《電機(jī)技術(shù)》電子教案（60課時(shí)）

教案（2021-2022學(xué)年第一學(xué)期）課程名稱電機(jī)技術(shù)專業(yè)開課院部授課班級(jí)授課教師教案首頁(yè)教學(xué)主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目變壓器的選用總學(xué)時(shí)6學(xué)習(xí)任務(wù)變壓器原理和銘牌變壓器的分類和用途學(xué)時(shí)2授課地點(diǎn)教室參考教材教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.了解變壓器分類及基本用途；2.掌握變壓器工作原理、銘牌數(shù)據(jù)意義，額定值及其計(jì)算。技能目標(biāo)：1.正確說出變壓器的基本工作原理；2.正確認(rèn)識(shí)變壓器的基本類別；3.正確認(rèn)識(shí)變壓器的功能及應(yīng)用場(chǎng)合；4.正確識(shí)讀變壓器的銘牌數(shù)據(jù)；5.正確識(shí)讀與計(jì)算變壓器的額定數(shù)據(jù)。素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通與交流的能力；2.培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、做事認(rèn)真的良好作風(fēng)；3.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。學(xué)情分析1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《電工技術(shù)應(yīng)用》、《電子電路的分析與制作》等課程，具備電電路分析的基本知識(shí)、技能，熟悉常用的電子元器件，具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、技能，為本次課的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。2.學(xué)生已經(jīng)熟悉了水利終身學(xué)習(xí)平臺(tái)和超星學(xué)習(xí)通的基本使用；3.學(xué)生剛接觸電機(jī)這個(gè)新鮮事物，有一定的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)方法講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組討論法、小組匯報(bào)法教學(xué)手段多媒體設(shè)備教學(xué)重點(diǎn)1.變壓器分類及基本用途；2.變壓器工作原理、銘牌數(shù)據(jù)意義，額定值及其計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)1.變壓器工作原理、銘牌數(shù)據(jù)意義，額定值及其計(jì)算。【課前導(dǎo)學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)知識(shí)儲(chǔ)備提前1-2天什么是變壓器1.下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.收集課前學(xué)習(xí)情況。1.認(rèn)領(lǐng)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)；3.完成課前學(xué)習(xí)測(cè)試。【課中助學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)布置5min變壓器的工作原理，變壓器的分類和用途。1.學(xué)習(xí)通發(fā)起簽到；2.小結(jié)課前學(xué)習(xí)情況；3.布置課中學(xué)習(xí)內(nèi)容。1.簽到；2.分享課前學(xué)習(xí)成果。任務(wù)準(zhǔn)備40min變壓器的工作原理，變壓器的分類和用途。1.提出問題：變壓器的基本工作原理是什么？變壓器的類別及用途？2.評(píng)價(jià)學(xué)生成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)實(shí)施40min講解及討論1.教師講解；2.學(xué)生討論；3.評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)考評(píng)5min教學(xué)總結(jié)總結(jié)本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容，點(diǎn)評(píng)學(xué)習(xí)情況。歸納總結(jié)，查漏補(bǔ)缺?！菊n后拓展】教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)拓展鞏固知識(shí)點(diǎn)布置作業(yè)完成作業(yè)【課后反思】?jī)?yōu)點(diǎn)改進(jìn)變壓器的工作原理變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它通過線圈間的電磁感應(yīng)，將一種電壓等級(jí)的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級(jí)的交流電能。變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，用于電力系統(tǒng)中傳輸電能的變壓器稱為電力變壓器。眾所周知，輸送一定的電能時(shí)，輸電線路的電壓愈高，線路中的電流和電阻損耗就愈小。為此，需要用升壓變壓器把交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓升高到輸電電壓，然后通過高壓輸電線路將電能經(jīng)濟(jì)地輸送到用電地區(qū)，再用降壓變壓器將電能逐步從輸電電壓降低到配電電壓，供用戶安全而方便地使用。圖1-1為一個(gè)簡(jiǎn)單的電力系統(tǒng)輸配電示意圖，是一個(gè)三相系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓，例如10kV，先經(jīng)過升壓變壓器升高電壓后，再經(jīng)輸電系統(tǒng)送到用電地區(qū)；到了用電地區(qū)后，還需先把高壓降到35kV以下，再按用戶需要的具體電壓進(jìn)行配電。用戶需要的電壓一般為6kV、3kV、1kV、380V/220V等。圖1-1電力系統(tǒng)輸配電示意圖除電力系統(tǒng)外，變壓器還廣泛應(yīng)用于電子裝置、焊接設(shè)備、電爐等場(chǎng)合以及測(cè)量和控制系統(tǒng)中，用以實(shí)現(xiàn)交流電源供給、電路隔離、阻抗變換、高電壓和大電流的測(cè)量等功能。1.基本原理變壓器應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律工作，最簡(jiǎn)單的變壓器是由兩個(gè)繞組（又稱線圈）、一個(gè)鐵芯組成，如圖1-2（a）所示。兩個(gè)繞組套在同一鐵芯上，通常一個(gè)繞組接電源，另一個(gè)繞組接負(fù)載。我們把前者叫做一次繞組，或原繞組、一次側(cè)；把后者叫做二次繞組，或副繞組、二次側(cè)。圖1-2（a）變壓器基本結(jié)構(gòu)示意圖圖1-2（b）變壓器基本原理示意圖當(dāng)一次側(cè)接上電壓為的交流電源時(shí)，一次繞組將流過交流電流，并在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通，該磁通交鏈著一、二次繞組，如圖1-2（b）所示。若為一次繞組匝數(shù)，為二次繞組匝數(shù)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律（1-1）由上式可知，一、二次繞組的匝數(shù)不等，是變壓的關(guān)鍵；另外，此類變壓器一、二次側(cè)之間沒有電的直接聯(lián)系，只有磁的耦合，交鏈一、二次繞組的磁通起著聯(lián)系一、二次側(cè)的橋梁作用，而變壓器原、副邊頻率還是一樣的。如果二次側(cè)接上負(fù)載，則在e2的作用下將產(chǎn)生二次電流，并輸出功率，說明變壓器起了傳遞能量的作用。后面將要講到各類變壓器，盡管其用途和結(jié)構(gòu)可能差異很大，但其基本原理是一樣的，且其核心部件都是繞組和鐵芯。變壓器的分類為了適應(yīng)不同的使用目的和工作條件，變壓器有很多類型，下面擇其主要的進(jìn)行介紹。按其用途不同，變壓器可分為電力變壓器（又可分為升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器等）、儀用變壓器（電壓互感器等）、試驗(yàn)用變壓器、整流變壓器等。按繞組數(shù)目可分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器及多繞組變壓器等。按相數(shù)可分為單相變壓器、三相變壓器及多相變壓器等。按調(diào)壓方式可分為無激調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器等。按冷卻方式不同可分為干式變壓器、油浸式變壓器、油浸風(fēng)冷變壓器、強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻變壓器等。變壓器的銘牌每臺(tái)設(shè)備上都裝有銘牌，用以標(biāo)明該設(shè)備的型號(hào)、額定數(shù)據(jù)和使用條件等基本參數(shù)。這些額定數(shù)據(jù)和使用條件所表明的是制造廠按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)及試驗(yàn)該類設(shè)備時(shí)，必須保證的額定運(yùn)行情況。變壓器的銘牌上通常有以下幾項(xiàng)。1.型號(hào)變壓器的型號(hào)用字母和數(shù)字表示，表明變壓器的類型和特點(diǎn)。字母表示類型，數(shù)字表示額定容量和額定電壓，其文字部分采用漢語拼音字頭表示，形式如下：1——變壓器的分類型號(hào)，由多個(gè)拼音字母組成；2——設(shè)計(jì)序號(hào)；3——額定容量，kVA；4——高壓繞組電壓等級(jí)，kV。如SFP-63000/110，“S”代表“三相”，“F”代表“風(fēng)冷”，“P”代表“強(qiáng)迫油循環(huán)”，“63000”代表額定容量為63000kVA，“110”代表高壓側(cè)的額定電壓為110kV。SFP-63000/110表示一臺(tái)三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷銅線，額定容量為63000kVA，高壓繞組額定電壓為110kV的電力變壓器。變壓器型號(hào)各字符含義如下：表1-1變壓器型號(hào)字符含義型號(hào)中符號(hào)排列順序含義代表符號(hào)內(nèi)容類別1（或末位）線圈耦合方式自耦降壓或升壓O2相數(shù)單相D三相S3冷卻方式油侵自冷J干式空氣自冷G干式澆筑絕緣C油侵風(fēng)冷F油侵水冷S強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷FP強(qiáng)迫油循環(huán)水冷SP4線圈數(shù)雙線圈—三線圈S5線圈導(dǎo)線材質(zhì)銅—鋁L6調(diào)壓方式無磁調(diào)壓—有載調(diào)壓Z2.額定值所謂額定值，是保證設(shè)備能正常工作，且能保證一定壽命而規(guī)定的某量的限額。變壓器的額定數(shù)據(jù)主要有：（1）額定容量——銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率，單位用kVA或MVA表示。雙繞組變壓器一、二次側(cè)的額定容量是相等的。（2）額定電壓——原繞組額定電壓U1N是指規(guī)定加到一次側(cè)的電壓；副繞組額定電壓U2N指的是分接開關(guān)放在額定電壓位置，一次側(cè)加額定電壓時(shí)二次側(cè)的開路電壓，單位用kV表示。對(duì)于三相變壓器，額定電壓指線電壓。（3）額定電流——在額定容量下允許長(zhǎng)期通過的電流，可以根據(jù)對(duì)應(yīng)繞組的額定容量和額定電壓算出，三相變壓器中指的是線電流。單位用A或kA表示。單相變壓器：一次側(cè)額定電流；二次側(cè)額定電流。三相變壓器：，。（4）額定頻率——單位用Hz表示。我國(guó)的工業(yè)額定頻率是50Hz。（5）額定溫升——指變壓器內(nèi)繞組或上層油溫與變壓器周圍大氣溫度之差的允許值。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，周圍大氣的最高溫度規(guī)定為＋40℃時(shí)，繞組的額定溫升為65℃。此外，銘牌上還標(biāo)有接線圖和連接組別、短路電壓百分?jǐn)?shù)、變壓器重量等。【例題1-1】某三相變壓器的二次側(cè)電壓為400V，電流是250A，已知功率因數(shù)，求這臺(tái)變壓器的有功功率P、無功功率Q和視在功率S各是多少？解：答：有功功率P為150kW，無功功率Q為86.6kVar，視在功率為173.2kVA。

教案首頁(yè)教學(xué)主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目變壓器的選用總學(xué)時(shí)6學(xué)習(xí)任務(wù)變壓器的結(jié)構(gòu)學(xué)時(shí)2授課地點(diǎn)教室參考教材教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.理解變壓器的各主要部件及其功能。技能目標(biāo)：1.正確識(shí)別變壓器的各主要部件及其功能。素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通與交流的能力；2.培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、做事認(rèn)真的良好作風(fēng)；3.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。學(xué)情分析1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《電工技術(shù)應(yīng)用》、《電子電路的分析與制作》等課程，具備電電路分析的基本知識(shí)、技能，熟悉常用的電子元器件，具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、技能，為本次課的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。2.學(xué)生已經(jīng)熟悉了水利終身學(xué)習(xí)平臺(tái)和超星學(xué)習(xí)通的基本使用；3.學(xué)生剛接觸電機(jī)這個(gè)新鮮事物，有一定的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)方法講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組討論法、小組匯報(bào)法教學(xué)手段多媒體設(shè)備教學(xué)重點(diǎn)1.變壓器的結(jié)構(gòu)；2.變壓器各部件主要功能。教學(xué)難點(diǎn)1.變壓器各部件主要功能?！菊n前導(dǎo)學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)知識(shí)儲(chǔ)備提前1-2天變壓器由哪些部件構(gòu)成。1.下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.收集課前學(xué)習(xí)情況。1.認(rèn)領(lǐng)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)；3.完成課前學(xué)習(xí)測(cè)試?！菊n中助學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)布置5min變壓器的結(jié)構(gòu)，變壓器各主要部件功能。1.學(xué)習(xí)通發(fā)起簽到；2.小結(jié)課前學(xué)習(xí)情況；3.布置課中學(xué)習(xí)內(nèi)容。1.簽到；2.分享課前學(xué)習(xí)成果。任務(wù)準(zhǔn)備40min變壓器的結(jié)構(gòu)，變壓器各主要部件功能。1.提出問題：變壓器有哪些部件構(gòu)成？各部件的基本功能是什么？2.評(píng)價(jià)學(xué)生成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)實(shí)施40min講解及討論1.教師講解；2.學(xué)生討論；3.評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)考評(píng)5min教學(xué)總結(jié)總結(jié)本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容，點(diǎn)評(píng)學(xué)習(xí)情況。歸納總結(jié)，查漏補(bǔ)缺?！菊n后拓展】教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)拓展鞏固知識(shí)點(diǎn)布置作業(yè)完成作業(yè)【課后反思】?jī)?yōu)點(diǎn)改進(jìn)變壓器的結(jié)構(gòu)各類變壓器的結(jié)構(gòu)是很不相同的，這里以中型的油浸風(fēng)冷變壓器為例，扼要地介紹一下其主要部件。圖1-4變壓器結(jié)構(gòu)解剖圖1.鐵芯鐵芯是變壓器的磁路部分，由鐵心柱（套裝繞組）、鐵軛（連接鐵心以形成閉合磁路）組成，采用0.35mm~0.5mm厚的硅鋼片涂絕緣漆后交錯(cuò)疊成。采用硅鋼片制成鐵芯是為了提高磁路的導(dǎo)磁性能和減小渦流損耗、磁滯損耗。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，冷軋硅鋼片比熱軋硅鋼片導(dǎo)磁率高、損耗小，冷軋硅鋼片還具有方向性，即沿軋碾方向有較小的鐵耗和較高的導(dǎo)磁系數(shù)。三相心式變壓器鐵心可以有三柱式和五柱式兩種。近代大容量變壓器，由于受到安裝場(chǎng)所空間高度和鐵路運(yùn)輸條件的限制，必須降低鐵芯的高度，常采用五柱式鐵芯結(jié)構(gòu)，如圖1-7（c）所示，在中央三個(gè)鐵芯柱上套有三相繞組，左右兩側(cè)鐵芯柱為旁軛，旁軛上沒有繞組，專門用來作導(dǎo)磁通路。心式變壓器的一次、二次繞組套裝在鐵心的同一鐵心柱上，如圖1-9所示，這種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，有較多的空間裝設(shè)絕緣，裝配容易，用鐵量較小，適用于容量大、電壓高的變壓器，一般電力變壓器均采用心式結(jié)構(gòu)。殼式結(jié)構(gòu)的變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般用在小容量變壓器。（a）單相（b）三相圖1-9心式變壓器的鐵芯和繞組變壓器在運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)，為了防止由于靜電感應(yīng)在鐵芯或其它金屬構(gòu)件上產(chǎn)生懸浮電位而造成對(duì)地放電，鐵芯及其構(gòu)件（除穿心螺桿外）都應(yīng)接地。2.繞組繞組是變壓器的電路部分。它一般用有電纜紙絕緣的銅線或鋁線繞成。為了使繞組便于制造和在電磁力作用下受力均勻以及有良好的機(jī)械性能，一般將繞組制成圓形。它們?cè)谛局系陌才欧椒捎型氖胶徒化B式兩種。電力變壓器采用前一種，即圓筒形的高、低壓繞組同心地套在同一芯柱上，低壓繞組在里，靠近鐵芯；高壓繞組在外。這樣放置有利于繞組對(duì)鐵芯的絕緣。交疊式繞組又稱餅式繞組，它是高低壓繞組分成若干線餅，沿著鐵芯柱的高度方向交替排列。為了便于繞線和鐵芯絕緣，一般最上層和最下層放置低壓繞組。交疊式繞組的主要優(yōu)點(diǎn)是漏抗小，機(jī)械強(qiáng)度好，引線方便。這種繞組僅用于殼式變壓器中，如大型電爐變壓器就采用這種結(jié)構(gòu)。（a）同心式結(jié)構(gòu)（b）交疊式結(jié)構(gòu)圖1-10變壓器的繞組3.絕緣導(dǎo)電部分間及對(duì)地都需絕緣。變壓器的絕緣包括內(nèi)絕緣和外絕緣。所謂內(nèi)絕緣指的是油箱內(nèi)的絕緣，包括繞組、引線、分接開關(guān)的對(duì)地絕緣，相間絕緣（又稱主絕緣）以及繞組的層間、匝間絕緣（又稱縱絕緣）；外絕緣指的是油箱外導(dǎo)線出線間及其對(duì)地的絕緣。絕緣套管：絕緣套管是由外部的瓷套和其中的導(dǎo)電桿組成。其作用是使高、低壓繞組的引出線與變壓器箱體絕緣。它的結(jié)構(gòu)取決于電壓等級(jí)和使用條件。電壓不大于1kV時(shí)采用實(shí)心瓷套管；電壓在10kV至35kV之間時(shí)采用充氣式或充油式套管；電壓大于110kV時(shí)采用電容式套管。為了增加表面放電距離，套管外形做成多級(jí)傘形。變壓器油：變壓器油箱里充滿了變壓器油，對(duì)變壓器油的要求是：高的介質(zhì)強(qiáng)度和低的粘度，高的發(fā)火點(diǎn)和低的凝固點(diǎn)，且不含酸、堿、硫、灰塵和水分等雜質(zhì)。變壓器油的作用有兩個(gè)：加強(qiáng)絕緣；加強(qiáng)散熱。4.分接開關(guān)變壓器常利用改變繞組匝數(shù)的方法來進(jìn)行調(diào)壓。為此，把繞組引出若干抽頭，這些抽頭叫分接頭。用以切換分接頭的裝置，稱為分接開關(guān)。分接開關(guān)又分為無激磁分接開關(guān)和有載分接開關(guān)。前者，必須在變壓器停電的情況下切換；后者，可以在切斷負(fù)載電流的情況下切換。5.保護(hù)裝置（1）油箱：油浸式變壓器的外殼就是油箱，箱中盛滿了用來絕緣的變壓器油。油箱可保護(hù)變壓器鐵芯和繞組不受外力作用和潮濕的侵蝕，并通過油的對(duì)流，把鐵芯和繞組產(chǎn)生的熱量傳遞給箱壁和散熱管，再把熱量散發(fā)到周圍的空氣中。一般說來，對(duì)20kVA以下的變壓器，油箱本身表面能滿足散熱要求，故采用平板式油箱；對(duì)kVA變壓器，采用排管式油箱；對(duì)于MVA的變壓器，所需散熱面積較大，則在油箱壁上裝置若干只散熱器，加強(qiáng)冷卻；容量為MVA的變壓器在散熱器上還另裝風(fēng)扇冷卻；對(duì)50MVA及以上大容量變壓器，采用強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式。（2）儲(chǔ)油柜儲(chǔ)油柜又叫油枕。它是一個(gè)圓筒形容器，裝在油箱上，用管道與油箱連通，使油剛好充滿到油枕的一半。油面的升降被限制在油枕中，并且從外部的玻璃管中可以看見油面的高低。它的作用有兩個(gè)：調(diào)節(jié)油量，保證變壓器油箱內(nèi)經(jīng)常充滿變壓器油；減少油和空氣的接觸面，從而降低變壓器油受潮和老化的速度。（3）吸濕器吸濕器又叫呼吸器。通過它使大氣與油枕內(nèi)連通。當(dāng)變壓器油熱脹冷縮時(shí)，氣體經(jīng)過它出進(jìn)，以保持油箱內(nèi)壓力正常。吸濕器內(nèi)裝有硅膠，用以吸收進(jìn)入油枕中空氣的潮氣及其他雜質(zhì)。（4）安全氣道安全氣道又叫防爆管，裝在油箱頂蓋上，由一根長(zhǎng)鋼管構(gòu)成。它的出口處裝有一定厚度的玻璃或酚醛紙板（防爆膜）。其作用是當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障產(chǎn)生大量氣體使壓力驟增時(shí)，讓油氣流沖破玻璃，向外噴出，以降低箱內(nèi)壓力，防止油箱爆裂。（5）氣體繼電器氣體繼電器裝在油箱和油枕的連管中間，作為變壓器內(nèi)部故障的保護(hù)設(shè)備。其內(nèi)部有一個(gè)帶有水銀開關(guān)的浮筒和一塊能帶動(dòng)水銀開關(guān)的擋板。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，產(chǎn)生的氣體聚集在氣體繼電器上部，使油面下降、浮筒下沉。接通水銀開關(guān)而發(fā)出預(yù)告信號(hào)；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，油流沖破擋板，擋板偏轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)一套機(jī)構(gòu)使另一個(gè)水銀開關(guān)接通，發(fā)出故障信號(hào)并跳閘。（6）凈油器凈油器又稱熱虹吸過濾器。它是利用油的自然循環(huán)，使油通過吸附劑進(jìn)行過濾、凈化，以改善運(yùn)行中變壓器油的性能，防止油的迅速老化。（7）溫度計(jì)溫度計(jì)用以測(cè)量油箱內(nèi)的上層油溫，監(jiān)測(cè)變壓器的運(yùn)行溫度，保證變壓器的安全運(yùn)行。教案首頁(yè)教學(xué)主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目變壓器的選用總學(xué)時(shí)6學(xué)習(xí)任務(wù)不同類型的變壓器學(xué)時(shí)2授課地點(diǎn)教室參考教材教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)與原理。2.理解三繞組變壓器的繞組布置原則與容量搭配方式。3.了解三繞組變壓器的磁動(dòng)勢(shì)方程與等效電路。4.理解自耦變壓器與普通變壓器的區(qū)別。5.掌握自耦變壓器的電磁容量特點(diǎn)。6.掌握電流互感器的特點(diǎn)及應(yīng)用。7.掌握電壓互感器的特點(diǎn)及應(yīng)用。8.掌握鉗形電流表的結(jié)構(gòu)及原理。技能目標(biāo)：1.正確說出三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)與原理。2.正確說出三繞組變壓器的繞組布置原則與容量搭配方式。3.正確寫出三繞組變壓器的磁動(dòng)勢(shì)方程與等效電路。4.正確說出自耦變壓器與普通變壓器的區(qū)別。5.正確說出自耦變壓器的電磁容量特點(diǎn)。6.正確說出電流互感器的特點(diǎn)及應(yīng)用。7.正確說出電壓互感器的特點(diǎn)及應(yīng)用。8.能正確使用鉗形電流表。素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通與交流的能力；2.培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、做事認(rèn)真的良好作風(fēng)；3.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。學(xué)情分析1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《電工技術(shù)應(yīng)用》、《電子電路的分析與制作》等課程，具備電電路分析的基本知識(shí)、技能，熟悉常用的電子元器件，具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、技能，為本次課的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。2.學(xué)生已經(jīng)熟悉了水利終身學(xué)習(xí)平臺(tái)和超星學(xué)習(xí)通的基本使用；3.學(xué)生剛接觸電機(jī)這個(gè)新鮮事物，有一定的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)方法講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組討論法、小組匯報(bào)法教學(xué)手段多媒體設(shè)備教學(xué)重點(diǎn)1.三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)和原理；2.自耦變壓器的結(jié)構(gòu)和原理；3.儀用變壓器的結(jié)構(gòu)和原理。教學(xué)難點(diǎn)1.三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)和原理；2.自耦變壓器的結(jié)構(gòu)和原理?！菊n前導(dǎo)學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)知識(shí)儲(chǔ)備提前1-2天都有哪些不同類型的變壓器1.下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.收集課前學(xué)習(xí)情況。1.認(rèn)領(lǐng)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)；3.完成課前學(xué)習(xí)測(cè)試。【課中助學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)布置5min三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)和原理；自耦變壓器的結(jié)構(gòu)和原理；儀用變壓器的結(jié)構(gòu)和原理。1.學(xué)習(xí)通發(fā)起簽到；2.小結(jié)課前學(xué)習(xí)情況；3.布置課中學(xué)習(xí)內(nèi)容。1.簽到；2.分享課前學(xué)習(xí)成果。任務(wù)準(zhǔn)備40min三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)和原理；自耦變壓器的結(jié)構(gòu)和原理；儀用變壓器的結(jié)構(gòu)和原理。1.提出問題：三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)和原理？自耦變壓器的結(jié)構(gòu)和原理？?jī)x用變壓器的結(jié)構(gòu)和原理？2.評(píng)價(jià)學(xué)生成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)實(shí)施40min講解及討論1.教師講解；2.學(xué)生討論；3.評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)考評(píng)5min教學(xué)總結(jié)總結(jié)本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容，點(diǎn)評(píng)學(xué)習(xí)情況。歸納總結(jié)，查漏補(bǔ)缺?！菊n后拓展】教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)拓展鞏固知識(shí)點(diǎn)布置作業(yè)完成作業(yè)【課后反思】?jī)?yōu)點(diǎn)改進(jìn)三繞組變壓器1.三繞組變壓器結(jié)構(gòu)三繞組變壓器每相有高、中、低三個(gè)繞組，一般鐵芯為心式結(jié)構(gòu)，三個(gè)繞組同心地套在同一個(gè)鐵芯柱上。如圖1-16所示，為絕緣方便起見，高壓繞組1應(yīng)放在最外邊。至于低、中壓繞組，根據(jù)相互間傳遞功率較多的兩個(gè)繞組應(yīng)靠的近些的原則，用在不同場(chǎng)合的變壓器有不同的安排。如用于發(fā)電廠的升壓變壓器，大都是由低壓向高、中壓側(cè)傳遞功率，一般應(yīng)采用中壓繞組2放在最里邊，低壓繞組3放在中間的方案，如圖1-17（a）所示；用于變電所的降壓變壓器，大都是從高壓側(cè)向中、低壓側(cè)傳遞功率，則應(yīng)選用低壓繞組放在最里面的方案，如圖1-17（b）所示。（a）三繞組變壓器結(jié)構(gòu)示意圖（b）三繞組變壓器原理示意圖圖1-16三繞組變壓器結(jié)構(gòu)與原理三繞組變壓器的任兩繞組間仍然按電磁感應(yīng)原理傳遞能量，這一點(diǎn)和雙繞組變壓器沒什么區(qū)別。下面介紹三繞組變壓器與雙繞組變壓器在容量、短路電壓、變比、方程式、等值電路、參數(shù)等方面的不同之點(diǎn)。2.容量和阻抗電壓根據(jù)供電的實(shí)際需要，三個(gè)繞組的容量可以設(shè)計(jì)得不同。變壓器銘牌上的額定容量是指其中最大的一個(gè)繞組的容量。如果將額定容量作為100，則按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)現(xiàn)在制造的三繞組變壓器三個(gè)繞組容量的搭配見表1-2。表1-2三繞組容量搭配高壓繞組中壓繞組低壓繞組1001001001005010010010050注意，三繞組的容量?jī)H代表每個(gè)繞組通過功率的能力，并不是說三繞組變壓器在具體運(yùn)行時(shí)，同時(shí)按此比例傳遞功率。3.變比、磁勢(shì)方程式、等值電路（1）變比三繞組變壓器有三個(gè)變比。（1-2）式中、、——變比；、、、、、——1、2、3繞組的匝數(shù)和額定相電壓。（2）磁勢(shì)方程式三繞組變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，磁勢(shì)平衡方程式為（1-3）式中—分別為負(fù)載時(shí)通過繞組1、2、3的電流；—空載時(shí)的電流。等值電路根據(jù)等值原則，可以得到折算到一次側(cè)的三繞組變壓器的等值電路，如圖1-18所示。圖1-18三繞組變壓器的簡(jiǎn)化等值電路圖中，、、分別為三個(gè)繞組的等值復(fù)阻抗，，，（打“′”表示折算值）。、、分別為三個(gè)繞組的等值電抗，等值電抗為常數(shù)；、、分別為三個(gè)繞組的等值電阻；、組成一次側(cè)回路；、、、組成二次側(cè)回路。自耦變壓器自耦變壓器的特點(diǎn)不僅在于一、二次繞組之間有磁的耦合，而且還有電的直接聯(lián)系，它傳遞功率的方式，不僅可象普通變壓器那樣通過電磁感應(yīng)關(guān)系，還可以從一次側(cè)直接傳導(dǎo)到二次側(cè)。1.基本原理自耦變壓器每相只有一個(gè)繞組，其中一部分是一、二次公用的。（a）（b）圖1-20雙繞組變壓器改接成自耦變壓器自耦變壓器也可看成是從雙繞組變壓器演變過來的。假設(shè)如圖1-20（a）所示的雙繞組變壓器的兩個(gè)繞組AX和ax的繞向相同且繞在同一鐵芯柱上。取AX上的一段a′X，使a′X的匝數(shù)等于ax的匝數(shù)。由于一、二次繞組交鏈著同一主磁通，故a′X中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)等于ax中的電動(dòng)勢(shì)。如把X和x相連，則a′點(diǎn)電位也等于a點(diǎn)電位。將a′和a相連，絲毫不影響變壓器的運(yùn)行情況。進(jìn)一步把a(bǔ)x和a′X合并為一，如圖1-20（b）所示，于是，雙繞組變壓器的電路，就變?yōu)樽择钭儔浩鞯碾娐贰?.變比設(shè)高壓側(cè)繞組AX的匝數(shù)為，低壓側(cè)繞組ax的匝數(shù)為，則自耦變壓器的變比（1-4）式中、——一、二次側(cè)電勢(shì)；、——一、二次側(cè)的額定電壓。3.電流關(guān)系在忽略空載電流的情況下，根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系，有或（1-5）公共繞組中的電流（1-6）由式（1-5）可知，和的相位總是相差，又由式（1-6）可知，和的相位總是相同的，因此、和的大小關(guān)系為（1-7）式（1-7）說明，自耦變壓器的輸出電流由兩部分組成，其中串聯(lián)繞組Aa流過的電流是由于高低壓繞組之間有電的聯(lián)系，從高壓側(cè)直接流入低壓側(cè)；公共繞組ax流過的電流是通過電磁感應(yīng)作用傳遞到低壓側(cè)的。4.容量自耦變壓器銘牌上標(biāo)的容量和繞組的實(shí)際容量是不一致的。銘牌上標(biāo)的是額定容量（又叫銘牌容量），它指的是自耦變壓器總的輸入或輸出容量。例如，輸入容量和輸出容量分別為則（1-8）繞組容量稱為設(shè)計(jì)容量或電磁容量，指的是公共繞組或串聯(lián)繞組的電壓與電流的乘積。對(duì)于雙繞組變壓器，變壓器容量等于繞組容量。但是自耦變壓器，繞組容量小于銘牌容量，原因分析如下。額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，自耦變壓器的額定傳輸?shù)娜萘繛椋?-9）串聯(lián)繞組Aa段的電磁容量為（1-10）公共繞組ax段的電磁容量為（1-11）式（1-10）和（1-11）說明，串聯(lián)繞組Aa和公共繞組ax的繞組容量相等，均為自耦變壓器傳輸容量的倍。由于自耦變壓器變比，則，因此自耦變壓器繞組容量小于額定容量。此外，根據(jù)式（1-8），低壓側(cè)輸出容量可表示為（1-12）可見，輸出容量由兩部分組成，一部分為電磁容量U2I，即公共繞組ax的繞組容量，它通過電磁感應(yīng)作用傳遞給負(fù)載；另一部分為傳導(dǎo)容量U2I1，它通過電的直接聯(lián)系傳導(dǎo)給負(fù)載。自耦變壓器的繞組容量決定了變壓器的主要尺寸和材料消耗，是變壓器設(shè)計(jì)的依據(jù)，又稱計(jì)算容量。傳導(dǎo)容量的存在，因不需要增加變壓器的計(jì)算容量，所以自耦變壓器比雙繞組變壓器有其優(yōu)越性。因此，在變壓器的額定容量相同時(shí)，自耦變壓器繞組的容量（電磁容量）比雙繞組變壓器的小。因此，前者比后者所用材料省、尺寸小、效率高。5.優(yōu)缺點(diǎn)（1）自耦變壓器的主要優(yōu)點(diǎn)：1）節(jié)省材料，減小損耗。從前面分析可以看出，越小，該優(yōu)點(diǎn)越顯著。因此，自耦變壓器的變比越接近1越好，一般不宜超過2。2）運(yùn)輸及安裝方便。這是由于與同容量雙繞組變壓器比較，自耦變壓器的重量輕，體積小，占地面積也小。自耦變壓器的主要缺點(diǎn)：1）自耦變壓器高、低壓側(cè)有電的直接聯(lián)系，高壓側(cè)發(fā)生故障會(huì)直接殃及低壓側(cè)，為此，自耦變壓器的運(yùn)行方式、繼電保護(hù)及過電壓保護(hù)裝置等，都比雙繞組變壓器復(fù)雜。2）短路電流大。這是因?yàn)樽择钭儔浩鞫搪纷杩沟臉?biāo)幺值比同容量雙繞組變壓器的短路阻抗小造成，需要采用相應(yīng)的限制和保護(hù)措施。運(yùn)行方式、繼電保護(hù)都比普通變壓器復(fù)雜。儀用變壓器儀用變壓器又稱互感器，是一種測(cè)量用的設(shè)備，其主要功能是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓或標(biāo)準(zhǔn)小電流，以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化?；ジ衅鞣蛛娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鲀煞N，它們的原理和變壓器相同。儀用互感器有兩個(gè)作用：一是為了工作人員的安全，使測(cè)量回路和高壓電網(wǎng)隔離；二是將大電流變?yōu)樾‰娏?，高電壓降為低電壓，一般而言電流互感器副邊額定電流為5A或1A，電壓互感器副邊額定電壓為100V。1.電流互感器如圖1-21是電流互感器的接線圖，它的原繞組匝數(shù)為N1，匝數(shù)少，只有1匝或幾匝，導(dǎo)線粗，串聯(lián)于待測(cè)電流的線路中；副繞組匝數(shù)N2，匝數(shù)較多，導(dǎo)線細(xì)，與阻抗很小的儀表（如電流表，功率表的電流線圈等）接成回路，因此，它實(shí)際上相當(dāng)于一臺(tái)副邊處于短路狀態(tài)的變壓器。圖1-21電流互感器接線原理圖如果忽略磁電流，由變壓器的磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式可得（1-13）電流互感器使用時(shí)，為了安全，副邊必須可靠接地，以防止絕緣損壞后，原邊高電壓傳到副邊，發(fā)生觸電事故。另外，運(yùn)行時(shí)副邊絕對(duì)不允許開路。否則，互感器成為空載運(yùn)行，這時(shí)原邊被測(cè)線路電流全部成了磁電流，使鐵芯中磁通密度明顯增大，這一方面使鐵耗增大，鐵芯過熱甚至燒壞繞組；另一方面將使副邊感應(yīng)出很高電壓，不但使絕緣擊穿，而且危及工作人員和其他設(shè)備的安全。因此在原邊電路工作時(shí)如需檢修和拆換電流表，必須先將互感器副邊短路。2.鉗形電流表為了可在現(xiàn)場(chǎng)不切斷電路的情況下測(cè)量電流和便于攜帶使用，把電流表和電流互感器合起來制造成鉗形電流表?；ジ衅鞯蔫F芯做成鉗形，可以開合，鐵芯上只繞有連接電流表的副繞組，被測(cè)電流導(dǎo)線可鉗入鐵芯窗口內(nèi)成為原繞組，匝數(shù)N1=1。鉗形電流表一般可分為磁電式和電磁式兩類。其中測(cè)量工頻交流電的是磁電式，而電磁式為交、直流兩用式。下面主要介紹磁電式鉗形電流表的測(cè)量原理和使用方法。（1）鉗形電流表的工作原理鉗形電流表的工作原理與電流互感器相似。值得注意的是鐵芯是否閉合緊密，是否有大量剩磁，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大，當(dāng)測(cè)量較小電流時(shí)，會(huì)使得測(cè)量誤差增大。這時(shí)，可將被測(cè)導(dǎo)線在鐵芯上多繞幾圈來改變互感器的電流比，以增大電流量程。（2）使用鉗形電流表時(shí)應(yīng)注意的問題1）由于鉗形電流表要接觸被測(cè)線路，所以測(cè)量前一定檢查表的絕緣性能是否良好。即外殼無破損，手柄應(yīng)清潔干燥。2）測(cè)量時(shí)，應(yīng)帶絕緣手套或干凈的線手套。3）測(cè)量時(shí)，應(yīng)注意身體各部分與帶電體保持安全距離（低壓系統(tǒng)安全距離為0.1～0.3m）。4）鉗形電流表不能測(cè)量裸導(dǎo)體的電流。5）嚴(yán)禁在測(cè)量進(jìn)行過程中切換鉗形電流表的檔位；若需要換檔時(shí)，應(yīng)先將被測(cè)導(dǎo)線從鉗口退出再更換檔位。6）嚴(yán)格按電壓等級(jí)選用鉗形電流表，低電壓等級(jí)的鉗形電流表只能測(cè)低壓系統(tǒng)中的電流，不能測(cè)量高壓系統(tǒng)中的電流。3.電壓互感器電壓互感器的接線原理圖如圖1-23所示。一次側(cè)直接并聯(lián)在被測(cè)的高壓電路上，二次側(cè)接電壓表或功率表的電壓線圈。一次側(cè)匝數(shù)N1多，二次側(cè)匝數(shù)N2少，由于電壓表或功率表的電壓線圈內(nèi)阻抗很大，因此電壓互感器實(shí)際上相當(dāng)于一臺(tái)副邊處于空載狀態(tài)的變壓器。圖1-23電壓互感器接線原理圖如果忽略漏阻抗壓降，則有（1-14）這樣利用原、副邊不同的匝數(shù)比可將線路上的高電壓變?yōu)榈碗妷簛頊y(cè)量。換句話說，知道了電壓表的讀數(shù)U2，乘上k就是被測(cè)電壓U1，或者電壓表刻度按k放大，即可直接讀出U1。電壓互感器使用時(shí)，為安全起見，副繞組連同鐵芯一起，必須可靠接地，另外，副邊不允許短路，否則會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流使繞組過熱而燒壞。

教案首頁(yè)教學(xué)主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目變壓器的運(yùn)行管理總學(xué)時(shí)8學(xué)習(xí)任務(wù)變壓器的空載運(yùn)行學(xué)時(shí)2授課地點(diǎn)教室參考教材教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系；2.掌握空載電流的組成及各成分的作用；3.理解空載損耗的構(gòu)成；4.掌握單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖。技能目標(biāo)：1.正確理解單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系；2.正確理解空載電流的組成及各成分的作用；3.正確理解空載損耗的構(gòu)成；4.正確寫出單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖。素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通與交流的能力；2.培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、做事認(rèn)真的良好作風(fēng)；3.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。學(xué)情分析1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《電工技術(shù)應(yīng)用》、《電子電路的分析與制作》等課程，具備電電路分析的基本知識(shí)、技能，熟悉常用的電子元器件，具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、技能，為本次課的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。2.學(xué)生已經(jīng)熟悉了水利終身學(xué)習(xí)平臺(tái)和超星學(xué)習(xí)通的基本使用；3.學(xué)生剛接觸電機(jī)這個(gè)新鮮事物，有一定的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)方法講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組討論法、小組匯報(bào)法教學(xué)手段多媒體設(shè)備教學(xué)重點(diǎn)1.單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系；2.空載電流的組成及各成分的作用；3.單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖。教學(xué)難點(diǎn)1.單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系；2.空載電流的組成及各成分的作用；3.單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的相量圖?！菊n前導(dǎo)學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)知識(shí)儲(chǔ)備提前1-2天單相變壓器的空載運(yùn)行具有什么特點(diǎn)1.下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.收集課前學(xué)習(xí)情況。1.認(rèn)領(lǐng)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)；3.完成課前學(xué)習(xí)測(cè)試?！菊n中助學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)布置5min單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系；空載電流的組成及各成分的作用；單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖。1.學(xué)習(xí)通發(fā)起簽到；2.小結(jié)課前學(xué)習(xí)情況；3.布置課中學(xué)習(xí)內(nèi)容。1.簽到；2.分享課前學(xué)習(xí)成果。任務(wù)準(zhǔn)備40min單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系；空載電流的組成及各成分的作用；單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖。1.提出問題：?jiǎn)蜗嘧儔浩骺蛰d運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系？空載電流有哪幾部分構(gòu)成；單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖？2.評(píng)價(jià)學(xué)生成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)實(shí)施40min講解及討論1.教師講解；2.學(xué)生討論；3.評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)考評(píng)5min教學(xué)總結(jié)總結(jié)本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容，點(diǎn)評(píng)學(xué)習(xí)情況。歸納總結(jié)，查漏補(bǔ)缺?！菊n后拓展】教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)拓展鞏固知識(shí)點(diǎn)布置作業(yè)完成作業(yè)【課后反思】?jī)?yōu)點(diǎn)改進(jìn)單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的物理狀況1.電磁關(guān)系圖2-1單相變壓器空載運(yùn)行示意圖空載運(yùn)行是指變壓器一次側(cè)接到額定電壓、額定頻率的電源上，二次側(cè)開路的運(yùn)行狀態(tài)。圖2-1是單相變壓器空載運(yùn)行原理圖。當(dāng)一次繞組端頭AX上加交流正弦電壓后，該繞組就流過電流，這個(gè)電流稱為空載電流（空載電流不是正弦量，這里和后面的都是等效正弦量）。建立的空載磁動(dòng)勢(shì)，該磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生交變磁通，根據(jù)磁通通過的路徑不同，可將它分為兩部分：沿鐵芯耦合一、二次繞組的部分，稱為主磁通，它占總磁通99%以上，是兩繞組間的互感磁通，是變壓器進(jìn)行能量傳遞的媒介；另一部分僅與一次繞組相鏈，且主要沿空氣或油閉合的，稱為一次繞組的漏磁通，它占總磁通不到1％，并不能傳遞能量，只在電路里產(chǎn)生電壓降?？蛰d時(shí)的各電磁物理量關(guān)系如下：2.電動(dòng)勢(shì)設(shè)主磁通隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，即（2-1）在所規(guī)定的正方向的前提下，一次繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)為＝（2-2）一次電動(dòng)勢(shì)的有效值＝（2-3）和的關(guān)系用相量表示，有（2-4）同理，二次繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值及相量可以表示為（2-5）（2-6）一次繞組漏磁通感應(yīng)的漏電動(dòng)勢(shì)為，其有效值及相量可以表示為＝（2-7）＝（2-8）3.電動(dòng)勢(shì)方程式把一次漏電動(dòng)勢(shì)寫成漏抗壓降，即（2-12）因?yàn)槁╇娍顾鶎?duì)應(yīng)的漏磁通的路徑主要是空氣和油，是常數(shù)，故是一個(gè)常數(shù)。以后把寫作。根據(jù)基爾霍夫第二定律，可寫出一次電動(dòng)勢(shì)的方程式為（2-13）類似于空載電流在漏磁通感應(yīng)出漏電動(dòng)勢(shì),在數(shù)值上可看成是空載電流在漏電抗上的壓降。同理，空載電流產(chǎn)生主磁通在原繞組感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)的作用，也可類似地用一個(gè)電路參數(shù)來處理，考慮到主磁通在鐵芯中引起鐵耗，故不能單純地引入一個(gè)電抗，而應(yīng)引入一個(gè)阻抗。這樣便把和聯(lián)系起來，的作用看作是在上的阻抗壓降，即（2-15）空載時(shí)，二次繞組沒有電流，因此，二次繞組的端電壓就等于二次電動(dòng)勢(shì)。單相變壓器空載時(shí)的各物理量1.空載電流二次開路時(shí)一次繞組中流過的電流稱為空載電流?？蛰d電流流過繞組后，建立交變磁動(dòng)勢(shì)。該磁動(dòng)勢(shì)在鐵芯中建立交變磁通，同時(shí)也產(chǎn)生損耗。故空載電流包含兩個(gè)分量：（1）無功分量，又稱磁化電流，起激磁作用；（2）有功分量，供給空載時(shí)變壓器的損耗?？蛰d電流常以它對(duì)額定電流的百分?jǐn)?shù)來表示，即，其范圍為2～6%。由于有功分量所占比重極小，僅為無功分量的10%左右，所以，空載電流基本上是感性無功性質(zhì)的?？蛰d電流（主要決定于磁化電流）的大小和波形,與變壓器鐵芯的飽和程度有關(guān)。鐵芯的磁化曲線是非線性的，若工作點(diǎn)選在磁化曲線的未飽和段，磁通和空載電流是線性關(guān)系，因而當(dāng)磁通為正弦波時(shí)，電流也是正弦波。若工作點(diǎn)在飽和段時(shí)，則磁通和空載電流就是非線性關(guān)系。一般電力變壓器的額定工作點(diǎn)都選在開始飽和段內(nèi)，因此，當(dāng)外施電壓等于額定電壓時(shí)，雖然電壓為正弦波，與其相應(yīng)的主磁通也是正弦波，但由于鐵芯飽和的緣故，空載電流的波形卻變成尖頂波。圖2-2畫出了空載電流的波形。曲線是根據(jù)磁通隨時(shí)間變化的波形（曲線1）和磁化曲線（曲線2）作出的（沒有考慮鐵耗）。由圖可見，磁通是正弦波，電流則是尖頂波，且幅值變得很大。鐵芯飽和得愈厲害，電流曲線增長(zhǎng)得也愈快。圖2-2磁路飽和時(shí)的空載電流波形2.空載損耗變壓器空載時(shí)的損耗主要包括：空載電流流過一次繞組時(shí)在電阻中產(chǎn)生的損耗（習(xí)慣稱銅耗）和鐵芯中產(chǎn)生的損耗（習(xí)慣稱鐵耗）。鐵耗又包括渦流損耗和磁滯損耗。在由硅鋼片制成的鐵芯里，磁滯損耗大概為渦流損耗的5～8倍。相對(duì)來說，由于空載電流很小，因此空載時(shí)銅耗也很小，與鐵耗相比，它可以忽略不計(jì)，故可認(rèn)為，空載損耗就等于鐵芯損耗。實(shí)際上，變壓器空載運(yùn)行時(shí)，除上述的銅耗和鐵耗外，還有附加損耗。產(chǎn)生附加損耗的原因是：在鐵芯接縫處和裝穿芯螺桿處的磁通密度分布不均；處于磁通中的各金屬部分感應(yīng)起渦流等。變壓器容量小時(shí)，附加損耗也小。大容量的變壓器，附加損耗有時(shí)竟與上述的基本鐵芯損耗一樣大?？蛰d損耗約為額定容量的0.2～1%，這一數(shù)值并不大，但是因?yàn)殡娏ψ儔浩髟陔娏ο到y(tǒng)中的使用量很大，且常年接在電網(wǎng)上，所以減少空載損耗具有重要意義。單相變壓器空載時(shí)的基本方程式、等值電路和相量圖1.基本方程式根據(jù)前面的推導(dǎo)，可以得出單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的基本方程式2.等值電路根據(jù)變壓器空載運(yùn)行時(shí)的等值方程式得等值電路如下：圖2-3變壓器空載時(shí)的等值電路3.相量圖空載時(shí)，變壓器的電路和磁路各物理量的相位關(guān)系可用相量圖表示出來。根據(jù)式（2-4）、（2-13）即可作出變壓器空載時(shí)的相量圖，如圖2-4所示。圖中的電壓降是放大了的。作圖步驟如下：（1）先畫主磁通，把它放在橫坐標(biāo)上。（2）根據(jù)電動(dòng)勢(shì)落后主磁通，畫出及。（3）據(jù)空載電流和的關(guān)系畫出的無功分量和有功分量。與同相，超前，兩者相加得（注意，這里的是空載電流的等效正弦量）。（4）作出：據(jù)式可知，由、、合成。先畫，再?gòu)牡捻旤c(diǎn)畫電阻壓降和漏阻抗壓降，將三者疊加既得。圖2-4變壓器空載時(shí)的向量圖和之間的相位角，即為變壓器空載時(shí)的功率因數(shù)角，可見,空載時(shí)功率因數(shù)很低。

教案首頁(yè)教學(xué)主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目變壓器的運(yùn)行管理總學(xué)時(shí)8學(xué)習(xí)任務(wù)變壓器的負(fù)載運(yùn)行學(xué)時(shí)2授課地點(diǎn)教室參考教材教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系；2.掌握單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖；3.理解折算的目的、方法。技能目標(biāo)：1.正確理解單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系；2.正確理解單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系；3.正確理解折算的目的、方法；4.正確寫出單相變壓器負(fù)載時(shí)的基本方程式、等效電路圖及相量圖。素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通與交流的能力；2.培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、做事認(rèn)真的良好作風(fēng)；3.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。學(xué)情分析1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《電工技術(shù)應(yīng)用》、《電子電路的分析與制作》等課程，具備電電路分析的基本知識(shí)、技能，熟悉常用的電子元器件，具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、技能，為本次課的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。2.學(xué)生已經(jīng)熟悉了水利終身學(xué)習(xí)平臺(tái)和超星學(xué)習(xí)通的基本使用；3.學(xué)生剛接觸電機(jī)這個(gè)新鮮事物，有一定的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)方法講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組討論法、小組匯報(bào)法教學(xué)手段多媒體設(shè)備教學(xué)重點(diǎn)1.單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系；2.單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖。教學(xué)難點(diǎn)1.折算；2.單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖?！菊n前導(dǎo)學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)知識(shí)儲(chǔ)備提前1-2天單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行具有什么特點(diǎn)1.下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.收集課前學(xué)習(xí)情況。1.認(rèn)領(lǐng)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)；3.完成課前學(xué)習(xí)測(cè)試?！菊n中助學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)布置5min單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系；單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖。1.學(xué)習(xí)通發(fā)起簽到；2.小結(jié)課前學(xué)習(xí)情況；3.布置課中學(xué)習(xí)內(nèi)容。1.簽到；2.分享課前學(xué)習(xí)成果。任務(wù)準(zhǔn)備40min單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系；單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖。1.提出問題：?jiǎn)蜗嘧儔浩髫?fù)載運(yùn)行時(shí)的物理狀況及電磁關(guān)系？單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式、等效電路及相量圖？如何進(jìn)行折算？2.評(píng)價(jià)學(xué)生成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)實(shí)施40min講解及討論1.教師講解；2.學(xué)生討論；3.評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)考評(píng)5min教學(xué)總結(jié)總結(jié)本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容，點(diǎn)評(píng)學(xué)習(xí)情況。歸納總結(jié)，查漏補(bǔ)缺?！菊n后拓展】教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)拓展鞏固知識(shí)點(diǎn)布置作業(yè)完成作業(yè)【課后反思】?jī)?yōu)點(diǎn)改進(jìn)單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系1.電磁關(guān)系通過上述分析可知，變壓器空載運(yùn)行時(shí)，與空載電流相應(yīng)的磁動(dòng)勢(shì)在鐵芯里建立了主磁通。在一次側(cè)，外施電壓與反電勢(shì)及漏阻抗壓降相平衡。各物理量的大小均有一定的值，電磁關(guān)系處于平衡狀態(tài)。圖2-5變壓器負(fù)載運(yùn)行原理圖負(fù)載時(shí)（變壓器二次側(cè)接上負(fù)載阻抗，如圖2-5所示），二次側(cè)有了電流。該電流建立的二次磁動(dòng)勢(shì)，也作用在主磁路上。它會(huì)使主磁通趨于改變，電動(dòng)勢(shì)也隨之趨于改變，從而打破了原來的平衡狀態(tài)，使一次電流也發(fā)生變化，由空載時(shí)的電流變?yōu)樨?fù)載時(shí)的。因?yàn)?，在外施電壓不變的前提下，主磁通?yīng)不變。因此，由建立的一次磁動(dòng)勢(shì)和二次磁動(dòng)勢(shì)的合成磁動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的主磁通，將仍保持原來的值（實(shí)際上略有變化）。2.磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系空載時(shí)，作用在變壓器的主磁路上只有一次側(cè)的空載磁動(dòng)勢(shì)。負(fù)載時(shí)，在主磁路上作用著兩個(gè)磁動(dòng)勢(shì)：和。從全電流定律來看，產(chǎn)生主磁通的磁動(dòng)勢(shì)，必是交鏈著它的全部電流。就是說，此時(shí)的主磁通及由這兩個(gè)磁動(dòng)勢(shì)的合成磁動(dòng)勢(shì)也基本不變，仍可用空載時(shí)產(chǎn)生主磁通的空載磁動(dòng)勢(shì)來近似的代表負(fù)載時(shí)鐵心中的合成磁動(dòng)勢(shì)。據(jù)此，一、二次磁動(dòng)勢(shì)和的合成磁動(dòng)勢(shì)應(yīng)該等于。在圖2-5所示的和的正方向情況下，有（2-21）此式稱為磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式，也可寫成下面的形式，即（2-22）利用式（2-22），可以找出一、二次電流的關(guān)系（2-23）式中——一次電流的負(fù)載分量，。式（2-23）表明，變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一次電流有兩個(gè)分量，其一是產(chǎn)生主磁通所需要的激磁分量，其二是用于產(chǎn)生抵消二次磁動(dòng)勢(shì)影響的負(fù)載分量。后者也就是供應(yīng)二次負(fù)載功率的一次電流中的負(fù)載分量。2.2.5折算1.折算的定義一、二次繞組的匝數(shù)變換成同一匝數(shù)的方法叫做繞組的折算。把二次折算到一次的意思就是：用一個(gè)假想的（滿足k=1），對(duì)一次等效的二次回路，代替實(shí)際的二次回路。這樣做的目的是，在等效的原則下，將二次和一次間的磁耦合變?yōu)橹苯与姷穆?lián)系，從而得到負(fù)載時(shí)等值電路，以方便分析和計(jì)算。由低壓側(cè)（這里設(shè)為二次側(cè)，繞組匝數(shù)為N2）折算到高壓側(cè)（一次側(cè)，繞組匝數(shù)為N1）時(shí)，折算前、后各量的關(guān)系如下。2.電動(dòng)勢(shì)和電壓的折算主磁場(chǎng)、漏磁場(chǎng)在折算前、后不變的前提下，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)和匝數(shù)成正比的關(guān)系有（2-24）3.電流的折算據(jù)折算前、后磁動(dòng)勢(shì)不變的原則，有故（2-25）4.阻抗的折算從電動(dòng)勢(shì)和電流的關(guān)系，可以找出阻抗的關(guān)系，等值的二次阻抗應(yīng)為（2-26）（2-27）（2-28）單相變壓器負(fù)載時(shí)的基本方程式、等值電路和相量圖1.基本方程式（1）一、二次電動(dòng)勢(shì)方程式將幾個(gè)重要關(guān)系式歸納起來，可以寫出折算后的基本方程組（2-34）此六式概括地表達(dá)了變壓器負(fù)載時(shí)各電、磁量的主要關(guān)系，稱為變壓器的基本方程式。利用這組聯(lián)立方程式，便能對(duì)變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況進(jìn)行定量計(jì)算及分析。2.等值電路在忽略激磁電流的情況下，有些工程計(jì)算中采用簡(jiǎn)化等值電路，如圖2-9所示圖2-9變壓器的簡(jiǎn)化等值電路3.負(fù)載時(shí)的相量圖根據(jù)式（2-34）和圖2-7，可以做出變壓器在感性負(fù)載時(shí)的相量圖，如圖2-10所示。圖2-10變壓器帶感性負(fù)載時(shí)的相量圖

教案首頁(yè)教學(xué)主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目變壓器的運(yùn)行管理總學(xué)時(shí)8學(xué)習(xí)任務(wù)變壓器的連接組別學(xué)時(shí)2授課地點(diǎn)教室參考教材教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.理解單相繞組極性；2.理解時(shí)鐘表示法；3.掌握三相變壓器連接組別的判別方法技能目標(biāo)：1.正確標(biāo)注單相繞組極性。2.時(shí)鐘表示法的理解和應(yīng)用。3.正確判斷三相變壓器連接組別。4.正確說出三相變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組別及應(yīng)用場(chǎng)合。素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通與交流的能力；2.培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、做事認(rèn)真的良好作風(fēng)；3.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。學(xué)情分析1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《電工技術(shù)應(yīng)用》、《電子電路的分析與制作》等課程，具備電電路分析的基本知識(shí)、技能，熟悉常用的電子元器件，具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、技能，為本次課的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。2.學(xué)生已經(jīng)熟悉了水利終身學(xué)習(xí)平臺(tái)和超星學(xué)習(xí)通的基本使用；3.學(xué)生剛接觸電機(jī)這個(gè)新鮮事物，有一定的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)方法講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組討論法、小組匯報(bào)法教學(xué)手段多媒體設(shè)備教學(xué)重點(diǎn)1.時(shí)鐘表示法；2.三相變壓器連接組別的判定。教學(xué)難點(diǎn)1.時(shí)鐘表示法?！菊n前導(dǎo)學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)知識(shí)儲(chǔ)備提前1-2天什么是單相變壓器和三相變壓器的連接組別？1.下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.收集課前學(xué)習(xí)情況。1.認(rèn)領(lǐng)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)；3.完成課前學(xué)習(xí)測(cè)試。【課中助學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)布置5min單相變壓器的連接組別，時(shí)鐘表示法，三相變壓器的連接組別。1.學(xué)習(xí)通發(fā)起簽到；2.小結(jié)課前學(xué)習(xí)情況；3.布置課中學(xué)習(xí)內(nèi)容。1.簽到；2.分享課前學(xué)習(xí)成果。任務(wù)準(zhǔn)備40min單相變壓器的連接組別，時(shí)鐘表示法，三相變壓器的連接組別。1.提出問題：如何判定單相變壓器的連接組別？什么是時(shí)鐘表示法？如何判定三相變壓器的連接組別？2.評(píng)價(jià)學(xué)生成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)實(shí)施40min講解及討論1.教師講解；2.學(xué)生討論；3.評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)考評(píng)5min教學(xué)總結(jié)總結(jié)本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容，點(diǎn)評(píng)學(xué)習(xí)情況。歸納總結(jié)，查漏補(bǔ)缺?！菊n后拓展】教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)拓展鞏固知識(shí)點(diǎn)布置作業(yè)完成作業(yè)【課后反思】?jī)?yōu)點(diǎn)改進(jìn)三相變壓器的極性與連接組1.變壓器的連接組別變壓器不但能改變電壓（電動(dòng)勢(shì)）的數(shù)值，還可以使高壓、低壓側(cè)的電壓（電動(dòng)勢(shì)）具有不同的相位關(guān)系。對(duì)電力變壓器來說，三相繞組的連接方式有兩種基本形式，即Ｙ連接和Δ連接。三相繞組的連接方式，繞組的纏繞方向和繞組端頭的標(biāo)志這三個(gè)因素會(huì)影響三相變壓器一、二次線電壓的相位關(guān)系。所謂變壓器的連接組別，就是討論高、低壓繞組的連接方式以及高、低壓側(cè)線電動(dòng)勢(shì)之間的相位關(guān)系。這里要解決的主要問題是分析一、二次線電動(dòng)勢(shì)的相位差。一般用時(shí)鐘表示法來表明變壓器一、二次線電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系。對(duì)于單相變壓器，以其高，低壓側(cè)電動(dòng)勢(shì)相量的相位關(guān)系表示其組別。2.單相繞組的極性對(duì)于三相變壓器的任意一相（或單相變壓器），其高、低壓繞組之間，存在瞬時(shí)極性問題。即高、低壓繞組交鏈同一磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，高壓繞組的某一側(cè)端頭的電位若為正（高電位），低壓繞組必有一個(gè)端頭的電位也為正（高電位），這兩個(gè)具有正極性或另兩個(gè)具有負(fù)極性的端頭，稱為同極性端或叫同名端，用符號(hào)“”或“”表示。3.單相變壓器的連接組下面分析單相變壓器高、低壓繞組感應(yīng)相電動(dòng)勢(shì)之間的相位關(guān)系。繞組端頭標(biāo)記如圖2-17所示，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正方向的規(guī)定如下：高、低壓各繞組相電動(dòng)勢(shì)正方向從尾端指向首端，這樣，高、低壓繞組相電動(dòng)勢(shì)之間只有兩種相位關(guān)系：（1）若高、低壓繞組首端為同極性端，則高、低壓繞組相電動(dòng)勢(shì)相位相同；（2）若高、低壓繞組首端為異極性端，則高、低壓繞組相電動(dòng)勢(shì)相位相反。單相變壓器高、低壓繞組連接用I/I表示。數(shù)字標(biāo)號(hào)用時(shí)鐘的點(diǎn)數(shù)表示，其含義是：把高壓繞組相電動(dòng)勢(shì)相量看成時(shí)鐘上的長(zhǎng)針（分針），低壓繞組相電動(dòng)勢(shì)相量看成時(shí)鐘上的短針（時(shí)針），并且令高壓繞組相電動(dòng)勢(shì)相量固定在鐘盤面上的數(shù)字“12”作為參考相量，那么低壓繞組相電動(dòng)勢(shì)相量所指的時(shí)鐘的數(shù)字，即為組號(hào)。而高、低壓繞組的相電動(dòng)勢(shì)的相量差即為：時(shí)鐘數(shù)×。4.三相繞組的連接方法三相繞組主要有星形連接和三角形連接兩種。我國(guó)規(guī)定同一鐵芯柱上的高、低壓繞組為同一相繞組，并采用相同的字母符號(hào)位端頭標(biāo)記。（1）星形連接以高壓繞組星形連接為例，其接線圖及電動(dòng)勢(shì)相量圖如圖2-17所示。（a）Y接法的三相繞組（b）電動(dòng)勢(shì)相量圖圖2-17Y接法的三相繞組及電動(dòng)勢(shì)相量圖在如圖所示正方向前提下，有；；。（2）三角形連接三角形接法有兩種，一種是右向三角形，另一種是左向三角形，見圖2-18及2-19。（a）右向三角形接法的三相繞組（b）電動(dòng)勢(shì)相量圖圖2-18右向三角形接法三相繞組及電動(dòng)勢(shì)相量圖以低壓繞組右向三角形連接（d連接）為例，其接線及電動(dòng)勢(shì)相量圖如圖2-19所示。在（a）圖所規(guī)定的正方向下，有，，。（a）左向三角形接法繞組（b）電動(dòng)勢(shì)相量圖圖2-19左向三角形接法三相繞組及電動(dòng)勢(shì)相量圖以低壓繞組左向三角形連接（d連接）為例，其接線及電動(dòng)勢(shì)相量圖如圖2-19所示。在（a）圖所規(guī)定的正方向下，有，，。5.三相變壓器的連接組別三相變壓器的連接組，是由表示高、低壓繞組連接法及其對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)相位關(guān)系的組號(hào)這兩部分組成。高、低壓繞組對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系，可用相位差角表示，高、低壓繞組的連接法（星形或三角形）不同，相位差也不一樣，但總是的整數(shù)倍，仍然可用時(shí)鐘字標(biāo)號(hào)來表示對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)之間的相位差。具體方法是，分別作出高、低壓側(cè)電動(dòng)勢(shì)相量圖，選高壓側(cè)線電動(dòng)勢(shì)相量作長(zhǎng)針，且固定指著時(shí)鐘盤面上的“12”，對(duì)應(yīng)的低壓側(cè)線電動(dòng)勢(shì)相量作短針，其所指的鐘點(diǎn)數(shù)即為連接組標(biāo)志中的組號(hào)。（a）接線圖（b）電動(dòng)勢(shì)相量圖圖2-21Y，d11連接組改變低壓繞組為右向或左向三角形連接，也可改變低壓繞組同極性端或者在保證正相序下改變低壓繞組端頭標(biāo)記，還可以得到1、3、5、7、9這五個(gè)奇數(shù)組號(hào)。綜上所述，變壓器有很多連接組，為了制造和使用方便及統(tǒng)一，避免因連接組過多造成混亂，以致引起不必要的事故，同時(shí)又能滿足工業(yè)上的需要，國(guó)際規(guī)定了一些標(biāo)準(zhǔn)連接組。三相雙繞組電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組有：五種；單相變壓器只有一種。其中符號(hào)表示三相繞組為星形接法，并把中點(diǎn)引出箱外。

教案首頁(yè)教學(xué)主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目變壓器的運(yùn)行管理總學(xué)時(shí)8學(xué)習(xí)任務(wù)變壓器的并列運(yùn)行變壓器的運(yùn)行特性學(xué)時(shí)2授課地點(diǎn)教室參考教材教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.理解變壓器的并列運(yùn)行含義；2.掌握變壓器的并列運(yùn)行條件；3.理解電壓變化率和效率和含義；4.掌握單相變壓器的運(yùn)行性能。技能目標(biāo)：1.正確理解變壓器的并列運(yùn)行含義；2.正確分析變壓器的并列運(yùn)行條件；3.正確理解電壓變化率和效率和含義；4.正確分析單相變壓器的運(yùn)行性能。素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通與交流的能力；2.培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、做事認(rèn)真的良好作風(fēng)；3.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。學(xué)情分析1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《電工技術(shù)應(yīng)用》、《電子電路的分析與制作》等課程，具備電電路分析的基本知識(shí)、技能，熟悉常用的電子元器件，具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、技能，為本次課的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。2.學(xué)生已經(jīng)熟悉了水利終身學(xué)習(xí)平臺(tái)和超星學(xué)習(xí)通的基本使用；3.學(xué)生剛接觸電機(jī)這個(gè)新鮮事物，有一定的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)方法講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組討論法、小組匯報(bào)法教學(xué)手段多媒體設(shè)備教學(xué)重點(diǎn)1.變壓器的并列運(yùn)行條件；2.單相變壓器的運(yùn)行性能。教學(xué)難點(diǎn)1.變壓器的并列運(yùn)行條件；2.電壓變化率和效率?！菊n前導(dǎo)學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)知識(shí)儲(chǔ)備提前1-2天什么是變壓器的并列運(yùn)行？變壓器的運(yùn)行性能如何分析？1.下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.收集課前學(xué)習(xí)情況。1.認(rèn)領(lǐng)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)；3.完成課前學(xué)習(xí)測(cè)試?！菊n中助學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)布置5min變壓器的并列運(yùn)行，變壓器的運(yùn)行性能。1.學(xué)習(xí)通發(fā)起簽到；2.小結(jié)課前學(xué)習(xí)情況；3.布置課中學(xué)習(xí)內(nèi)容。1.簽到；2.分享課前學(xué)習(xí)成果。任務(wù)準(zhǔn)備40min變壓器的并列運(yùn)行，變壓器的運(yùn)行性能。1.提出問題：什么是變壓器的并列運(yùn)行？變壓器的運(yùn)行性能如何分析？2.評(píng)價(jià)學(xué)生成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)實(shí)施40min講解及討論1.教師講解；2.學(xué)生討論；3.評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)考評(píng)5min教學(xué)總結(jié)總結(jié)本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容，點(diǎn)評(píng)學(xué)習(xí)情況。歸納總結(jié)，查漏補(bǔ)缺?！菊n后拓展】教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)拓展鞏固知識(shí)點(diǎn)布置作業(yè)完成作業(yè)【課后反思】?jī)?yōu)點(diǎn)改進(jìn)變壓器的并列運(yùn)行并列運(yùn)行含義發(fā)電廠和變電所中，常采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器并列運(yùn)行的方式。所謂并列運(yùn)行，即在一定的條件下將兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器的一、二次分別接在公共母線上，同時(shí)對(duì)負(fù)載供電的方式。并列運(yùn)行有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）提高供電可靠性。多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，當(dāng)其中一臺(tái)變壓器故障或需要檢修時(shí)，另幾臺(tái)仍可繼續(xù)供電。（2）提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。可根據(jù)負(fù)載的大小變化，調(diào)整投入變壓器并列運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，以減少電能損耗，提高運(yùn)行效率。（3）可分期安裝變壓器。如變電所里負(fù)載是逐漸增加的，若一開始就安裝大變壓器，這樣初次投資就比較大，運(yùn)行費(fèi)用也偏高。采用變壓器并列運(yùn)行，可隨著用電量的增加，分批安裝新增變壓器，以減少初次投資。2.并列運(yùn)行條件數(shù)臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，應(yīng)沒有環(huán)流，負(fù)載能按各臺(tái)變壓器容量大小成比例地分配，且各變壓器二次電流同相位。這樣，才能避免因并列引起的附加損耗，充分地利用變壓器容量。要達(dá)到上述理想的并列情況，并列運(yùn)行的變壓器必須滿足以下三個(gè)條件：（1）變比相等，且一、二次額定電壓分別相等。（2）短路電壓（或短路阻抗）的標(biāo)幺值相等，且其短路阻抗角也相等。（3）連接組別相同。如果上述條件滿足不了，則將產(chǎn)生不良后果，下面逐一進(jìn)行分析。為了簡(jiǎn)單起見，在分析某一條件得不到滿足的情況時(shí)，假定其他條件是滿足的。3.變比不等時(shí)的并列運(yùn)行為簡(jiǎn)單起見，以圖2-24所示的兩臺(tái)單相變壓器并列運(yùn)行來分析。設(shè)、分別為變壓器Ⅰ和Ⅱ的變比，且。圖2-24變比不等的兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行負(fù)載時(shí)，各變壓器繞組中的總電流為負(fù)載電流和環(huán)流的相量和。設(shè)、分別為變壓器Ⅰ、Ⅱ中的負(fù)載電流，則兩臺(tái)變壓器的二次電流分別為一般負(fù)載電流是阻感性的，在這種負(fù)載下，使得變比小的（即二次電壓高）變壓器Ⅰ負(fù)擔(dān)加重了（因?yàn)?gt;）；使變比大的變壓器Ⅱ負(fù)擔(dān)減輕了（因<）。綜上所述可知，變比不等的變壓器并列運(yùn)行時(shí)，會(huì)出現(xiàn)環(huán)流，環(huán)流的存在，使變壓器空載運(yùn)行時(shí)發(fā)生額外損耗；負(fù)載運(yùn)行時(shí)，可能有的變壓器過載，有的欠載，容量利用的不合理，因此，若變比有差別，則容量較小的變壓器有較大的變比為宜。4.短路電壓不相同時(shí)的情況主要分析阻抗角相等，而短路電壓數(shù)值不等對(duì)變壓器并列運(yùn)行的影響。設(shè)有n臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，不管這些變壓器的阻抗如何，他們的電壓降落總是相等的，即（2-49）上式說明，并列運(yùn)行的各臺(tái)變壓器的負(fù)載電流（、、……）與其短路阻抗（、、……）成反比。并列運(yùn)行變壓器間的負(fù)載分配受短路阻抗的影響很大。有時(shí)可能出現(xiàn)短路阻抗小的變壓器已滿載、甚至超載，而短路阻抗大的變壓器仍處于欠載狀態(tài)，以致使容量不能合理的利用。因,故幾臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，各臺(tái)變壓器的短路電壓與所有短路電壓算術(shù)平均值的差別不要大于。5.連接組別不同時(shí)的情況變壓器連接組別不同時(shí)并列運(yùn)行，其后果要比變比不等時(shí)嚴(yán)重得多。如一臺(tái)與變壓器并列，二次線電壓相位差為30°。其副邊線電壓差至少為說明為高達(dá)52%的二次線電壓。由于變壓器短路阻抗很小，這樣大的電壓差所產(chǎn)生的環(huán)流，將超過額定電流的許多倍。所以，連接組別不同的變壓器絕不能并列運(yùn)行。單相變壓器的運(yùn)行性能變壓器的運(yùn)行性能主要體現(xiàn)在外特性和效率特性上。從外特性可以確定變壓器的額定電壓變化率，從效率特性可以確定變壓器的額定效率。這兩個(gè)數(shù)據(jù)是標(biāo)志變壓器性能的主要指標(biāo)，下面分別加以說明。1.外特性變壓器空載運(yùn)行時(shí)，若一次側(cè)電壓U1不變，則二次側(cè)電壓U2也不變。變壓器加上負(fù)載之后，隨著負(fù)載電流I2的增加，I2在二次繞組內(nèi)的阻抗壓降也會(huì)增加，使二次側(cè)的電壓U2隨之發(fā)生變化。另一方面，由于一次側(cè)電流I1隨I2增加，因此一次側(cè)漏阻抗的壓降也增加，一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)E1和二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)E2會(huì)有所下降，也會(huì)影響二次側(cè)的輸出電壓U2。外特性是指變壓器的一次繞組接至額定電壓，二次側(cè)負(fù)載的功率因數(shù)保持一定時(shí)，二次繞組的端電壓與負(fù)載電流的關(guān)系，即U1=U1N?、cosφ2=常數(shù)，U2=f(I2)，如圖2-12。外特性是一條反映負(fù)載變化時(shí)，變壓器二次側(cè)的供電電壓能否保持恒定的特性曲線，它可以通過實(shí)驗(yàn)求得。圖2-12變壓器的外特性2.電壓變化率變壓器一次側(cè)接上額定電壓、二次側(cè)開路時(shí)，二次空載電壓就等于二次額定電壓。帶上負(fù)載后，由于內(nèi)部有漏阻抗壓降，二次電壓就要改變。二次電壓變化的大小，用電壓變化率來表示。所謂電壓變化率是指在空載和給定的功率因數(shù)下，一次側(cè)接額定頻率和額定電壓的電源上，二次側(cè)有額定電流時(shí)，兩個(gè)二次電壓（、）的算術(shù)差與額定二次側(cè)電壓的比值，即=（2-39）=（2-40）電壓變化率是變壓器的一個(gè)重要指標(biāo)，它的大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性?？梢詫?dǎo)出(2-42)從式(2-42)可以看到，電壓變化率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)，在給定的負(fù)載下，短路阻抗的標(biāo)么值大，也大。功率因數(shù)對(duì)的影響也很大，若變壓器帶感性負(fù)載，則＞0，為正值，說明帶感性負(fù)載時(shí)二次電壓比空載電壓低；若變壓器帶容性負(fù)載，＜0，可能有負(fù)值，說明帶容性負(fù)載時(shí)二次電壓比空載電壓高。以計(jì)算出來的值，即前述相應(yīng)于額定電流時(shí)的電壓變化率可寫成如下形式，即(2-43)利用此式計(jì)算時(shí)，要用換算到75時(shí)的數(shù)值。一般的電力變壓器，cosφ2≈1時(shí)，≈2％～3％，cosφ2≈0.8（滯后）時(shí)，≈4％～6％。一般情況下照明電源電壓波動(dòng)不超過±5％，動(dòng)力電源電壓波動(dòng)不超過+10％～-5％。3.效率變壓器的效率，以輸出功率和輸入功率比值的百分?jǐn)?shù)表示，即(2-44)損耗的大小對(duì)效率有直接的影響，對(duì)于變壓器，損耗可分為兩大類，即銅耗和鐵耗，鐵耗與電壓有關(guān)，基本上不隨負(fù)荷而變，故又稱不變損耗；銅耗與電流有關(guān)，故又稱可變損耗。可用計(jì)算損耗的方法來確定變壓器的效率，其關(guān)系式(2-45)如果忽略負(fù)載時(shí)二次電壓的變化，則效率公式可寫成（2-46）最大的效率發(fā)生在時(shí)。對(duì)應(yīng)于最大效率時(shí)的負(fù)載系數(shù)為這就是說，當(dāng)銅耗等于鐵耗時(shí)，效率最高。由于變壓器一般不會(huì)長(zhǎng)期在額定負(fù)載下運(yùn)行，因此在0.5～0.6范圍內(nèi)，相應(yīng)的值為。這就是說，滿載時(shí)銅耗比鐵耗大得多。

教案首頁(yè)教學(xué)主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目變壓器的試驗(yàn)總學(xué)時(shí)8學(xué)習(xí)任務(wù)變壓器空載及短路試驗(yàn)學(xué)時(shí)2授課地點(diǎn)教室參考教材教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握變壓器的空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)方法；2.掌握空載和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和計(jì)算。技能目標(biāo)：1.正確進(jìn)行變壓器的空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)；2.根據(jù)空載和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)，正確計(jì)算變壓器參數(shù)。素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通與交流的能力；2.培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、做事認(rèn)真的良好作風(fēng)；3.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。學(xué)情分析1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《電工技術(shù)應(yīng)用》、《電子電路的分析與制作》等課程，具備電電路分析的基本知識(shí)、技能，熟悉常用的電子元器件，具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、技能，為本次課的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。2.學(xué)生已經(jīng)熟悉了水利終身學(xué)習(xí)平臺(tái)和超星學(xué)習(xí)通的基本使用；3.學(xué)生剛接觸電機(jī)這個(gè)新鮮事物，有一定的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)方法講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組討論法、小組匯報(bào)法教學(xué)手段多媒體設(shè)備教學(xué)重點(diǎn)1.變壓器的空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)方法；2.空載和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)1.空載和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和計(jì)算?！菊n前導(dǎo)學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)知識(shí)儲(chǔ)備提前1-2天什么是變壓器的空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)？1.下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.收集課前學(xué)習(xí)情況。1.認(rèn)領(lǐng)學(xué)習(xí)任務(wù)；2.網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)；3.完成課前學(xué)習(xí)測(cè)試?！菊n中助學(xué)】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)布置5min變壓器的空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)方法，空載和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算。1.學(xué)習(xí)通發(fā)起簽到；2.小結(jié)課前學(xué)習(xí)情況；3.布置課中學(xué)習(xí)內(nèi)容。1.簽到；2.分享課前學(xué)習(xí)成果。任務(wù)準(zhǔn)備40min變壓器的空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)方法，空載和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算。1.提出問題：變壓器的空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)如何進(jìn)行？空載和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如何處理。2.評(píng)價(jià)學(xué)生成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)實(shí)施40min講解及討論1.教師講解；2.學(xué)生討論；3.評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，小結(jié)。1.分組討論，獲取最佳答案；2.展示成果。任務(wù)考評(píng)5min教學(xué)總結(jié)總結(jié)本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容，點(diǎn)評(píng)學(xué)習(xí)情況。歸納總結(jié)，查漏補(bǔ)缺?！菊n后拓展】教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)拓展鞏固知識(shí)點(diǎn)布置作業(yè)完成作業(yè)【課后反思】?jī)?yōu)點(diǎn)改進(jìn)空載試驗(yàn)變壓器的等效參數(shù)激磁阻抗Zm和短路阻抗Zk對(duì)變壓器的運(yùn)行性能有直接影響，知道了變壓器的參數(shù)，就可繪出等效電路，然后應(yīng)用等效電路分析計(jì)算。對(duì)已經(jīng)制成的變壓器，可以通過空載試驗(yàn)測(cè)出激磁阻抗，短路試驗(yàn)測(cè)出短路阻抗。1.試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^測(cè)量空載電流和及空載功率來計(jì)算變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵損和激磁阻抗等參數(shù)。圖3-1單相變壓器空載試驗(yàn)接線圖圖3-2單相變壓器空載時(shí)的等效電路圖2.試驗(yàn)方法（1）二次繞組開路；（2）一次繞組加額定電壓；（3）測(cè)量此時(shí)的輸入功率P0、一次電壓U1和電流I0，即可算出激磁阻抗。3.試驗(yàn)數(shù)據(jù)單相變壓器空載試驗(yàn)接線如圖3-1所示。變壓器二次繞組開路時(shí)，一次繞組的空載電流I0即是激磁電流Im。由于一次漏阻抗比激磁阻抗小的多，若將它忽略不計(jì)，可得激磁阻抗的大小為（3-1）由于空載電流很小，它在一次繞組電阻中所產(chǎn)生的損耗可以忽略不計(jì)，所以空載輸入功率可認(rèn)為基本上是供給鐵心損耗的（3-2）故激磁電阻應(yīng)為（3-3）激磁電抗為（3-4）變比為實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓可加在任何一側(cè)，但為了方便和安全起見，常在低壓側(cè)加電壓。不過要注意，測(cè)出來的各數(shù)值，都是加電源一側(cè)的量值，如果要得到另一側(cè)的相應(yīng)的數(shù)值，應(yīng)該經(jīng)過折算?！纠}3-1】三相電力變壓器，Y，y接線、、、。在低壓側(cè)加額定電壓作空載試驗(yàn)，測(cè)得、、、。求k、及、、的低壓側(cè)值。解：計(jì)算一相的值，一次相電壓為二次相電壓為變比空載電流百分值每項(xiàng)空載損耗折算到高壓側(cè)的激磁阻抗變壓器的短路試驗(yàn)1.試驗(yàn)?zāi)康臑榱双@得變壓器的短路參數(shù)及滿載時(shí)的銅耗，應(yīng)作變壓器的短路試驗(yàn)，這里所謂短路是指穩(wěn)態(tài)短路。通過測(cè)