領(lǐng)域變壓器的基本應(yīng)用

1、電機拖動與控制機械系：白潔1領(lǐng)域一 變壓器的基本應(yīng)用小容量變壓器的檢測1.1調(diào)壓器的使用1.2三相電力變壓器的連接1.3識別變壓器1.4用于其他場合的變壓器1.5變壓器各繞組引出端的標注和多繞組間的連接1.6判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組號1.721.1 小容量變壓器的檢測一、變壓器的用途與分類變壓器是一種靜止電器，它利用電磁感應(yīng)原理，將某一數(shù)值的交變電壓轉(zhuǎn)換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓。 變壓器在許多方面都得到了廣泛的應(yīng)用，如電力系統(tǒng)中的輸、配電，電子技術(shù)領(lǐng)域，測試技術(shù)領(lǐng)域，焊接技術(shù)領(lǐng)域等。3按用途分：電力變壓器和特種變壓器。按繞組數(shù)目分：單繞組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組

2、變壓器。按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。 按鐵心結(jié)構(gòu)分：芯式變壓器和殼式變壓器。 按調(diào)壓方式分：無勵磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。 按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。 1.1 小容量變壓器的檢測變壓器分類：41.1 小容量變壓器的檢測電源變壓器電力變壓器控制變壓器接觸調(diào)壓器三相干式變壓器環(huán)形變壓器51.1 小容量變壓器的檢測二、變壓器的基本結(jié)構(gòu) 心柱用來套裝繞組，鐵軛將心柱連接起來，使之形成閉合磁路。為減少鐵心損耗，鐵心用厚0.30-0.35mm的硅鋼片疊成，片上涂以絕緣漆，以避免片間短路。（1）鐵心：變壓器的磁路部分,由心柱和鐵軛兩部分組成。按照鐵

3、心的結(jié)構(gòu)，變壓器可分為芯式和殼式兩種。61.1 小容量變壓器的檢測一次繞組：輸入電能的繞組；二次繞組：輸出電能的繞組。（2）繞組：變壓器的電路部分。高壓繞組的匝數(shù)多,導(dǎo)線細；低壓繞組的匝數(shù)少，導(dǎo)線粗。變壓器的繞組可分為同心式和交迭式。 71.1 小容量變壓器的檢測三相芯式變壓器1鐵心柱 2鐵軛3高壓線圈 4低壓線圈單相芯式變壓器1鐵心柱 2鐵軛3高壓線圈 4低壓線圈81.1 小容量變壓器的檢測單相殼式變壓器1鐵心柱 2鐵軛 3繞組1低壓繞組 2高壓繞組交疊式繞組91.1 小容量變壓器的檢測（3）其他零部件 ：變壓器除器身外，還有很多其他的零部件。如油浸式電力變壓器，有油箱、變壓器油、散熱器、絕

4、緣套管、分接開關(guān)及繼電保護裝置等零部件。 油浸式電力變壓器1信號式溫度計2吸濕器3儲油柜4油位計5安全氣道6氣體繼電器7高壓套管8低壓套管9分接開關(guān)10油箱11鐵心12線圈13放油閥門101.1 小容量變壓器的檢測三、電源變壓器的使用考慮散熱問題。111.1 小容量變壓器的檢測四、變壓器的工作過程磁路：磁場通過的閉合回路。能量轉(zhuǎn)換過程：一次繞組接入電能磁場能二次繞組獲得電能。鐵心由0.35mm厚硅鋼片疊壓而成以減小渦流。121.1 小容量變壓器的檢測 空載運行：在一次繞組施加額定電壓，二次繞組開路，不接負載，此時二次側(cè)沒有電流，一次側(cè)有很小的電流。一次電壓二次電壓的關(guān)系：131.1 小容量變壓

5、器的檢測 空載運行時，忽略一次繞組的電阻和漏磁通，只考慮有效值,則：二次側(cè)開路有：匝比I0為變壓器空載時的一次電流，稱為空載電流。 141.1 小容量變壓器的檢測空載時，由于電源電壓恒定，即U1=常數(shù)，則E1常數(shù)，m常數(shù)。負載后，二次繞組流過電流I2，一次、二次電流均會產(chǎn)生磁通。 大小主要取決于U1，只要U1保持不變，由空載到負載， 大小基本不變，因此磁動勢平衡方程：一次電流二次流的關(guān)系：負載運行：在一次繞組接上電壓 ，二次繞組接上負載ZL。151.1 小容量變壓器的檢測空載電流I0與一次繞組在數(shù)的乘積值決定了變壓器工作時磁路中磁場的大小，乘積越大，磁場就越大。因此又稱此電流為勵磁電流。額定工

6、作時，因一次、二次電流遠大于空載電流，所以變壓器滿載工作時可忽略空載電流，若只考慮有效值，有：161.1 小容量變壓器的檢測五、電源變壓器的檢測觀察外觀：引線、繞組是否完好。絕緣性測試：鐵心、一次繞組、二次繞組兩兩間應(yīng)絕緣，即電阻無窮大。繞組通斷檢測：測一次、二次繞組的電阻，不能為零或無窮大。空載電流的檢測：越小，變壓器質(zhì)量越好，一般為額定電流的10%。17可以選擇阻值為5 ，功率為8W的電阻。例如：初級：220V 50Hz，次級12V，800mA1.1 小容量變壓器的檢測空載電流的檢測方法：直接測量法：二次側(cè)開路，一次側(cè)串入交流電流表，量程為變壓器輸出電流的20%即可?；蚴褂萌f用表交流電流檔

7、代替交流電流表測量。間接測量法：二次側(cè)開路，一次側(cè)串入一個已知阻值的電阻，接入電源后，測量電阻兩端電壓，利用歐姆定律等到電流值。注意：電阻功率要選擇適當(dāng)。估算方法：變壓器輸出電流的20%再乘以電源電壓的20%就可得到所需電阻的功率。電阻功率為：0.8*0.2*220*0.2=7.04W18 一次側(cè)接220V電源，測量二次繞組的空載電壓值，應(yīng)與銘牌上標注相同或近似，其相對誤差：1.1 小容量變壓器的檢測空載電壓的檢測：電源變壓器短路性故障的綜合檢測判別：要滿足短路通常表現(xiàn)為發(fā)熱和二次繞組輸出電壓失常。判斷是否有短路的方法是測量空載電流，若存在短路，空載電流將遠大于滿載電流的10%。191.2 調(diào)

8、壓器的使用一、認識調(diào)壓器調(diào)壓器是一種特殊的變壓器，有單項、三相兩種。當(dāng)輸入電壓單項調(diào)壓器為220V、三相調(diào)壓器為380V時，輸出電壓可在0220V或0380V之間調(diào)節(jié)輸出。201.2 調(diào)壓器的使用調(diào)節(jié)手柄獲得連續(xù)的低于輸入電壓的各種等級電壓。外殼和接線柱便于接入電壓、輸出電壓。鐵心和繞組：一次、二次繞組在電路上是連在一起的，因此只能短時間接入線路工作，且只能輸出低于輸入的電壓。調(diào)壓器包括：211.2 調(diào)壓器的使用二、使用調(diào)壓器使用時，先調(diào)節(jié)需要的電壓值，然后可靠地接上負載，最后接通電源。使用結(jié)束后，先切除電源，再拆除線路，最后將調(diào)壓器的旋轉(zhuǎn)手柄調(diào)到指針指示的0V位置。221.2 調(diào)壓器的使用

9、三相調(diào)壓器： 輸入端A、B、C對應(yīng)三條相線，O對應(yīng)中性線，輸出端為a、b、c。 AB、BC 、CA接入380V線電壓，AO、BO、CO接入220V相電壓。輸出端ab、bc、ca可以獲得0380V的三相對稱電壓，aO、bO、cO可獲得0220V的三相對稱電壓。輸入端、輸出端可共用O。231.3 三相電力變壓器的連接一、認識電力變壓器1信號式溫度計2吸濕器3儲油柜4油位計5安全氣道6氣體繼電器7高壓套管8低壓套管9分接開關(guān)10油箱11鐵心12線圈13放油閥門241.3 三相電力變壓器的連接二、三相變壓器的表示三相變壓器能將一種等級的三相對稱電壓轉(zhuǎn)換成另一種等級的三相對稱電壓?？梢钥闯捎扇_完全相同

10、的單向變壓器組成。三相變壓器的一次側(cè)、二次側(cè)都是由三相對稱繞組構(gòu)成。一次繞組：始端：A B C 末端：X Y Z，或始端：U1 V1 W1末端:U2 V2 W2二次繞組：始端：a b c 末端：x y z，或始端：u1 v1 w1末端:u2 v2 w2251.3 三相電力變壓器的連接用符號表示：261.3 三相電力變壓器的連接三、三相變壓器的連接方法Y/d連接原理圖D/y連接原理圖271.4 識別變壓器一、變壓器的銘牌銘牌，是指所有的電子、電器、機械設(shè)備的生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品出廠時，將產(chǎn)品的技術(shù)指標做出說明，并刻寫在一塊金屬牌上的數(shù)據(jù)，這種金屬牌有銅的、鋁的或鐵的，所以稱為銘牌。281.4 識別變壓

11、器（1）一次、二次額定電壓一次額定電壓 ：在額定運行情況下，一次繞組應(yīng)施加的額定電壓。二次額定電壓 ：一次繞組外加額定電壓 ，二次繞組空載電壓。單位為V或kV。三相變壓器的額定電壓指線電壓。291.4 識別變壓器（2）一次、二次額定電流是指變壓器一次、二次繞組長期允許通過的電流。單位為A或kA。三相變壓器的額定電流指線電流。電流越大，導(dǎo)線做的越粗，反之則越細。 這也是為什么高壓繞組繞在鐵心內(nèi)部，低壓繞組在外側(cè)的原因，大電流的低壓繞組在外側(cè)便于散熱。這也是為什么有時額定電壓相同的變壓器在體積上相差較大的原因。301.4 識別變壓器（3）額定容量SN單項變壓器：單位為V.A,或kV.A或MV.A。

12、三相變壓器：額定電壓相同時，額定電流越大，容量越大，發(fā)熱量也就越大，變壓器的體積越大，反之則越小。額定容量為變壓器的視在功率（4）額定頻率fN變壓器工作時電壓的頻率，我國規(guī)定標準工業(yè)頻率為50Hz。311.4 識別變壓器型號規(guī)則：321.4 識別變壓器二、變壓器的分類按用途分：電力變壓器和特種變壓器。按繞組數(shù)目分：單繞組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。 按鐵心結(jié)構(gòu)分：芯式變壓器、殼式變壓器、輻射式變壓器。 按導(dǎo)電材料分：銅線變壓器、鋁線變壓器、半銅半鋁、超導(dǎo)等。 按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓

13、器。 按調(diào)壓方式分：無勵磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。 331.5 用于其他場合的變壓器一、電流互感器應(yīng)用電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流利用電磁感應(yīng)原理轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。 如果被測線路中的電流較大，一般超過5A，就要使用電流互感器進行測量。 主要結(jié)構(gòu)是鐵心和繞組，一次、二次繞組在電路上互相隔離，在磁路上互相連接。 341.5 用于其他場合的變壓器1、測量大電流一次繞組由一匝或數(shù)匝截面積較大的導(dǎo)體繞制，與被測電路串聯(lián)，廠家多在接線端用P1，P2標注。二次繞組匝數(shù)較多，截面積較小，與阻抗很小的儀表（電流表或功率表）的電流線圈串聯(lián)成閉合回路，廠家多在接線

14、端用S1，S2標注。電流互感器的工作情況相當(dāng)于變壓器的短路運行。351.5 用于其他場合的變壓器只要讀出互感器二次回路的小電流I2，再乘以變流比ki就可以獲得被測電流的實際值。電流互感器二次電流的實際量程多為5A。選取磁通密度較低的鐵心作為互感器的鐵心，以減小勵磁電流，減小誤差。按照誤差大小，電流互感器分為0.2、0.5、1.0、3.0和10五個等級，數(shù)字越小，精度越高根據(jù)變壓器一次、二次電流的關(guān)系：361.5 用于其他場合的變壓器使用電流互感器注意事項：二次繞組必須牢固接地。電流互感器工作時，二次繞組絕對不允許開路。二次回路串入的阻抗不能超過允許的額定值，否則將導(dǎo)致測量誤差增大。371.5

15、用于其他場合的變壓器2、電流轉(zhuǎn)換在實際線路中，有時為了與其他測量儀表、控制線路配合，需利用電流互感器將電流轉(zhuǎn)換成需要的電流值。這種互感器一般為精密電流互感器，外觀、型號繁多。381.5 用于其他場合的變壓器黑色阻燃外殼，環(huán)氧樹脂灌封，隔離性好，抗沖擊性能強。體積小，外形美觀，可與線路板直接焊接，引腳抗拉性強。一次、二次電流的相位特性好，可廣泛應(yīng)用于交流電流采樣。電流比5A(25mA),負載電阻500100 。391.5 用于其他場合的變壓器二、電壓互感器應(yīng)用供測量用的變壓器，將高電壓轉(zhuǎn)變成低電壓。如果被測線路中的電壓較大，一般超過500V，就要使用電壓互感器進行測量。 主要結(jié)構(gòu)是鐵心和繞組一次

16、、二次繞組在電路上互相隔離，在磁路上互相連接。 401.5 用于其他場合的變壓器1、測量大電壓電壓互感器的一次繞組匝數(shù)大于二次繞組。一次繞組與被測電網(wǎng)并聯(lián)，二次繞組與電壓表或功率表的電壓線圈接成閉合回路。由于電壓表或功率表的電壓線圈內(nèi)阻抗很大，電壓互感器的工作情況相當(dāng)于變壓器的空載運行。411.5 用于其他場合的變壓器測量相電壓：將電壓互感器的一側(cè)繞組接于被測電壓的相線和中性線，二次測接測量用的電壓表。測量線電壓：可用三個單項電壓互感器，將其一次繞組接成星形或三角形（大多接星形），然后接于被測電路，二次側(cè)與一次側(cè)接法相同，在兩個相線間接入電壓表既可。421.5 用于其他場合的變壓器一般電壓互感

17、器二次電壓的最大量程為100V。電壓互感器也存在幅值和相角誤差，因此必須減小勵磁電流和漏阻抗。根據(jù)變壓器一次、二次電壓的關(guān)系：431.5 用于其他場合的變壓器使用電壓互感器注意事項：二次側(cè)不允許短接，否則因漏阻抗很小，將產(chǎn)生很大的短路電流，燒毀儀器。二次繞組連同鐵心必須牢固接地。不宜接大于額定負載電流的儀表，以免影響測量精度。441.5 用于其他場合的變壓器2、電壓轉(zhuǎn)換在實際線路中，有時為了與其他測量儀表、控制線路配合，需利用電壓互感器將電壓轉(zhuǎn)換成需要的電壓值。這種電壓互感器外觀、型號繁多。451.6 變壓器各繞組引出端的標注和多繞組間的連接一、雙繞組單項變壓器繞組引出端的標注雙繞組單項變壓的

18、兩套繞組，即一次繞組和二次繞組，在電路上相互獨立，對外共有四個接線端。 使用時，只要分清楚一次、二次繞組即可，不需要區(qū)分接線端的極性。461.6 變壓器各繞組引出端的標注和多繞組間的連接二、多繞組單項變壓器繞組引出端的標注極性相同的接線端稱為同名端，反之為異名端。 1.同名端與異名端471.6 變壓器各繞組引出端的標注和多繞組間的連接2.繞組的連接：將二次繞組進行串聯(lián)，可以獲得更多的電壓值。 方法：將異名端相連接，相當(dāng)于改變（增大）了二次繞組的匝數(shù)，獲得了更大的輸出電壓。 481.6 變壓器各繞組引出端的標注和多繞組間的連接3.同名端的判斷：（1）分清一次、二次繞組和二次側(cè)各繞組的引出端子。利

19、用歐姆檔測量。 （2）在二次繞組的三個繞組引出線上任意標注始、末端：a1-x1，a2-x2，a3-x3。 （3）將x1、a2相連。 （4）一次繞組施加電壓，一般為額定電壓的1/3到1/2。 （5）分別測量a1-x1端電壓Ua1，a2-x2端電壓Ua2 ，a1-x2端電壓U12。 491.6 變壓器各繞組引出端的標注和多繞組間的連接（6）判斷 如果U12=Ua1+Ua2，表示繞組串聯(lián)正確。即兩繞組始末端標注正確。 如果U12=Ua1-Ua2，說明兩繞組是同名端相連，只需將其中一個繞組的始末端標注交換一下。 第三個繞組同名端的判斷方法同上。只需將x2和a3相連，再測電壓。如果出現(xiàn)U23=Ua2-U

20、a3，此時只能更改第三個繞組的始末端標注了。 501.6 變壓器各繞組引出端的標注和多繞組間的連接三、三項變壓器繞組引出端的標注位置：一次側(cè)的高壓繞組繞在內(nèi)次，二次側(cè)的低壓繞組繞在外側(cè)。 1.識別一次、二次繞組的出線端粗細：一次側(cè)的高壓繞組繞電流小，導(dǎo)線細，二次側(cè)的低壓繞組電流大，導(dǎo)線粗。 測電壓：在任意一側(cè)的繞組上施加低壓側(cè)額定電壓值1/2的電壓，測量另一側(cè)的電壓，若高于施加電壓，則此測量側(cè)為一次繞組（高壓），否則此變?yōu)槎卫@組（低壓）。 511.6 變壓器各繞組引出端的標注和多繞組間的連接2.識別同側(cè)三相繞組的出線端 看顏色：一般采用黃、綠、紅三色，表示A、B、C三相電源相序。 （1）對三

21、相一次繞組的引出端任意標注始、末端。 3.標注同側(cè)三相繞組始、末端以一次繞組為例：（2）將B、C相繞組的末端Y、Z連接，A相繞組接入交流電壓，一般為額定電壓的1/3。521.6 變壓器各繞組引出端的標注和多繞組間的連接（4）判斷 如果UBC=UBY-UCZ，說明B、C相繞組始、末端標注正確。 （3）分別測量B向繞組電壓UBY，C相繞組電壓UCZ ，BC繞組串聯(lián)后的電壓UBC。 如果UBC=UBY+UCZ，說明B、C相繞組始、末端標注不正確，要更改其中一項的標注。 531.6 變壓器各繞組引出端的標注和多繞組間的連接 （5）將A、B相繞組的末端X、Y連接，C相繞組接入交流電壓，一般為額定電壓的1

22、/3,重復(fù)上述過程，即可判斷出A相繞組標注是否正確。 二次繞組的各項始、末端的標注方法同一次繞組的標注方法。541.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別對于三相變壓器，當(dāng)在一次側(cè)接入三相對稱電源時，二次側(cè)可得到三相對稱的相電壓和線電壓。同側(cè)繞組的相電動勢、線電動勢既有大小關(guān)系又有相位關(guān)系。一次二次繞組的相電動勢之間、一次二次繞組線電動勢之間也存在大小和相位的關(guān)系。把變壓器一次、二次繞組間線電動勢的相位關(guān)系成為繞組的聯(lián)結(jié)組別。55相位關(guān)系：線電動勢超前對應(yīng)的相電動勢30。一、同側(cè)繞組相、線電動勢間的關(guān)系三相繞組無論接成星形還是接成三角形，相電動式、線電動勢均是三相對稱電壓。他們大小相等，相位相差12

23、0。 （1）接成星（Y）形：1.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別有效值：56A-Y-B-Z-C-X-A逆向（2）接成三角形：1.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別相位關(guān)系：有同向和反向兩種。有效值：A-Z-C-Y-B-X-A逆向57二、不同側(cè)繞組相、線電動勢間的關(guān)系1.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別相位關(guān)系：只有兩種，采用時鐘表示法。有效值：1.相電動勢間的關(guān)系同名端同極性同相，I/I-0同名端異極性反相, I/I-6581.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別同名端同極性同相I/I-0同名端異極性反相I/I-6591.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別相位關(guān)系：連接組別反映三相變壓器連接方式。有效

24、值：2.線電動勢間的關(guān)系三相變壓器的連接方式有：Yy、Yd、Dy、Dd601.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別1.Y/y連接 Y/y-0Y/y-6原、副邊線電勢同相Y/y-0點原、副邊線電勢反相Y/y-6點611.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別 為原邊線電勢，作為時鐘的分針，指向12點， 為副邊線電勢，作為時鐘的時針，其指向的數(shù)字就是三相變壓器的組別號。組別號的數(shù)字乘以30，就是副邊繞組的線電動勢與原邊電動勢的相位角差。無論采用怎樣的連接方式，原、副邊線電勢的相位差總是30的整數(shù)倍。因此可以采用時鐘表示法。621.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別改變原邊三相繞組或副邊三相繞組的相序或標志，可

25、以得到:Y/y-2、Y/y-4、Y/y-6、Y/y-8、Y/y-10連接組別。且均為偶數(shù)點數(shù)。Y/y-2Y/y-8631.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別2.Y/d連接 不同側(cè)相電動勢的相位關(guān)系是不變的，只有兩種。Y/d-1Y/d-5641.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別改變高壓三相繞組或低壓三相繞組的相序或標志，可以得到Y(jié)/d-1、Y/d-3、Y/d-5、Y/d-7、Y/d-9連接組別。即均為奇數(shù)點數(shù)。方法總結(jié)：（1）畫出原邊相電壓及線電壓（2）以左下角為坐標點畫出 、（3）畫出（4） 為時針， 為分針，分針指向的點數(shù)就是連接組別。651.7 判斷三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)組別連接組別小結(jié)： 對

26、于Y，y（或D，d）連接，可以得到0、2、4、6、8、10等六個偶數(shù)組別；而Y，d（或D，y）連接，可以得到1、3、5、7、9、11等六個奇數(shù)組別。 變壓器的連接組別很多，為了便于制造和并聯(lián)運行，國家標準規(guī)定，Y/yn0、Y/d11、YN/d11、YN/y0和Y/y0連接組為三相雙繞組電力變壓器的標準連接組別。 其中前三種最為常用：Y/yn0連接的二次繞組可以引出中線，成為三相四線制，用作配電變壓器時可兼供動力和照明負載。6667下次課繼續(xù). 68課程導(dǎo)論How do I incorporate my logo to a slide that will apply to all the oth

27、er slides? On the View menu, point to Master, and then click Slide Master or Notes Master. Change images to the one you like, then it will apply to all the other slides. Image information in product Title Image - CD: E.communication (image State) Note to customers: This image has been licensed to be

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