壓器T將單相交流電壓220V變換為36V，供白熾燈L用電，S為照明控制開關，熔斷器FU作短路保護。在生產實踐中經常遇到變壓器燒毀、繞組斷路或短路的情況，需要自己動手將損壞的繞組拆除，用新的漆包線在原鐵心上重新繞制一個參數相同的變壓器來更換故障變壓器。任務提出要完成本任務，需要具備交流電和電磁感應的基礎知識以及使用萬用表、兆歐表和千分尺的測量技能。學習并掌握單相變壓器的結構、工作原理、拆裝與測試技能，并按照以下步驟實施：拆卸變壓器，測量并記錄繞組的線徑和匝數；重新制作變壓器繞組，組裝變壓器并進行絕緣處理。在拆解變壓器過程中，要注意硅鋼片的疊壓方式，以便恢復鐵心原狀。由于新繞組漆包線的線徑及繞制匝數必須與原繞組相同，所以在拆解時要做好記錄。變壓器組裝后要進行絕緣處理和測試，只有在輸出電壓符合額定值和絕緣電阻達到要求時，該變壓器才算維修成功。任務分析1.鐵心鐵心構成了變壓器的磁路。鐵心由薄硅鋼片疊成。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分構成。鐵心包圍繞組的變壓器稱為殼式變壓器，如下圖所示，這類變壓器的機械強度好，鐵心易散熱。一、單相變壓器的結構變壓器的主要部分是鐵心以及繞在鐵心上的高壓繞組和低壓繞組。鐵心疊片的形式根據變壓器容量大小有所不同，小型變壓器為了簡化工藝和減小氣隙，常采用E字形、F字形或C字形硅鋼片交替疊壓而成，如下圖所示。小型變壓器鐵心的硅鋼片繞組是變壓器的電路部分，繞組由漆包線繞制而成。其高壓繞組必須置于外層，低壓繞組置于里層，以增加高壓繞組與鐵心之間的安全距離，如下圖所示。2.繞組與電源相連的繞組稱為一次繞組簡稱為原邊（匝數用N1表示），與負載相連的繞組稱為二次繞組簡稱為副邊（匝數用N2表示）。根據副邊是否連接負載，變壓器可分為空載運行和負載運行。為了分析方便，把忽略繞組直流電阻、鐵心損耗、漏磁通和磁飽和影響的變壓器稱為理想變壓器。二、單相變壓器的工作原理變壓器空載運行是指變壓器原邊接電源，副邊不接負載的狀態(tài)。當原邊與交流電源u1接通時便有電流i0流過一次繞組，在鐵心中產生主磁通Φm，從而在一次繞組、二次繞組中分別產生感應電動勢e1和e2，如下圖所示。u1與i0的參考方向一致，i0、e1、e2的參考方向與Φm的參考方向之間符合右手螺旋法則。1.變壓器空載運行理想變壓器空載運行（1）空載電流i0。變壓器空載運行時流過原邊的電流稱為空載電流，理想變壓器的空載電流主要產生鐵心中的磁通，所以空載電流也稱為空載勵磁電流。（2）電壓和感應電動勢的關系。因為理想變壓器不考慮繞組的直流電阻和鐵心的損耗，所以原邊的電壓平衡方程式為上式說明原邊中的感應電動勢等于電源電壓大小，即U1=E1；在相位上，與反相位，也稱為反電動勢。二次繞組的電壓為U02，由于二次繞組空載時無電流輸出，所以二次繞組的電壓平衡方程式為：上式說明二次繞組輸出電壓大小等于感應電動勢，即U02=E2；并且與同相位。根據電磁感應定律可推導出變壓器一次繞組、二次繞組中感應電動勢大小分別為：（3）感應電動勢的大小式中，E—感應電動勢有效值，V；f—頻率，Hz；Φm—主磁通，Wb。上式表示感應電動勢的大小與電源頻率f、繞組匝數N及鐵心中的主磁通的幅值Φm成正比。變壓比的定義是變壓器原邊電源電壓與副邊輸出電壓之比，因為

，

，所以（4）變壓比K上式說明繞組的電壓與匝數成正比，在原邊匝數不變的情況下，只要改變副邊的匝數就能改變輸出電壓的數值，這就是變壓器的變壓原理。變壓器負載運行是變壓器一次繞組接電源，二次繞組接負載Z的工作狀態(tài)，如下圖所示，二次繞組電流i2流過負載Z，此時一次繞組電流從空載電流i0增加到i1。如果負載阻抗變化，則i2變化，i1也隨著變化。換句話說，變壓器二次繞組所消耗的功率增加（減少）時，一次繞組從電源處取得的功率也隨著增加（減少）。2.變壓器負載運行對于理想變壓器來說，一次繞組與二次繞組的視在功率相等，即上式說明變壓器也具有改變電流作用，其一次繞組與二次繞組電流有效值之比等于變壓比的倒數。在功率一定時，繞組電流與繞組電壓成反比，即高壓繞組電流小，低壓繞組電流大。1.額定電壓U1N/U2NU1N是指變壓器原邊的額定電壓；U2N是指原邊加額定電壓時，副邊的開路電壓，即U02。單位為V。2.額定電流I1N/I2NI1N/I2N是指變壓器原邊、副邊繞組連續(xù)運行所允許通過的電流，即在規(guī)定的環(huán)境溫度和冷卻條件下允許的滿載電流值。單位為A。3.額定容量SNSN是指變壓器的視在功率，表示變壓器在額定條件下的最大輸出功率。單相變壓器額定容量SN=U2NI2N，單位為VA。三、單相變壓器的額定值4.額定頻率fNfN是指變壓器的電源頻率，我國規(guī)定額定頻率為50Hz。對于常用單相變壓器，其原邊電壓多為220V（家用電器）或380V（工廠電器），副邊電壓多為9V～36V，稱為降壓變壓器。有的進口設備要求電源電壓為110V，可使用220V/110V的降壓變壓器。對于降壓變壓器來說，其原邊電流小，副邊電流大，所以原邊繞組線徑較細，副邊繞組線徑較粗，可以此來分辯原、副邊繞組。1.變壓器燒毀故障。引起變壓器燒毀故障的原因大多是超過變壓器的額定值；或將小功率變壓器接入大負載，引起變壓器電流過載。2.變壓器繞組斷路故障。引起變壓器繞組斷路故障的原因有繞組引出線接線不良、受到機械損傷等。3.變壓器繞組短路故障。引起變壓器繞組短路故障的主要原因是絕緣下降，高壓打火所致。4.變壓器繞組絕緣電阻下降故障。受潮是引起絕緣電阻下降故障的主要原因。其次是變壓器過流過熱后造成絕緣漆碳化也會使絕緣電阻下降。四、變壓器的常見故障及原因任務1單相變壓器的拆裝與檢測任務2互感器的使用任務3三相變壓器的使用與檢測技能點電流互感器的連接與測量方法電壓互感器的連接與測量方法知識點電流互感器電壓互感器電流互感器和電壓互感器的特點比較任務2互感器的使用在交流供電系統(tǒng)中運行的是高電壓和大電流，為了監(jiān)視系統(tǒng)運行和記錄用電量，需要測量電壓和電流參數值。但如果直接使用電壓表和電流表進行測量，不僅操作起來很危險，而且由于被測數值相差巨大，比如電流大小范圍可從幾安培到上萬安培，所需要的儀表規(guī)格將很繁多。因此在實際生產中并不采取直接測量電壓和電流的方法，而是通過互感器按一定比例降低為標準值后間接測量。本任務即是通過互感器測試單相交流電壓和較大功率的負載電流。任務提出已準備好電壓互感器和電流互感器各1臺，與互感器配套的電壓表和電流表各1塊，負載為電爐?；ジ衅麟m然是一種特殊的變壓器，但其構造及工作原理與普通單相變壓器相似。要完成本任務，必須掌握互感器的特點、工作原理及使用方法，能根據電路參數選擇合適的互感器和配套的儀表。其連線方式也與單相變壓器相似，即一次繞組接電源，二次繞組接測量儀表。由于互感器一次繞組連接的是高電壓和大電流，因此在操作過程中必須嚴格遵守電工實習操作規(guī)則。任務分析電壓互感器的作用是將高電壓測量變成標準低電壓測量，電流互感器的作用是將大電流測量變成標準小電流測量。利用互感器不僅使測量儀表與高電壓、大電流隔離，從而保證儀表和人身的安全，而且可用同一規(guī)格的儀表測量各種大小不同的數值，大大簡化了測量儀表的規(guī)格。相關知識電流互感器在結構上與普通單相變壓器相似，它也有鐵心和一次繞組、二次繞組，但它的一次繞組匝數只有一匝或幾匝，導線橫截面較大，串聯在被測電路中。二次繞組匝數很多，導線橫截面很小，與電流表串聯構成閉合回路，電流互感器的外形和測量電路如下圖所示，圖中單根絕緣導線從互感器孔中穿過，相當于一次繞組只有1匝。在測量高壓線路電流時，由于兩個繞組之間電隔離，盡管原邊電壓很高，但副邊電壓很低，操作人員和儀表都很安全。一、電流互感器1.電流互感器的工作原理電流互感器測量電路

(a)外形圖(b)接線圖(c)符號圖電流互感器既然用來變流，那么它最主要的參數就是電流比。電流互感器一次側額定電流I1與二次側額定電流I2之比稱為額定電流比，用KI表示，即KI=I1/I2電流互感器一次側額定電流標準值有：1、5、10、15、20、30、40、50、60、75、100、160、200、315、400、……16000、20000、25000A共33個電流等級。二次側額定電流標準值為1A和5A兩種。使用5A的通用電流表與配套的電流互感器，就可以測量小至幾安培，大至幾萬安培的電流。

電流互感器的型號如下圖所示。2.電流互感器的型號左起第一位字母L表示電流互感器；第二位字母：D表示貫穿單匝式，F表示貫穿復匝式，M表示母線式，Q表示繞組式，C表示瓷箱式；第三位字母：Z表示澆注絕緣，C表示瓷絕緣，W表示戶外裝置，K表示塑料外殼式；第四位字母：D表示差動保護，J表示接地保護或加大容量；第五位數字表示設計序號。電流互感器型號可按銘牌上標注的額定電流、準確度、電壓等級等項選用。（1）電流互感器的準確度等級有0.2，0.5，1.0，3.0和5.0五級。例如0.5級表示在額定電流時，誤差最大不超過±0.5%，等級數字越大，誤差越大。（2）電流互感器一次側電壓等級可分為0.5KV，10KV，15KV，35KV等，低電壓測量均使用0.5KV。3.電流互感器的選用1.電壓互感器的工作原理電壓互感器的結構和普通降壓變壓器一樣，但它的變壓比更準確。電壓互感器的一次側接高電壓，二次側接電壓表，電壓互感器的外形與測量電路如下圖所示。二、電壓互感器電壓互感器測量電路(a)外形圖(b)接線圖(c)符號圖由于電壓表的內部阻抗很大，所以電壓互感器近似運行在二次側開路的空載狀態(tài)，即由此可知，電壓互感器一次側電壓的數值等于二次側電壓表的讀數乘以電壓互感器的額定電壓比Ku。電壓互感器二次側所接的電壓表刻度實際上已經被放大了Ku倍，按上圖接線可以直接讀出一次側的被測數值。電壓互感器的型號如下圖所示。左起第一位字母J表示電壓互感器；第二位字母：D表示單相，S表示三相，C表示串級式；第三位字母：J表示油浸式，G表示干式，Z表示澆注絕緣式；第四位字母：J表示接地保護；第五位數字表示設計序號。例如，JDG—0.5型表示為單相干式電壓互感器，額定電壓為500V。電壓互感器分五種準確等級：0.01級和0.02級用于試驗室的精密測量或電表校驗使用；0.5和1級一般用于發(fā)配電設備的測量和保護；計量應用0.2、0.5級，3級用于非精密測量。2.電壓互感器的型號電壓互感器的型號電壓互感器的選用與電流互感器的選用類同，電壓互感器二次側額定電壓為100V，一次側額定電壓為電力系統(tǒng)規(guī)定的電壓等級。例：設交流電壓約為10KV，應該怎樣測量？答：選用10KV的電壓互感器和刻度為10KV的交流電壓表，這個電壓表上標明應配套使用10000/100的電壓互感器，按上圖接線就可由電壓表的指示直接讀出電壓值。3.電壓互感器的選用三、電流互感器和電壓互感器的特點比較任務1單相變壓器的拆裝與檢測任務2互感器的使用任務3三相變壓器的使用與檢測技能點三相變壓器一次、二次繞組首尾端的判別按規(guī)定的連接組別連接三相變壓器的繞組三相變壓器一次側、二次側電壓的測試知識點三相變壓器的結構三相變壓器的銘牌三相變壓器一次繞組的連接三相變壓器的連接組別三相變壓器常見故障的檢查與處理任務3三相變壓器的使用與檢測現代電力系統(tǒng)普遍依靠三相變壓器進行高壓輸電和低壓配電，例如在低壓供電系統(tǒng)中廣泛使用10KV/400V三相變壓器，因此三相變壓器工作正常與否直接與企業(yè)生產和居民生活密切相關。為了確保變壓器安全運行，工作人員既要做好日常維護與測量工作，還要具備一但發(fā)生故障，能夠迅速判斷故障原因和性質，正確處理和排除故障的能力。本任務對一臺未標明端子的三相變壓器先進行首尾端判別，然后按要求的連接組別進行連接，最后進行通電測量。如果在任務實施過程中發(fā)現變壓器存在故障，則需要排除故障。任務提出為實施任務準備一臺小功率三相變壓器，其一次繞組為Y形連接，額定線電壓為380V；二次繞組為yn形連接，額定線電壓為62V，相電壓為36V。完成本任務需要具備三相交流電的知識，懂得線電壓與相電壓的數量關系和相位關系，能繪出三相電壓相量圖。通過相關知識學習和掌握三相變壓器的結構、銘牌數據和常見故障的判別與處理。在任務實施過程中掌握判別三相繞組首尾端的技能，并按要求的連接組別連接三相變壓器，最后對三相變壓器一次側、二次側電壓進行測量。由于要測量高電壓，在操作過程中必須嚴格遵守電工實習操作規(guī)則。任務分析一、三相變壓器的結構三相變壓器由三臺單相變壓器按一定的方式組合而成。三相變壓器的鐵心如右圖所示，當三相繞組通入三相對稱交流電流時，所產生的三相主磁通也是對稱的，即每相磁路都以其他兩相的鐵心柱作為閉合回路。三相變壓器有三個高壓繞組，分別為1U、1V、1W相。有三個低壓繞組，分別為2u、2v、2w相。同相繞組套在同一個鐵心柱上。相關知識

三相變壓器的結構銘牌是裝在變壓器外殼上的金屬標牌，上面標有型號、容量、額定值等參數，是用戶安全、經濟、合理使用變壓器的依據。三相變壓器的銘牌如圖所示。二、三相變壓器的銘牌三相電力變壓器的型號1.型號型號可以表示變壓器的結構特點、額定容量和高壓側的電壓等級。例如型號為S9—500/10，S表示三相油浸自冷式銅繞組變壓器，9表示設計序號，500表示額定容量為500KVA，10表示高壓側等級為10KV。型號中各個符號含義如圖所示。2.額定電壓U1N/U2N在三相變壓器中，額定電壓是指線電壓。U1N是指變壓器一次繞組的額定電壓；U2N是指一次繞組為額定電壓時，二次繞組的開路電壓，即U20。上圖中所示變壓器銘牌的額定電壓U1N/U2N分別為10KV/400V。3.額定電流I1N/I2N在三相變壓器中，額定電流是指線電流。I1N/I2N是指變壓器一次、二次繞組連續(xù)運行所允許通過的最大電流，即在某種冷卻方式和額定溫升條件下允許的滿載電流值。上圖中所示變壓器銘牌的額定電流I1N/I2N分別為28.27A/721.7A。4.額定容量SNSN是指變壓器的視在功率，表示變壓器在額定條件下的最大輸出功率。三相變壓器的額定容量SN=U2NI2N。上圖中所示變壓器銘牌的額定容量為500KVA。5.短路電壓短路電壓又稱為阻抗電壓。它表示在額定電流時變壓器阻抗壓降的大小。通常用它與額定電壓U1N的百分比來表示。6．額定溫升額定溫升是變壓器在額定運行狀態(tài)時允許超過周圍環(huán)境溫度的值。通常周圍環(huán)境溫度設為40℃。此外，變壓器銘牌上還標有相數3、頻率50Hz、額定效率98.6%、連接組別Yyn0等參數。三相變壓器一次、二次繞組根據不同需要，可以有星形和三角形兩種接法。一次繞組星形接法用Y表示，三角形接法用D表示。二次繞組星形接法用y表示，有中線時用yn表示，三角形接法用d表示。三相變壓器一次繞組和二次繞組的首端分別用U1、V1、W1和u1、v1、w1標記，末端分別用U2、V2、W2和u2、v2、w2標記。三、三相變壓器一次繞組的連接三相變壓器一次繞組的連接1.星形接法將三個繞組的末端連在一起，再將三個繞組的首端引出箱外，其接線如圖（a）所示。2.三角形接法將三個繞組的各相首尾相連構成一個閉合回路，把三個連接點接到電源上去，如圖（b）、圖（c）所示。因為首尾連接的順序不同，可分為正相序（見圖b）和反相序（見圖c）兩種接法。三相變壓器一次、二次繞組不同的接法，形成了不同的連接組別，也反映出不同的一次、二次線電壓之間的相位關系。以Yyn0連接組別的三相變壓器為例，說明三相變壓器連接組別的判斷方法。四、三相變壓器的連接組別Yyn0連接組別Yyn0連接組別在圖中，同一鐵心柱上的兩個繞組，不管它們屬于哪一相，只要兩個首端是同名端，則相電動勢同相位；若兩個首端是異名端，則相電動勢相位相反。根據相電動勢的這種關系及三相對稱的原理，畫出一次繞組和二次繞組各個相電動勢相量以