電機(jī)與變壓器教案

1、緒論一、教學(xué)目標(biāo)1、了解電機(jī)在電能產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換中的作用2、了解電機(jī)的發(fā)展概況3、明確本課程的任務(wù)和要求二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1、電機(jī)在電能產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換中的作用2、明確本課程的任務(wù)和要求三、教學(xué)時(shí)間：1學(xué)時(shí)四、教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容一、電機(jī)在電能產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換中的作用一）電能是怎樣產(chǎn)生的？ 一般情況下，水能、熱能、核能等其他自然能源水水輪機(jī)、氣輪機(jī)等原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，再由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)三相同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生三相電能。二）變壓器在電能的傳輸中有什么作用？ 1、減少輸電線電阻 2、提高輸電電壓三）電動(dòng)機(jī)在電能的使用上有什么優(yōu)點(diǎn)？二、電機(jī)發(fā)展概況三、本課程的任務(wù)和要求 一）任務(wù)1、掌握變壓器、異步電動(dòng)機(jī)、直流

2、電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理、主要特性、使用和維護(hù)知識(shí)； 2、了解同步電動(dòng)機(jī)和特種電動(dòng)機(jī)； 二）要求 1、學(xué)習(xí)要理論聯(lián)系實(shí)際 2、注重對(duì)電機(jī)故障的分析、判斷和檢修能力的培養(yǎng) 3、為生產(chǎn)實(shí)習(xí)課與解決實(shí)際技術(shù)問(wèn)題奠定理論和技能基礎(chǔ)第一單元 變壓器的分類、結(jié)構(gòu)和原理課題一 變壓器的分類和用途一、教學(xué)目標(biāo)1、學(xué)生掌握變壓器的定義2、學(xué)生了解變壓器的用途和分類二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)變壓器的用途和分類三、教學(xué)時(shí)間：1學(xué)時(shí)四、教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容一、變壓器的主要用途 變壓器是一種通過(guò)電磁感應(yīng)作用將一定數(shù)值的電壓、電流、阻抗的交流電轉(zhuǎn)換成同頻率的另一數(shù)值的電壓、電流、阻抗的交流電的靜止電器。在電力系統(tǒng)中，專門用于升高電壓和降

3、低電壓的變壓器統(tǒng)稱為電力變壓器。 變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止電氣設(shè)備。它能將某一電壓值的交流電變換成同頻率的所需電壓值的交流電，以滿足高壓輸電、低壓供電及其他用途的需要。二、變壓器的分類 變壓器可以按照用途、繞組數(shù)目、相數(shù)、冷卻方式、調(diào)壓方式分類。1、按照用途分，主要有電力變壓器、調(diào)壓變壓器、儀用互感器（如測(cè)量用電流互感器和電壓互感器）、供特殊電源用的變壓器（如整流變壓器、電爐變壓器、電焊變壓器、脈沖變壓器）。2、按照繞組數(shù)目分，主要有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器、自耦變壓器。3、按照相數(shù)分，主要有單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。4、按照冷卻方式分，主要有干式變壓器、充

4、氣式變壓器、油浸式變壓器（按照冷卻條件，又可細(xì)分為自冷、風(fēng)冷、水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷變壓器）。5、按照調(diào)壓方式分，主要有無(wú)載調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器、自動(dòng)調(diào)壓變壓器。 容量大?。盒⌒妥儔浩?、中型變壓器、大型變壓器和特大型變壓器。五、作業(yè)變壓器的分類方式有很多，按用途可以分為哪幾種？課題二 變壓器的結(jié)構(gòu)與冷卻方式一、教學(xué)目標(biāo)1、學(xué)生掌握變壓器的基本結(jié)構(gòu)2、學(xué)生了解變壓器的冷卻方式3、熟悉變壓器的主要附件二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1、變壓器的基本結(jié)構(gòu)2、變壓器的主要附件三、教學(xué)時(shí)間 4學(xué)時(shí)四、教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容一、變壓器的結(jié)構(gòu)圖1-1為三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖1-1 三相油浸

5、式電力變壓器1油箱 2鐵心及繞組 3儲(chǔ)油柜 4散熱筋 5高、低壓繞組 6分接開(kāi)關(guān) 7氣體繼電器 8信號(hào)溫度計(jì) 三相油浸式電力變壓器主要由鐵心、繞組及其他部件組成。1鐵心 鐵心作為變壓器的閉合磁路和固定繞組及其他部件的骨架。為了減小磁阻、減小交變磁通在鐵心內(nèi)產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗，變壓器的鐵心大多采用薄硅鋼片疊裝而成。變壓器的鐵心有心式和殼式兩種基本形式。心式變壓器的鐵心由鐵心柱、鐵軛和夾緊器件組成，繞組套在鐵心柱上。2繞組 繞組是變壓器的電路部分，原繞組吸取供電電源的能量，副繞組向負(fù)載提供電能。變壓器的繞組由包有絕緣材料的扁導(dǎo)線或圓導(dǎo)線繞成，有銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線兩種。按照高、低壓繞組之間的安排方

6、式，變壓器的繞組有同心式和交疊式兩種基本形式。二、變壓器的冷卻方式1、三相油浸自冷式2、三相油浸風(fēng)冷式3、三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式4、三相強(qiáng)迫油循環(huán)水冷式三、變壓器的主要附件1）油箱 變壓器的器身放置在灌有高絕緣強(qiáng)度、高燃點(diǎn)變壓器油的油箱內(nèi)。 變壓器運(yùn)行時(shí)，鐵心和繞組都要發(fā)出熱量，使變壓器油發(fā)熱。發(fā)熱的變壓器油在油箱內(nèi)發(fā)生對(duì)流，將熱量傳送至油箱壁及其上的散熱器，再向周圍空氣或冷卻水輻射，達(dá)到散熱的目的，從而使變壓器內(nèi)的溫度保持在合理的水平上。（2）儲(chǔ)油柜（也稱為油枕） 儲(chǔ)油柜裝置在油箱上方，通過(guò)連通管與油箱連通，起到保護(hù)變壓器油的作用。 變壓器油在較高溫度下長(zhǎng)期與空氣接觸容易吸收空氣中的水分和雜質(zhì)

7、，使變壓器油的絕緣強(qiáng)度和散熱能力相應(yīng)降低。裝置儲(chǔ)油柜的目的是為了減小油面與空氣的接觸面積、降低與空氣接觸的油面溫度并使儲(chǔ)油柜上部的空氣通過(guò)吸濕劑與外界空氣交換，從而減慢變壓器油的受潮和老化的速度。（3）氣體繼電器（也稱為瓦斯繼電器） 氣體繼電器裝置在油箱與儲(chǔ)油柜的連通管道中，對(duì)變壓器的短路、過(guò)載、漏油等故障起到保護(hù)的作用。（4）安全氣道（也稱為防爆管） 安全氣道是裝置在較大容量變壓器油箱頂上的一個(gè)鋼質(zhì)長(zhǎng)筒，下筒口與油箱連通，上筒口以玻璃板封口。 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障又恰逢氣體繼電器失靈時(shí)，油箱內(nèi)部的高壓氣體便會(huì)沿著安全氣道上沖，沖破玻璃板封口，以避免油箱受力變形或爆炸。 （5）絕緣套管 絕

8、緣套管是裝置在變壓器油箱蓋上面的絕緣套管，以確保變壓器的引出線與油箱絕緣。（6）分接開(kāi)關(guān) 分接開(kāi)關(guān)裝置在變壓器油箱蓋上面，通過(guò)調(diào)節(jié)分接開(kāi)關(guān)來(lái)改變?cè)@組的匝數(shù)，從而使副繞組的輸出電壓可以調(diào)節(jié)，以避免副繞組的輸出電壓因負(fù)載變化而過(guò)分偏離額定值。 分接開(kāi)關(guān)有無(wú)載分接開(kāi)關(guān)和有載分接開(kāi)關(guān)兩種。一般的分接開(kāi)關(guān)有三個(gè)擋位，+5%擋、0擋和-5%擋。若要副繞組的輸出電壓降低，則將分接開(kāi)關(guān)調(diào)至原繞組匝數(shù)多的一擋，即+5%擋；若要副繞組的輸出電壓升高，則將分接開(kāi)關(guān)調(diào)至原繞組匝數(shù)少的一擋，即-5%擋。五、作業(yè)1、變壓器的主要結(jié)構(gòu)是怎樣的？各部分有什么功能？2、變壓器鐵心是主磁通的通道，為什么鐵心常用導(dǎo)磁材料-硅鋼片

9、疊裝而成？3、試簡(jiǎn)述三相油浸自冷式變壓器的冷卻方式。課題三 變壓器的原理一、教學(xué)目標(biāo)1、熟悉變壓器的空載運(yùn)行2、掌握變壓器的負(fù)載運(yùn)行二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1、理想變壓器空載運(yùn)行狀態(tài)下各物理量的關(guān)系2、實(shí)際變壓器空載運(yùn)行狀態(tài)下各物理量的關(guān)系三、教學(xué)時(shí)間 6學(xué)時(shí) 四、教學(xué)過(guò)程及主要內(nèi)容一、變壓器的空載運(yùn)行 什么是空載運(yùn)行：變壓器一次繞組加額定電壓，二次繞組開(kāi)路的工作狀態(tài)。 （一） 空載運(yùn)行時(shí)的物理情況原繞組接交流電源時(shí)有電流通過(guò)，稱空載電流。 。交變的流過(guò)原繞組，產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生通過(guò)繞組中心的交變的磁通，此磁通由單獨(dú)激勵(lì)，所以也稱為勵(lì)磁電流或激磁電流。圖1.5 單相變壓器空載運(yùn)行原理圖 主磁通：絕大部

10、分的磁通經(jīng)由鐵心閉合，稱為主磁通，用表示。作用：主磁通與原、副繞組同時(shí)交鏈而傳遞能量。在原、副繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),。漏磁通：很少一部分磁通經(jīng)由原繞組周圍的空氣或變壓器油閉合，它不是傳遞能量的載體，稱漏磁通。（二） 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 1各電、磁量正方向的規(guī)定有利于討論各電、磁量的量值關(guān)系和相位關(guān)系。原邊：視變壓器原邊為電源的負(fù)載，原邊電流的正方向與電源電壓的正方向一致。副邊：將副邊視為負(fù)載的電源，副邊電流的正方向由副邊電勢(shì)的正方向確定，副邊電壓的正方向依據(jù)副邊電流流過(guò)負(fù)載的壓降方向確定。磁通：正方向與電流的正方向符合右手螺旋定則。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：正方向與磁通的正方向符合右手螺旋定則，實(shí)際方向由楞次定律確

11、定。2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 交流電壓產(chǎn)生交流磁通，有 則且在相位上以90°滯后于 E2在相位上也以90°滯后于F m變壓器的原繞組有漏磁通鏈過(guò)，漏磁通也是按正弦規(guī)律變化的，由于漏磁路主要由非磁性介質(zhì)構(gòu)成，可近似地看成線性磁路，其磁阻也可近似地看成常數(shù)，則漏電感L1s和漏電抗x1也可近似地看成常數(shù)，因此，漏感電勢(shì)可以看成是漏電抗上的壓降。3電壓平衡關(guān)系據(jù)基爾霍夫電壓定律，得到原、副邊的電壓平衡方程式由于漏磁路磁阻很大，漏磁通很小，因此反映漏磁通的漏電感和漏電抗很小，I0Z1也很小，有由此看出，主磁通的大小主要決定與電源電壓的大小，只要電源電壓不變，主磁通維持不變，這是一個(gè)很重要的結(jié)論，

12、對(duì)變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)仍然成立。 （三）空載電流和空載損耗空載運(yùn)行時(shí)，只有原繞組流過(guò)空載電流，所以勵(lì)磁電流也就是空載電流。由于鐵心采用高磁化能力、低渦流損耗和磁滯損耗的硅鋼片疊壓而成，空載電流是很小的，只占原邊額定電流的4%10%，甚至更低?？蛰d運(yùn)行時(shí)，交變的磁通一方面在鐵心中產(chǎn)生渦流，另一方面使鐵磁材料中的磁疇隨磁場(chǎng)方向的交變而運(yùn)動(dòng)，其后果都會(huì)使鐵心發(fā)熱，將變壓器原邊吸收電源能量的一部分消耗掉。分別稱為渦流損耗和磁滯損耗，合稱為鐵損耗。一、 變壓器的負(fù)載運(yùn)行（一）負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理情況 負(fù)載運(yùn)行時(shí)，副繞組中有電流流過(guò)，變壓器便可以同時(shí)與原、副繞組相交鏈的主磁通為媒介，將原繞組從電源吸收的電能傳送到

13、副繞組，向負(fù)載供電。負(fù)載運(yùn)行時(shí)，副繞組中有電流流過(guò)，副繞組中產(chǎn)生相應(yīng)的磁動(dòng)勢(shì)，與原繞組中產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì) 共同作用，產(chǎn)生鐵心中的主磁通。（二） 負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式 1磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式 鐵心中的磁動(dòng)勢(shì)由原邊磁動(dòng)勢(shì)和副邊磁動(dòng)勢(shì)合成，為。由于電壓不變，主磁通不變，即磁動(dòng)勢(shì)仍然為。有由此看出，負(fù)載運(yùn)行時(shí)的原邊磁動(dòng)勢(shì)有兩部分作用：一是產(chǎn)生鐵心中的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)，以產(chǎn)生主磁通；二是產(chǎn)生一個(gè)與副邊磁動(dòng)勢(shì)大小相等、方向相反的磁動(dòng)勢(shì)（），抵消副邊磁動(dòng)勢(shì)的作用，以維持鐵心中的主磁通不變。該式稱為磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式。將磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式改變?yōu)?負(fù)載運(yùn)行時(shí)的原邊電 流大于變壓器空載運(yùn)行時(shí)的原邊電流 的，它由反映主磁通大小的勵(lì)

14、磁電流分量和反映負(fù)載大小的負(fù)載電流分量（）組成。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，增加，副邊磁動(dòng)勢(shì)增加，原邊電流的負(fù)載電流分量（）也相應(yīng)增加，可見(jiàn)，雖然變壓器的原、副邊沒(méi)有直接的電路聯(lián)系，但負(fù)載電流的變化也會(huì)使原邊電流相應(yīng)地改變。 2電壓平衡方程式副邊電路流過(guò)電流，產(chǎn)生副邊磁動(dòng)勢(shì)。副邊磁動(dòng)勢(shì)一方面與原邊磁動(dòng)勢(shì)共同作用產(chǎn)生鐵心中的主磁通，另一方面還產(chǎn)生僅與副繞組交鏈的漏磁通。漏磁通在副繞組中感應(yīng)出漏感電動(dòng)勢(shì)，也可以以副邊漏電抗上的壓降形式來(lái)表示，有 據(jù)原、副邊電路，列出變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電壓平衡方程式綜上所述，可以列出變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式組如下課題四 變壓器的空載試驗(yàn)與短路試驗(yàn)一、 教學(xué)目標(biāo)1、 掌握變壓器

15、空載與短路試驗(yàn)的目的及應(yīng)用2、 培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的取得與分析能力3、 實(shí)驗(yàn)中要注意安全，教師檢查接線以后學(xué)生再閉合電路二、 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1、變壓器空載與短路試驗(yàn)2、變壓器空載與短路試驗(yàn)的應(yīng)用三、 教學(xué)時(shí)間：4學(xué)時(shí)四、 教學(xué)內(nèi)容：一）、空載試驗(yàn) 試驗(yàn)?zāi)康模捍_定變壓器的變比k、鐵損耗pFe和勵(lì)磁阻抗zm。 為便于測(cè)量?jī)x表的選用、確保試驗(yàn)安全，空載試驗(yàn)在低壓邊進(jìn)行。將高壓邊開(kāi)路，在低壓邊加電壓為額定值U2N、頻率為額定值的正弦交變電源，測(cè)出開(kāi)路電壓U10、空載電流I20、空載損耗p0。 對(duì)單相變壓器，有據(jù)空載等效電路，以及,，有，勵(lì)磁感抗可由,計(jì)算空載銅損很小，有 對(duì)于三相變壓器的

16、空載試驗(yàn)，測(cè)出的電壓、電流均為線值，測(cè)出的功率為三相功率值，計(jì)算時(shí)應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的換算，即將電壓、電流換算為相值，將功率換算為單相值。 二、短路試驗(yàn) 目的：是確定變壓器的銅損耗、短路阻抗。短路試驗(yàn)在高壓邊進(jìn)行，將低壓端短接，高壓邊交流電源，緩慢升壓至I1I1N時(shí)停止，測(cè)出短路電壓U1s、短路電流I1s、短路損耗ps。短路電壓U1s相對(duì)于額定電壓U1N來(lái)說(shuō)很小，故磁通很小，鐵損pFe很小，有 銅損為原、副銅損之和短路試驗(yàn)接線圖因是在額定電流時(shí)測(cè)定，故為額定運(yùn)行時(shí)的銅損耗。由于短路試驗(yàn)時(shí)，又有，因此可以用簡(jiǎn)化等效電路來(lái)進(jìn)行計(jì)算。有 U1s稱為短路電壓，常用對(duì) 的百分值us%來(lái)表示，us%稱短路電壓百分

17、值 上式中 Zs%為短路阻抗百分值可見(jiàn)，us%zs%。短路電壓百分值反映了變壓器漏阻抗的大小。變壓器是負(fù)載的電源，其漏阻抗就是電源的內(nèi)阻抗。us%或zs%越小，變壓器的輸出電壓隨負(fù)載變化而變化的程度就越小。us%是變壓器的一個(gè)很重要的參數(shù)。 五、 處理課后習(xí)題第二單元 變壓器繞組的極性測(cè)定與連接課題一 單相變壓器繞組的極性一、 教學(xué)目標(biāo)1、掌握單相變壓器繞組的極性及其判定二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)單相變壓器繞組的極性及其判定三、教學(xué)時(shí)間：2課時(shí)四、教學(xué)內(nèi)容一）、變壓器繞組的極性 變壓器繞組的極性是指變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組在同一磁通作用下所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之間的相位關(guān)系，通常用同名端來(lái)標(biāo)記。在圖2-1

18、中，鐵心上繞制的所有線圈都被鐵心中交變的主磁通所穿過(guò)，在任何某個(gè)瞬間，電動(dòng)勢(shì)都處于相同極性(如正極性)的線圈端就稱同名端；而另一端就成為另一組同名端，它們也處于同極性(如負(fù)極性)。不是同極性的兩端就稱為異名端。例如在交變磁通曲的作用下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與的正方向所指的lU2、2U2是一對(duì)同名端，在互感器繞組上常用“+”和“”來(lái)表示(并不表示真正的正負(fù)意義)。 對(duì)一個(gè)繞組而言，哪個(gè)端點(diǎn)作為正極性都無(wú)所謂，但一旦定下來(lái)，其他有關(guān)的線圈的正極性也就根據(jù)同名端關(guān)系定下了。有時(shí)也稱為線圈的首與尾，只要一個(gè)線圈的首尾確定了，那些與它有磁路穿通的線圈的首尾也就定下了。 二）、極性的重要性 1繞組串聯(lián)時(shí) (1)正向

19、串聯(lián)，也稱為首尾相連，即把兩個(gè)線圈的異名端相連，總電動(dòng)勢(shì)為兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)相加，電動(dòng)勢(shì)會(huì)越串越大。 (2)反向串聯(lián)，也稱為尾尾相連(或首首相連)，總電動(dòng)勢(shì)為兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)之差，電動(dòng)勢(shì)將變小。 正因?yàn)檎⒎聪虼?lián)的總電動(dòng)勢(shì)相差很大，所以常用此法來(lái)判別兩個(gè)繞組的同名端。 2繞組并聯(lián)時(shí)也有兩種連接方法。 (1)同極性并聯(lián)，它又分兩種情況。 1)與大小一樣，則兩個(gè)繞組回路內(nèi)部的總電動(dòng)勢(shì)為零，不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部環(huán)流，這是最理想狀態(tài)，變壓器的并聯(lián)，就應(yīng)符合這種條件：2) 與大小不等，則兩個(gè)繞組回路內(nèi)部的總電動(dòng)勢(shì)不為零，外部不接負(fù)載時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生一定的環(huán)流。這對(duì)繞組的正常工作不利，環(huán)流會(huì)產(chǎn)生損耗和發(fā)熱，輸出電壓、電流都減少，

20、嚴(yán)重時(shí)甚至燒壞繞組。 (2)反極性并聯(lián) 這時(shí)兩個(gè)繞組回路內(nèi)部的環(huán)流將很大，甚至燒壞線圈，這種接法是不允許的，應(yīng)絕對(duì)避免。以上說(shuō)明繞組極性判別對(duì)變壓器繞組的連接是十分重要的。 三）、極性的判別 1直觀法 因?yàn)槔@組的極性是由它的繞制方向決定的，所以可以用直觀法判別它們的極性。2測(cè)試法無(wú)法觀察到繞組的繞制方向(如繞組密封在內(nèi)部)，只能借助儀表來(lái)測(cè)試。（1）如果U3=U1+U2，則是正向串聯(lián)，1U1與2U1是異名端；如果U3=U1U2則是反向串聯(lián)，1U1與2U1是同名端 (2)檢流計(jì)法 P為檢流計(jì)(檢流計(jì)指針偏向電流流人的一端)。當(dāng)合上開(kāi)關(guān)飛，如電流向下，說(shuō)明這時(shí)1U1與2U1都處于高電位，所以它們是

21、同名端。用這個(gè)方法時(shí)，為了省電和保護(hù)檢流計(jì)，一般將高壓側(cè)接檢流計(jì)。也可用直流毫安表代替檢流計(jì)，直流毫安表量程由大至小試用，直到反應(yīng)明顯為止。 以上是對(duì)單相繞組的極性判別。對(duì)三相變壓器來(lái)說(shuō)，它的每一相的一次側(cè)、二次側(cè)繞組之間的同名端判別，同單相變壓器一樣。但三相繞組之間嚴(yán)格地講不屬于同名端判別范疇。五、 處理課后習(xí)題課題二 三相變壓器繞組的連接及連接組別一、教學(xué)目標(biāo)： 1、掌握三相變壓器及連接組別二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 掌握三相變壓器及連接組別三、教學(xué)時(shí)間：2學(xué)時(shí)四、教學(xué)內(nèi)容三相交流電無(wú)論在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上都有極大的優(yōu)越性，所以現(xiàn)代電力系統(tǒng)都采用三相交流電，為此三相交流變壓器被廣泛應(yīng)用。它可以由三個(gè)單相

22、變壓器連接組成，稱為三相組式變壓器。但大多數(shù)均采用三相合為一體的三相芯式變壓器，因?yàn)樗w積小，經(jīng)濟(jì)性也好。一、三相變壓器的磁路結(jié)構(gòu)1三相組式變壓器的磁路它的三個(gè)單相變壓器鐵心磁路是各自獨(dú)立的，只要三相電壓平衡，則磁路也是對(duì)稱一樣的，每只變壓器可作為單相變壓器來(lái)分析。2三相芯式變壓器的磁路三相芯式變壓器有三個(gè)鐵心柱，供三相磁通、v、w分別通過(guò)。在三相電壓平衡時(shí)，磁路也是對(duì)稱的，總磁通=+v +w=0，所以就不需要另外的鐵心來(lái)供參總通過(guò)。類似于三相對(duì)稱電路中省去中線一樣，這樣就大量節(jié)省了鐵心的材料。但由于中間鐵心磁路短一些，造成三相磁路不平衡，使三相空載電流也略有不平衡，但大變壓器的空載電流Io很

23、小，影響不大。由于三相芯式變壓器體積小，經(jīng)濟(jì)性好，所以被廣泛使用。二、 相芯式變壓器繞組的連接1、 三相繞組的首尾判別2、 星型接法(1)星形接法的優(yōu)點(diǎn)1）與三角型接法相比，相電壓低，可節(jié)省絕緣材料，對(duì)高電壓特別有利；2)有中性點(diǎn)可引出，適合于三相四線制，可提供兩種電壓；3)中點(diǎn)附近電壓低，有利于裝分接開(kāi)關(guān)；4）相電流大，導(dǎo)線粗，強(qiáng)度大，匝間電容大，能承受較高的電壓沖擊。(2)星形接法的缺點(diǎn)1）存在諧波，造成損耗增加，1800kVA以上的變壓器不能采用此種接法2)中性點(diǎn)要直接接地，否則當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，中點(diǎn)電位會(huì)嚴(yán)重偏移，對(duì)安全不利3）當(dāng)某相發(fā)生故障時(shí)，只好整機(jī)停用。3三角形接法它是把三相繞

24、組的各相首尾相接構(gòu)成一個(gè)閉合回路，把三個(gè)連接點(diǎn)接到電源上去。因?yàn)槭孜策B接的順序不同，可分為正相序和反相序兩種接法。與星形接法一樣，如果一次側(cè)有一相首尾接反了，磁通也不對(duì)稱，就會(huì)同樣出現(xiàn)空載電流急劇增加，比星形接法還嚴(yán)重，這是不允許的。二次側(cè)繞組正確接法時(shí)，閉合回路的三相電動(dòng)勢(shì)之和為零，所以也就不產(chǎn)生環(huán)流。電動(dòng)勢(shì)相量圖是閉合的，這時(shí)任意打開(kāi)回路中的一個(gè)接點(diǎn)，測(cè)量該點(diǎn)兩端所得的電壓，稱為三角形的開(kāi)口電壓，其值應(yīng)該為零。（1） 三角形接法的優(yōu)點(diǎn)1)輸出電流比星形接法大，可以省銅，對(duì)大電流變壓器很合適，2)當(dāng)一相有故障時(shí)，另外兩相可接成V形運(yùn)行。（2） 缺點(diǎn)是沒(méi)有中性點(diǎn)，沒(méi)有接地點(diǎn)，不能接成三相四線制

25、。三、連接組及其判別1連接組根據(jù)不同的需要，一次側(cè)、二次側(cè)有各種不同接法，形成了不同的連接組別，也反映出不同的一次側(cè)、二次側(cè)的線電壓之間的相位關(guān)系。兩臺(tái)三相變壓器并聯(lián)，如果它們的一次側(cè)、二次側(cè)電壓大小一樣，但相位不同，不能并聯(lián)，要求它們的連接組別一樣才能并聯(lián)，從而說(shuō)明連接組別判別的重要性。國(guó)際上規(guī)定，標(biāo)志三相變壓器高、低壓繞組線電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系用時(shí)鐘表示法。即規(guī)定高壓側(cè)線電動(dòng)勢(shì)為長(zhǎng)針，永遠(yuǎn)指向12點(diǎn)位置；低壓側(cè)線電動(dòng)勢(shì)為短針，它指向幾點(diǎn)鐘，就是連接組別的標(biāo)號(hào)。如Y，d11表示高壓邊為星形接法，低壓邊為三角形接法，一次側(cè)線電壓落后二次側(cè)線電壓相位30°。雖然連接組別有許多，但為了便于制

26、造和使用，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了五種常用的連接組。2連接組別的判別方法在常用的連接組別中，可分成Y，y和Y，d兩類接法，下面分別介紹它們的判別方法。(1)Y，y接法 知道變壓器的繞組連接圖及各相一次側(cè)、二次側(cè)的同名端，如圖2-15a所示，可按下列步驟判別。步驟一，首先要在接線圖中標(biāo)出每個(gè)相電動(dòng)勢(shì)的正方向及和的正方向，一次側(cè)和二次側(cè)都指向各自的首端即1U1、2U1。再畫(huà)出一次側(cè)繞組(高壓邊)電動(dòng)勢(shì)相量圖，最好按書(shū)中方位畫(huà)，這樣畫(huà)出的線電勢(shì)，正巧在鐘表“12”的位置，不用再移動(dòng)了。步驟二，畫(huà)出二次側(cè)繞組的電動(dòng)勢(shì)相量圖，由接線圖中的同名端可判斷出，和一次側(cè)的電動(dòng)勢(shì)是同相位(即同極性)，所以它的相量圖也和一次

27、側(cè)一樣步驟三，畫(huà)出時(shí)鐘的鐘點(diǎn)，只要把一次側(cè)的直l放在“12”點(diǎn)，再把二次側(cè)作為短針?lè)派先ゼ纯?，很明顯二次側(cè)是12點(diǎn)，也就是0點(diǎn)，所以是Y，y0連接組。如果接線圖改變了，二次側(cè)的同名端換成另一端，則二次側(cè)的相電動(dòng)勢(shì)反相，結(jié)果會(huì)怎樣呢?不需重新畫(huà)圖，只要把二次側(cè)的線電壓反過(guò)去180°就可以了，即由0點(diǎn)變成了6點(diǎn)，標(biāo)記變成了Y，y6。當(dāng)然，如果二次側(cè)不變，而把一次側(cè)的極性接反，結(jié)果也是一樣。五、處理課后習(xí)題課題三 電力變壓器的銘牌參數(shù)一、教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)電力變壓器銘牌二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1、認(rèn)識(shí)電力變壓器銘牌2、掌握各參數(shù)的意義三、教學(xué)時(shí)間：4學(xué)時(shí)四、教學(xué)內(nèi)容一、 國(guó)產(chǎn)電力變壓器的銘牌1 型號(hào)型號(hào)表示變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、額定容量(kVA)和高壓側(cè)的電壓等級(jí)(kV)。(1)舊型號(hào) SJL56010。第一字母S三相，D單相；第二字母J油浸自冷，F(xiàn)風(fēng)冷，G干式，S水冷；第三字母L鋁線，P強(qiáng)迫油循環(huán)；數(shù)字560額定容量(kVA)，10高壓側(cè)電壓(kV)。(2)新型號(hào) S750010三相電力變壓器第7設(shè)計(jì)序號(hào)。S=500kVA， =10kV(高壓側(cè))。S98010三相