變壓器電工電子

1、變壓器目錄1認(rèn)識(shí)單相變壓器2認(rèn)識(shí)三相變壓器3認(rèn)識(shí)特殊變壓器學(xué)習(xí)目標(biāo) （1）掌握單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)及其計(jì)算，會(huì)判斷變壓器的同名端 （2）掌握儀用互感器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用。（3）了解自耦變壓器的結(jié)構(gòu)和使用注意事項(xiàng)。（4） 了解三相變壓器的結(jié)構(gòu)及連接方式。變壓器的基本結(jié)構(gòu)1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+二次二次繞組繞組N2一次一次繞組繞組N1由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚厚0.35mm 或或 0.5mm鐵心鐵心單相變壓器殼式變壓器殼式變壓器心式變壓器心式變壓器或或文字符號(hào)：文字符號(hào)：T單相變壓器單相變壓器iNeu 交流鐵心線圈電路交流鐵心線圈電路電磁關(guān)系電磁關(guān)系mfNEU44.

2、4鐵心中主磁通鐵心中主磁通的最大值的最大值單相變壓器的基本工作原理單相變壓器的基本工作原理1、變壓器原理0i1u+1e+ 一次側(cè)接交流電源，二一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開(kāi)路。次側(cè)開(kāi)路。i0 tNedd 22 1u dd11tNe 1N2N變壓器一次側(cè)變壓器一次側(cè)KNNEEUU21212012m220224440Nf.EUU,I 111Nf44. 4EUmi21u+1e+1N2N i1+e2+u2KNNEEUU212121結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出電壓。結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出電壓。mN 111f44. 4EUmN 222f44. 4EU在理想情況下在理想情況下(2) 帶負(fù)載運(yùn)行情況變壓

3、器能否變換直流電？為什么？如把變壓器一變壓器能否變換直流電？為什么？如把變壓器一次側(cè)接到與交流額定電壓相等的直流電源上，將次側(cè)接到與交流額定電壓相等的直流電源上，將會(huì)怎樣？會(huì)怎樣？答：答： 1 1）不能，因直流電流產(chǎn)生的恒定磁通不能）不能，因直流電流產(chǎn)生的恒定磁通不能在變壓器的二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。在變壓器的二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。 2 2）因沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平衡外加電壓，使）因沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平衡外加電壓，使勵(lì)磁電流過(guò)大，燒毀一次繞組。勵(lì)磁電流過(guò)大，燒毀一次繞組。討討論論KNNII11221結(jié)論：結(jié)論：原、副邊電流與匝數(shù)成反比原、副邊電流與匝數(shù)成反比 2 變電流的原理變電流的原理在

4、理想情況下在理想情況下2211IUIU升壓變壓器升壓變壓器21II 降壓變壓器降壓變壓器21II +|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2u1.已知某單相變壓器的一次繞組電壓為已知某單相變壓器的一次繞組電壓為3300v，二次，二次繞組電壓為繞組電壓為220v，若二次繞組接入一個(gè)阻抗為，若二次繞組接入一個(gè)阻抗為11的電阻（忽略變壓器的漏磁和損耗），試求變的電阻（忽略變壓器的漏磁和損耗），試求變壓器的變壓比及一次、二次繞組中電流各為多少？壓器的變壓比及一次、二次繞組中電流各為多少？ UKAARUI201122021AIkINNI3 . 11520122121例題例題22

5、2IUZ 111IUZ 2222222111ZKIUKKIKUIUZ1U1I1Z+1U2U1I2I+2Z解211022021UUK32822221ZKZ2.有一電壓比為有一電壓比為220v/110v 220v/110v 的降壓變壓器，的降壓變壓器，如果在二次繞組接上如果在二次繞組接上88的電阻，求變壓的電阻，求變壓器的一次繞組的輸入阻抗。器的一次繞組的輸入阻抗。例題例題：IE1N2U2ILR2N+ 3 如圖，交流信號(hào)源的內(nèi)阻如圖，交流信號(hào)源的內(nèi)阻 R 0=784 ，負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為RL=16 。求求: 當(dāng)當(dāng)RL折算到原邊的等效電阻折算到原邊的等效電阻 時(shí)，求

6、變壓器的匝數(shù)比時(shí)，求變壓器的匝數(shù)比.信號(hào)源信號(hào)源IER0RL+例題例題716784NNK02121RRzzL0LRR 變壓器的外特性、損耗及效率1、變壓器的外特性一次電壓為額定值 、負(fù)載功率因數(shù)cos一定時(shí)，二次電壓 隨二次電流 變化的關(guān)系曲線。NU12U2I2I2U外特性與負(fù)載的大小和性質(zhì)有關(guān)。隨著負(fù)載的增大，對(duì)于純電阻負(fù)載，二次電壓下降較少；對(duì)于電感性負(fù)載，二次電壓下降較多。無(wú)磁損無(wú)銅損無(wú)鐵損理想變壓器的特點(diǎn)理想變壓器模型沒(méi)有能量損失的變壓器實(shí)際上變壓器的效率都是比較高的，特別是電力設(shè)備中的巨型變壓器，在滿負(fù)荷工作時(shí)效率可以達(dá)到97%99%，所以理論研究時(shí)可把它當(dāng)成100%（理想變壓器）。

7、理想變壓器只是變壓器的一個(gè)理想化模型。2、變壓器的損耗和效率、變壓器的損耗和效率變壓器的功率損耗鐵損耗銅損耗FePCUP磁滯損耗渦流損耗與電源電壓和頻率有關(guān)與電流的平方成正比，其大小隨負(fù)載的變化而變化其中CUFePPPP21變壓器的效率=12PP%100其中：1P輸入有功功勞；2P輸出有功功率； 變壓器的效率注意：實(shí)際應(yīng)用中變壓器效率比較高，一般電力電壓的效率都在95%以上。要提高變壓器的運(yùn)行效率，應(yīng)使其不工作在空載或過(guò)載的狀態(tài)。變壓器的容量額定容量 是指變壓器額定的視在功率，即設(shè)計(jì)功率，通常稱為容量。額定容量單位為 。NSAVAkVNNNNNIUIUS2211磁路部分磁路部分鐵心鐵心變壓器的

8、基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)小結(jié)小結(jié)由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚厚0.35mm或或 0.5mm與鐵損耗有關(guān)與鐵損耗有關(guān)與銅損耗有關(guān)與銅損耗有關(guān)變電壓原理變電壓原理變電流原理變電流原理變阻抗原理變阻抗原理變壓器的基本工作原理變壓器的基本工作原理 221ZKZ 2 升壓變壓器的變比（升壓變壓器的變比（ ） A A 大于大于1 B 1 B 小于小于1 C 1 C 等于等于1 D 1 D 大于等于大于等于1 13 如圖所示電路，變壓器的變壓比如圖所示電路，變壓器的變壓比K=10K=10，則電壓表的，則電壓表的讀數(shù)為（讀數(shù)為（ ）A 20V A 20V B 2 V C 200V D 0VB 2 V

9、 C 200V D 0V1 變壓器的工作原理依據(jù)（變壓器的工作原理依據(jù)（ ） A A 歐姆定律歐姆定律 B B基爾霍夫定律基爾霍夫定律 C C 電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng) D D電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律VDBD課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練4 4 為了安全，機(jī)床上的照明用的電壓是為了安全，機(jī)床上的照明用的電壓是36V 36V ，這個(gè)電壓，這個(gè)電壓是把是把380 V380 V的電壓降壓得到的，若原線圈是的電壓降壓得到的，若原線圈是11401140匝，副匝，副線圈是多少匝？原、副線圈電流之比是多少線圈是多少匝？原、副線圈電流之比是多少? ?（108 、9：95）作業(yè)：學(xué)海領(lǐng)航175181任務(wù)2 認(rèn)識(shí)三相變壓器01

10、結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成02銘牌與額定值銘牌與額定值03三相變壓器的三相變壓器的連接方式連接方式任務(wù)2 認(rèn)識(shí)三相變壓器01 結(jié)構(gòu)組成1、鐵心和繞組、鐵心和繞組 鐵心是三相變壓器的磁路部分，由厚0.3mm以下的硅鋼片疊成。 繞組是三相電力變壓器的電路部分，一般用絕緣紙包的扁銅線或扁鋁線繞成。三相電力變壓器大多采用同心式繞組結(jié)構(gòu)。2、油箱及冷卻裝置、油箱及冷卻裝置 油箱放置變壓器的器身并且充滿了變壓器油。變壓器油是一種作為絕緣介質(zhì)和散熱媒介的礦物。主要作用是冷卻絕緣。儲(chǔ)油柜作用是給油的熱漲冷縮在油箱外提供一個(gè)空間，減小油與空氣的接觸面，從而降低變壓器油受潮和老化的速度。3 3、保護(hù)裝置、保護(hù)裝置4、絕緣套

11、管絕緣套管5、分接開(kāi)關(guān)分接開(kāi)關(guān)二、銘牌與額定值二、銘牌與額定值1、額定電壓NU1NU2NU1NU2是指三相變壓器正常工作是加在一次繞組上的線電壓。是指變壓器空載時(shí)二次繞組的線電壓值。單位：V或KV2、額定電流NI1和NI2分別是指變壓器一次、二次繞組連續(xù)運(yùn)行所允許通過(guò)的線電流。單位A3、額定容量NS變壓器額定輸出的視在功率。單位：V.A或KV.ANNNIUS223三相變壓器的連接方式變壓器繞組的首尾端標(biāo)記 (端頭標(biāo)號(hào))三相變壓器的連接方式關(guān)系到變壓器電動(dòng)勢(shì)的相位及波形問(wèn)題。繞組名稱單相變壓器三相變壓器中性點(diǎn)首端尾端首端尾端高壓繞組AXA、B、CX、Y、ZN低壓繞組axa、b、cx、y、zn中壓

12、繞組AmXmAm、Bm、CmXm、Ym、ZmNm首端高壓側(cè) A B C或U1 V1 W1低壓側(cè) a b c或u1 v1 w1尾端高壓側(cè) X Y Z或U2 V2 W2低壓側(cè) x y z或u2 v2 w2在三相變壓器中，不論是高壓繞組還是低壓繞組，我國(guó)主要采用星形連接（Y連接）和三角形連接（D連接）兩種接法。以高壓繞組為例，把三相繞組的個(gè)末端X、Y、Z連在一起，結(jié)成中點(diǎn)，而把它們的三個(gè)首端A、B、C引出，便是星形連接，以符號(hào)Y(或y)表示。Y接法的三相繞組AXAEBYBECZCEBCEABECAE電動(dòng)勢(shì)相量圖 BEBYAEXACEZCABECAEBCE星形連接把一相繞組的首端和另一相繞組的尾端連接

13、起來(lái)，三相繞組自行構(gòu)成一閉合三角形電路，稱為三角形連接，用D(或d)表示。右向d接法的三相繞組注意各種連接方式相量圖AXBYCZAEBECE三角形接法的兩種形式BEBYAEXACEZCABE（1）右向三角形連接(AX-CZ-BY)（2）.左向三角形連接 (AX-BY-CZ)注意各種連接方式相量圖的畫(huà)法。AXBYCZ左向d接法的三相繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖AEBECEBEBYAEXACEZCABE向左d接法的三相繞組電動(dòng)勢(shì)相量圖判定變壓器同名端判定變壓器同名端當(dāng)電流流入(或流出）兩個(gè)線圈時(shí)，若在線圈中產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個(gè)流入(或流出）端稱為同名端。 AXax或當(dāng)鐵心中磁通變化時(shí)，在兩線圈中產(chǎn)生的感

14、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性相同的兩端為同名端。 同名端用“” 表示。磁通量增加+同名端和繞組的繞向有關(guān)。 Aax+ 方法一：交流法把兩個(gè)線圈的任意兩端 (X-x)連接, 然后在 AX上加一低交流電壓 uAX 。axAaAXUUU、測(cè)量： 若 說(shuō)明 A 與 x 或 X 與 a 是同名端.axAXAaUUU同名端的測(cè)定方法若 說(shuō)明 A 與 a 或 X 與 x 為同名端。 axAXAaUUU 結(jié)論：VVAXu+aAXx方法二：直流法設(shè)S閉合時(shí) 增加。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，阻止 的增加。如果 S 突然閉合。電流表正偏，則 A-a 為同名端。Xx電流表+_Aa+S電流表反偏，則 A-x 為同名端。AXax+_S2e+特殊

15、變壓器特殊變壓器一、自耦變壓器二、儀用互感器自耦變壓器自耦變壓器 普通雙繞組變壓器只有磁的耦合，而無(wú)電的直接聯(lián)系，自耦變壓器的原副邊兩種聯(lián)系同時(shí)存在。它是一個(gè)原副邊共用一個(gè)線圈，帶有可滑動(dòng)抽頭的變壓器。自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)自耦變壓器自耦變壓器特點(diǎn)：一次繞組與二次繞組之間，不僅有磁的耦合，而且還有電的直接聯(lián)系。 一次側(cè)：串聯(lián)繞組公共繞組 二次側(cè)：公共繞組U1aU1ZLI2I2aI1a=I1U2a=U2N1N2自耦變壓器可以由一臺(tái)雙繞組變壓器演變過(guò)來(lái)。設(shè)有一臺(tái)雙繞組變壓器，原、副繞組匝數(shù)分別為N1和N2 ，額定電壓為U1N和U2N ，額定電流為I1N和I2N ,其變比為1122

16、NNUNkNU如果保持兩個(gè)繞組的額定電壓和額定電流不變，把原繞組和副繞組順極性串聯(lián)起來(lái)作為新的原邊。而副繞組還同時(shí)作為副邊，它的兩個(gè)端點(diǎn)接到負(fù)載阻抗ZL上，便演變成了一臺(tái)降壓自耦變壓器。 I 降壓自耦變壓器 N1N2+ +U1I1E1E2 U2I2 I+ +U2I1E1E2 U1I2 升壓自耦變壓器 自耦變壓器使用注意事項(xiàng)自耦變壓器使用注意事項(xiàng)一次、二次繞組的公共端必須接零線不可作照明、安全變壓器使用低壓側(cè)的電氣設(shè)備應(yīng)具備高壓側(cè)的絕緣等級(jí)自耦變壓器使用前，輸出電壓要調(diào)到零，接通電源后，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)手柄調(diào)到所需的電壓 儀用互感器是電力系統(tǒng)中使用的測(cè)量設(shè)備，其工作原理與變壓器基本相同，是一種特殊類型的

17、變壓器。使用互感器的目的是： 儀用互感器儀用互感器 使測(cè)量回路與被測(cè)高壓電網(wǎng)隔離，以保障工作人員和測(cè)試設(shè)備的安全； 與小量程的標(biāo)準(zhǔn)化電壓表和電流表配合測(cè)量高電壓、大電流； 為各類繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)提供控制信號(hào)。一、電壓互感器二、電流互感器儀用互感器的分類儀用互感器的分類一、電壓互感器一、電壓互感器（用來(lái)測(cè)量大電壓） 實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì): : 降壓變壓器, 二次測(cè)開(kāi)路 用法用法: : 一次側(cè)與被測(cè)電壓的線路并聯(lián)， 二次側(cè)接電壓表的電壓線圈。被測(cè)的電壓的大小等于二次側(cè)電壓表讀數(shù)與變壓比的乘積。 U1/U2=n1/n2=K K變壓比特點(diǎn)：特點(diǎn)：電壓互感器一次繞組的匝數(shù)較多，與被測(cè)線路并聯(lián)；二次繞組匝數(shù)較少，與

18、電壓表并聯(lián)。其工作原理為變壓器的工作原理電壓互感器注意事項(xiàng) 電壓互感器的二次側(cè)在工作時(shí)不能短路。 在正常工作時(shí)，其二次側(cè)近于開(kāi)路狀態(tài)，電流很小，當(dāng)二次側(cè)短路時(shí)，其電流很大（二次側(cè)阻抗很?。龤гO(shè)備甚至危及人身安全。電壓互感器的二次側(cè)必須有一端接地。防止一、二次側(cè)擊穿時(shí)，高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。電壓互感器接線時(shí)，應(yīng)注意一、二次側(cè)接線端子的極性。以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。電壓互感器的一、二次側(cè)通常都應(yīng)裝設(shè)熔絲作為短路保護(hù)，同時(shí)一次側(cè)應(yīng)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)作為安全檢修用。一次側(cè)并接在線路中電壓互感器送電時(shí)必須先合一次側(cè)后合二次側(cè)，停電時(shí)先停二次側(cè)后停一次側(cè)，防止反送電危及設(shè)備安全。電流互感器電流互感

19、器電流互感器主要用于電網(wǎng)線路中的大電流測(cè)量。（用來(lái)測(cè)量大電壓）實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)： 升壓變壓器, 二次測(cè)短路用法：用法： 一次側(cè)與被測(cè)電流的線路串聯(lián)， 二次側(cè)接電流表或瓦特表的電流線圈。I1/I2=n2/n1=Ki Ki變流比 Ki =1/K原理接線圖原理接線圖注意： 二次繞組禁止開(kāi)路。 一次繞組工作電壓較高時(shí)， 二次繞組與鐵心必須接地。 原邊匝數(shù)很少（一匝或幾匝），副邊匝數(shù)較多； 副邊接儀用電流表或其它電流線圈，由于電流線圈阻抗很小，故電流互感器相當(dāng)于變壓器短路運(yùn)行。 電流測(cè)量值等于電流互感器的讀數(shù)乘以電流比（電流比Ki=n2/n1）。原邊額定電流為1015000A，副邊額定電流均采用5A。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二次側(cè)絕對(duì)不允許開(kāi)