任務三 特殊變壓器認知及應用

項目1變壓器任務三特殊變壓器認知及應用知識與能力目標熟悉自耦變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理。1熟悉電壓互感器的結(jié)構(gòu)與工作原理。2熟悉電流互感器的結(jié)構(gòu)與工作原理。3任務三特殊變壓器認知及應用自耦變壓器認知及應用子任務一電壓互感器認知及應用子任務二電流互感器認知及應用子任務三

自耦變壓器是單繞組變壓器，一、二次繞組共用一個線圈，繞在閉合的鐵心上，二次繞組是一次繞組的一部分。自耦變壓器又可分為可調(diào)式和固定式兩種。自耦變壓器的一、二次繞組之間除了有磁的耦合外，還有電的直接聯(lián)系。子任務一自耦變壓器認知及應用自耦變壓器

1.自耦變壓器子任務一自耦變壓器認知及應用自耦變壓器

1.自耦變壓器通常把同時屬于一次和二次的那部分繞組稱為公共繞組，其余部分稱為串聯(lián)繞組。自耦變壓器由于其容量大、損耗小、造價低而得到廣泛應用。自耦變壓器工作原理

公共繞組串聯(lián)繞組子任務一自耦變壓器認知及應用

自耦變壓器也是利用電磁感應原理工作的。當一次繞組兩端加電壓U1時，鐵心中產(chǎn)生交變磁通，并分別在一次繞組及二次繞組中產(chǎn)生感應電動勢E1及E2，有如下關(guān)系：自耦變壓器的變比K為

子任務一自耦變壓器認知及應用當負載時，假定一次繞組電流為I1,負載電流為I2，則二次繞組的電流I＝I1+I2。有磁勢平衡關(guān)系

因為空載電流I0很小，可以忽略，即I0=0。

則有

....將I1+I2=I代入式，得：..子任務一自耦變壓器認知及應用即

上式說明自耦變壓器一、二次繞組中的電流大小與匝數(shù)成反比，且在相位上互差180°。因此流經(jīng)公共繞組中的電流I的大小為一、二次繞組的電流之差，即I=I2-I1。當變比K接近于1時，公共部分的電流很小，因此這部分可以用較細的導線繞成，減小變壓器的體積和重量。子任務一自耦變壓器認知及應用自耦變壓器輸出的視在功率為S2=U2I2

由于I=I2-I1，因此有

S2=U2(I+I1)=U2I+U2I1從這個式子可以看出，自耦變壓器的輸出功率由兩部分組成，其中U2I部分是依據(jù)電磁感應原理從一次繞組傳遞到二次繞組的視在功率，稱為電磁功率;而U2I1則是通過電路聯(lián)系從一次繞組直接傳遞到二次繞組的視在功率，稱為傳導功率。傳遞這部分功率不需增加繞組容量，這就是自耦變壓器繞組容量小于其額定容量的原因。

子任務一自耦變壓器認知及應用

例題：在一臺容量為15kVA的自耦變壓器中，已知U1=220V，N1=330匝，(1)如果要使輸出電壓U2=209V，那么應該在繞組的什么地方抽出線頭？滿負載時，I1、I2各為多少安培？繞組公共部分的電流為多少安培？（2)如果輸出電壓U2=110V，那么公共部分電流又為多少安培？即從公共點開始數(shù)313匝處開始抽頭。

子任務一自耦變壓器認知及應用解（1）由公式U1/U2=N1/N2可知：由于自耦變壓器的效率高，可忽略損耗，認為

S=U2I2=U1I1

因此滿載時的電流為

繞組公共部分的電流為

I=I2-I1=71.8-68.2=3.6A子任務一自耦變壓器認知及應用（2）如果輸出電壓U2=110V，則

子任務一自耦變壓器認知及應用子任務一自耦變壓器認知及應用自耦變壓器的特點自耦變壓器的特點：(1)單位容量消耗的材料少，變壓器體積小。(2)自耦變壓器由于一、二次繞組之間有電的聯(lián)系，因此變壓器內(nèi)部絕緣與過電壓保護措施要加強。

子任務一自耦變壓器認知及應用自耦調(diào)壓器的特點2.自耦調(diào)壓器

若自耦變壓器的抽頭做成可滑動觸點，則可以構(gòu)成一個電壓可調(diào)的自耦變壓器，通常也叫自耦調(diào)壓器。

自耦調(diào)壓器在接電源之前，必須把手柄轉(zhuǎn)到零位，使輸出電壓為零，以后慢慢順時針轉(zhuǎn)動手柄，使輸出電壓逐步上升。

自耦調(diào)壓器電路原理

子任務一自耦變壓器認知及應用電壓互感器

電壓互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理與單相變壓器相同。它實質(zhì)上是一個降壓變壓器.子任務二電壓互感器認知及應用

用來使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣用來擴大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應用范圍功能上圖所示為電壓互感器的原理圖，根據(jù)變壓器的電壓比公式

子任務二電壓互感器認知及應用

電壓互感器的外形圖、原理圖和符號

(a)電壓互感器外形圖(b)電路原理圖(c)

電壓互感器的符號電壓互感器子任務二電壓互感器認知及應用

Ku是電壓互感器的變換系數(shù)，也稱電壓互感器的變換倍率。Ku一般標在電壓互感器的銘牌上，只要讀出二次繞組的電壓，一次繞組的電壓可以由上式求出。一般電壓互感器二次繞組的額定電壓為100V。常用的電壓互感器變比有3000V/100V、6000V/100V等。電壓互感器有干式、油浸式、澆注絕緣式等。電壓互感器

電壓互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理與單相變壓器由于勵磁電流和漏阻抗的存在，電壓互感器存在著誤差。根據(jù)誤差大小，電壓互感器可分為0.2、0.5、

1.0、

3.0等四級，

級數(shù)越大，

誤差也越大。

子任務二電壓互感器認知及應用

子任務二電壓互感器認知及應用

1-鐵心2-一次繞組3-二次繞組

電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和接線圖

類型

一次接線端子二次接線端子鐵心一二次繞組JDZ(J)-10電壓互感器實物圖片JDZ10-10(RZL)電壓互感器實物圖片子任務二電壓互感器認知及應用

按相數(shù)分：有單相式和三相式雙繞組（如JDZ-10型）三繞組（如JDZJ-10型）按繞組數(shù)量分使用電壓互感器時注意事項：子任務二電壓互感器認知及應用

(1)電壓互感器運行時，二次繞組絕不許短路，否則將產(chǎn)生很大的短路電流，導致互感器燒壞。

(2)為了保證設(shè)備和人員安全，電壓互感器的鐵心和二次繞組必須可靠接地。

(3)電壓互感器有一定的額定容量，二次繞組回路不宜接入過多儀表，以免影響測量精度。電流互感器

電流互感器的結(jié)構(gòu)、工作原理同單相變壓器相似。它由鐵心和一、二次繞組兩個主要部分組成。一般接電流表或功率表的電流線圈，它的阻抗很小，負載近似為零。子任務三電流互感器認知及應用

電流互感器子任務三電流互感器認知及應用

Ki稱為電流互感器的額定電流比，標在電流互感器的銘牌上。在實際應用中，與電流互感器配套使用的電流表中的電流已換算成一次繞組的電流，可以直接讀出測量數(shù)據(jù)，不必再進行換算。電流互感器子任務三電流互感器認知及應用

電流互感器一次繞組的額定電流可設(shè)計在0～15000A或10～25000A之間，而電流互感器二次繞組額定電流通常采用5A。

其符號下圖所示。

上圖所示為電流互感器的原理圖，根據(jù)變壓器的電流比公式I1N1=I2N2可知：(a)(b)(c)電流互感器的外形圖、原理圖和符號(a)電流互感器外形圖(b)電路原理圖(c)電流互感器的符號子任務三電流互感器認知及應用

實際上，由于勵磁電流和漏阻抗的影響，電流互感器也存在著誤差，

其相對誤差為

為了減少誤差，電流互感器的鐵心采用高導磁性能的材料制成，而且要求二次繞組所接儀表的總阻抗不大于規(guī)定的阻抗。子任務三電流互感器認知及應用

I2N=5A或1A電流互感器的基本結(jié)構(gòu)和接線1-鐵心2-一次繞組3-二次繞組

在工作時其二次側(cè)不得開路二次側(cè)有一端必須接地連接時要注意其端子的極性使用注意事項子任務三電流互感器認知及應用

單匝式（包括母線式、心柱式、套管式）多匝式（包括線圈式、線環(huán)式、串級式）

類型

一次接線端子二次接線端子鐵心一次繞組二次繞組LQJ-10高壓電流互感器實物圖片低壓電流互感器實物圖片二次接線端子二次繞組及鐵心一次母線穿孔一次母線穿孔子任務三電流互感器認知及應用

子任務三電流互感器認知及應用

準確度級：測量用有0.1、0.2、0.5、1、3、5等級，保護用有5P和10P兩級。高壓CT圖形符號例題：

用變壓比為10000V/100V的電壓互感器，變流比為100/5的電流互感器擴大量程，其電流表讀數(shù)為2.5A，電壓表讀數(shù)為90V，試求被測電路的電流、電壓各為多少？

又有即被測電路的電流