變壓器電工電子

變壓器目錄1認(rèn)識單相變壓器2認(rèn)識三相變壓器3認(rèn)識特殊變壓器學(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)單相變壓器+–+–二次繞組N2一次繞組N1繞組一次繞組二次繞組由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚0.35mm或0.5mm鐵心單相變壓器殼式變壓器心式變壓器變壓器符號或文字符號：T單相變壓器iNeφu

交流鐵心線圈電路電磁關(guān)系鐵心中主磁通的最大值單相變壓器的基本工作原理1、變壓器原理+–+–一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。(1).變壓器的空載運(yùn)行i0變壓器一次側(cè)對二次側(cè)，變壓器空載時(shí):式中U20為變壓器空載電壓。故有（匝數(shù)比）K為變比i2+–+–i1+–e2+–u2結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。在理想情況下(2)帶負(fù)載運(yùn)行情況K＞1，是降壓變壓器；K＜1，是升壓變壓器。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，將會(huì)怎樣？答：

1）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)勢和電流。

2）因沒有感應(yīng)電動(dòng)勢平衡外加電壓，使勵(lì)磁電流過大，燒毀一次繞組。討論結(jié)論：原、副邊電流與匝數(shù)成反比

2變電流的原理在理想情況下升壓變壓器降壓變壓器+–|Z|+–+–+–1.已知某單相變壓器的一次繞組電壓為3300v，二次繞組電壓為220v，若二次繞組接入一個(gè)阻抗為11Ω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？

解例題3.

變阻抗原理由圖可知：結(jié)論：變壓器一次側(cè)的等效阻抗，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗的K2倍。+–+–+–解2.有一電壓比為220v/110v的降壓變壓器，如果在二次繞組接上8Ω的電阻，求變壓器的一次繞組的輸入阻抗。例題變壓器的匝數(shù)比應(yīng)為：R0+–+–

3如圖，交流信號源的內(nèi)阻R0=784，負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為RL=16。求:當(dāng)RL折算到原邊的等效電阻時(shí)，求變壓器的匝數(shù)比.信號源R0RL+–例題變壓器的外特性、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)cosφ一定時(shí)，二次電壓隨二次電流變化的關(guān)系曲線。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，對于純電阻負(fù)載，二次電壓下降較少；對于電感性負(fù)載，二次電壓下降較多。無磁損無銅損無鐵損理想變壓器的特點(diǎn)理想變壓器模型——沒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）。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功率損耗鐵損耗銅損耗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變壓器的效率?=其中：輸入有功功勞；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。磁路部分鐵心繞組一次繞組二次繞組電路部分變壓器的基本結(jié)構(gòu)小結(jié)由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚0.35mm或0.5mm與鐵損耗有關(guān)與銅損耗有關(guān)變電壓原理變電流原理變阻抗原理變壓器的基本工作原理

2

升壓變壓器的變比（）A大于1B小于1C等于1D大于等于13如圖所示電路，變壓器的變壓比K=10，則電壓表的讀數(shù)為（）A20V B2VC200VD0V1變壓器的工作原理依據(jù)（）A歐姆定律 B基爾霍夫定律C電流的磁效應(yīng)D電磁感應(yīng)定律VDBD課堂訓(xùn)練為了安全，機(jī)床上的照明用的電壓是36V，這個(gè)電壓是把380V的電壓降壓得到的，若原線圈是1140匝，副線圈是多少匝？原、副線圈電流之比是多少?（108、9：95）作業(yè)：學(xué)海領(lǐng)航175~181任務(wù)2認(rèn)識三相變壓器01結(jié)構(gòu)組成02銘牌與額定值03三相變壓器的連接方式任務(wù)2認(rèn)識三相變壓器01結(jié)構(gòu)組成1、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、保護(hù)裝置4、絕緣套管5、分接開關(guān)二、銘牌與額定值1、額定電壓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、額定電流和分別是指變壓器一次、二次繞組連續(xù)運(yùn)行所允許通過的線電流。單位A3、額定容量變壓器額定輸出的視在功率。單位：V.A或KV.A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)三相變壓器的連接方式關(guān)系到變壓器電動(dòng)勢的相位及波形問題。首端高壓側(cè)ABC或U1V1W1低壓側(cè)abc或u1v1w1尾端高壓側(cè)XYZ或U2V2W2低壓側(cè)xyz或u2v2w2在三相變壓器中，不論是高壓繞組還是低壓繞組，我國主要采用星形連接（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３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Y(或y)表示。Y接法的三相繞組電動(dòng)勢相量圖星形連接把一相繞組的首端和另一相繞組的尾端連接起來，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三角形接法的兩種形式（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法。左向d接法的三相繞組電動(dòng)勢相量圖向左d接法的三相繞組電動(dòng)勢相量圖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)生的感應(yīng)電動(dòng)勢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)。?AXax++––?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。測量：

若說明A與x

或X與a

是同名端.同名端的測定方法若說明A與a或X與x為同名端。結(jié)論：VV+–aAXx方法二：直流法設(shè)S閉合時(shí)增加。感應(yīng)電動(dòng)勢的方向，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+_S+–特殊變壓器一、自耦變壓器二、儀用互感器自耦變壓器

普通雙繞組變壓器只有磁的耦合，而無電的直接聯(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U1a·U1·ZLI2·I2a·I1a=I1··U2a=U2··N1N2自耦變壓器可以由一臺(tái)雙繞組變壓器演變過來。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+U1－I1E1E2－

U2＋I(xiàn)2

I+U2－I1E1E2－

U1＋I(xiàn)2升壓自耦變壓器自耦變壓器使用注意事項(xiàng)①一次、二次繞組的公共端必須接零線②不可作照明、安全變壓器使用③低壓側(cè)的電氣設(shè)備應(yīng)具備高壓側(cè)的絕緣等級④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，是一種特殊類型的變壓器。使用互感器的目的是：

儀用互感器

使測量回路與被測高壓電網(wǎng)隔離，以保障工作人員和測試設(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。123一、電壓互感器二、電流互感器儀用互感器的分類一、電壓互感器（用來測量大電壓）

實(shí)質(zhì):

降壓變壓器,二次測開路

用法:

一次側(cè)與被測電壓的線路并聯(lián)，二次側(cè)接電壓表的電壓線圈。被測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=KK—變壓比特點(diǎn)：①電壓互感器一次繞組的匝數(shù)較多，與被測線路并聯(lián)；②二次繞組匝數(shù)較少，與電壓表并聯(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)②③①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。以保證測量的準(zhǔn)確性。④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)隔離開關(guān)作為安全檢修用。⑤一次側(cè)并接在線路中⑥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器主要用于電網(wǎng)線路中的大電流測量。（用來測量大電壓）實(shí)質(zhì)：

升壓變壓器,二次測短路用法：

一次側(cè)與被測電流的線路串聯(lián)，二次側(cè)接電流表或瓦特表的電流線圈。I1/I2=n2/n1=KiKi—變流比Ki=1/K原理接線圖注意：①二次繞組禁止開路。

②一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10～15000A，副邊額定電流均采用5A。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二次側(cè)絕對不允許開路。二次側(cè)開路使電流互感器工作于空載狀態(tài)，一次側(cè)大電流成為勵(lì)磁電流，使鐵心磁密劇增。一方面使鐵心嚴(yán)重飽和，鐵耗劇增引起過熱。另一方面將在匝數(shù)很多的二次繞組中感應(yīng)出很高