1、電 機 與 拖 動 供用電教研室 向婉芹 目 錄緒 論第一篇 變壓器第二篇 異步電動機第三篇 同步電機第四篇 直流電機緒 論 主要內容：（1）電機及電力拖動系統概述（2）電機及電力拖動在國民經濟中的作用（3）本課程的性質、任務、內容和特點（4）本課程常用的電磁定律與公式 電機常用的分類方式有兩種：一是按功能分，有發電機、電動機、變壓器和控制電機四大類；二是按電機結構或轉速分，有變壓器和旋轉電機。 0.1 電機及電力拖動系統概述電機電機變壓器變壓器直流電機直流電機直流發電機直流發電機直流電動機直流電動機交流電機交流電機控制電機控制電機同步電機同步電機 同步發電機同步發電機異步電機異步電機異步發電

2、機異步發電機異步電動機異步電動機靜止電機靜止電機旋轉電機旋轉電機 同步電動機同步電動機 電機拖動系統是用電動機來拖動機械運行的系統。包括：電動機、傳動機構、生產機械、控制設備和電源五個部分。它們之間的關系如下 電動機電動機傳動機構傳動機構生產負載生產負載控制設備控制設備電源電源0.2 電機及電力拖動在國民經濟中的作用 電能是國民經濟中應用最為廣泛的能源，而電能的產生、傳輸、分配和使用等各個環節都依賴于各種各樣的電機; 用電機來拖動生產機械稱為電力拖動，它是生產過程電氣化、國民經濟各部門中采用最多最普遍的拖動方式自動化的重要前提。 由此可見，電機及電力拖動在國民經濟中起著極其重要的作用。0.3

3、本課程的性質、任務、內容和特點 本課程是工業電氣自動化、電氣技術和供用電技術、輸配電線路等專業的一門專業基礎課。 本課程的任務是讓學生掌握電機基本結構和工作原理，以及拖動系統的運行性能、分析計算、電機選擇及試驗方法，培養在電機及電力拖動方面分析和解決問題的能力，為今后學習和工作打下堅實的基礎。 本課程的內容有變壓器、異步電動機、同步電機、直流電機、電動機的選擇、實驗等部分。 本課程怎么學？1、記住各種所講類型電機的典型結構。2、記住一些典型的結論、公式和各個元件的含義。對于結論推導過程根據自己實際情況加以理解。如變壓器的T型等值電路、異步電動機的T型等值電路等。3、多練。應用結論分析具體問題。

4、這一點往往是大家容易忽略的。俗話說“熟能生巧”。這一點在這門課體現的比較突出。 0.2 電機運行原理 電機是利用電磁感應原理工作的機械。 什么是電磁感應原理？電磁感應定律（磁生電效應） 導體切割磁力線或穿過線圈的磁場發生變化時，會在導體或線圈中產生感應電動勢，即所謂“磁變生電” 或電磁感應現象。它包括: 線圈的自感現象 線圈間的互感現象 導體的切割電動勢 按慣例規定：電動勢與磁通符合右手螺旋關系。 （2）導體的切割電動勢 如果磁場恒定不變，導體或線圈與磁場的磁力線之間有相對切割運動時，在線圈中產生的感應電動勢稱為切割電動勢，其方向的判斷方法如圖0-4所示，用右手定則來判斷。 若磁力線、導體與切

5、割運動方向三者互相垂直，則由電磁感應定律的電動勢公式可以推導出切割電動勢的公式為 在t時間內穿過線圈磁通量變化為=BS=BLVt E=/t 式中式中 B B為磁場的磁感應強度為磁場的磁感應強度; ; l為導體切割磁力線部分的為導體切割磁力線部分的有效長度有效長度; ; 為導體切割磁力線的為導體切割磁力線的線速度線速度。電磁力定律（電磁生力） 載流導體在磁場當中會受到電磁力的作用。 電磁力F方向的判斷如圖0-5所示，用左手定則來判斷。 當磁力線和導體方向互相垂直時，載流導體所受電磁力的公式為 式中式中 F F為為載流導體所受的電磁力載流導體所受的電磁力; ; B B為載流導體所在處的磁感應強度為

6、載流導體所在處的磁感應強度; ; l l為載流導體處在磁場中的為載流導體處在磁場中的有效長度有效長度; ; I I為載流導體中流過的電流。為載流導體中流過的電流。 磁場對電流的作用力通常稱為安培力安培力注意：磁生電或者電生磁用右手（右手螺旋）定則； 電磁生力用左手定則導體導體線圈線圈第一章 變壓器的基本原理和結構 第一節 變壓器的工作原理及分類第二節 變壓器的基本結構 第三節 變壓器的型號和額定值 1、變壓器有何作用？ 變壓器是一種靜止的電氣設備，它利用電磁感應原理，把一種電壓等級的交流電能轉換成頻率相同的另一種電壓等級的交流電能。 思考：變壓器能變換大小和方向均保持不變的直流電嗎？為什么？

7、電源側電源側負載側負載側1i2i1u2u1e2eLZ 理想變壓器不能轉變直流。原因是因為原邊如果接直流電，通過根據螺線管法則原邊繞組產生恒定磁場，由E=d/dt可以知道，磁場變化率為0是，副邊也就無感應電勢，不能完成變壓輸出的目的。 2、在電力系統為什么需要變壓器？ 發電廠發電機出口的電壓受絕緣條件限制，通常僅為6.320KV，幾乎不能進行大功率遠距離輸送。因為低電壓大電流輸電，會在輸電線路上產生很大的功率損耗和電壓降落，為此，必須用變壓器將電壓升高至110KV或更高的電壓等級進行輸電，以求輸電的經濟。當電能送到用電區，再用變壓器將電壓降低至35KV或更低的電壓，供給用戶使用，以求用電的安全。

8、 UIS3第一節 變壓器的工作原理及分類 一、變壓器的基本工作原理 圖圖1-1 1-1 變壓器的基本工作原理變壓器的基本工作原理 電源側電源側負載側負載側1i2i1u2u1e2eLZ 電源側的線圈稱為原邊繞組或一次繞組,匝數為N1； 負載側的線圈稱為副邊繞組或二次繞組,匝數為N2。鐵芯鐵芯原邊繞組原邊繞組副邊繞組副邊繞組 當原邊繞組接到交流電源時，繞組中便有交流電流流過，并在鐵芯中產生與外加電壓頻率相同的交變磁通。這個交變磁通同時交鏈著原邊繞組和副邊繞組。依照慣例，當感應電動勢用右手螺旋法則來標定其方向時，圖圖1-1 1-1 變壓器的基本工作原理變壓器的基本工作原理 電源側電源側負載側負載側1

9、i2i1u2u1e2eLZ鐵芯鐵芯原邊繞組原邊繞組副邊繞組副邊繞組原、副邊繞組的感應原、副邊繞組的感應電勢分別為：電勢分別為：dtdNe11原邊繞組的感應電勢原邊繞組的感應電勢dtdNe22副邊繞組的感應電勢副邊繞組的感應電勢 由于由于 ，11ue 22ue 則則kNNeeuu212121 電源側電源側負載側負載側1i2i1u2u1e2eLZN1N2思考：思考：變壓器變壓的條件：是鐵心中有變壓器變壓的條件：是鐵心中有 磁通；磁通；一、二次繞組的一、二次繞組的 不等不等 交流交流 匝數匝數 思考：試從物理意義上分析，若減少變壓器一次繞組匝數（二次繞組匝數不變），二次電壓將如何變化？ 電源電壓不變

10、，變壓器一次繞組匝數減少，則每匝線圈的電壓增大。由于二次繞組匝數不變，故二次電壓將增高。 kNNeeuu212121kuu12121NNu不變1u1N2u1212NNuu （1 1）k k稱為變壓器的變比，它等于稱為變壓器的變比，它等于原、副繞組原、副繞組的匝數比的匝數比，也等于原邊繞組的感應電勢與副邊繞組，也等于原邊繞組的感應電勢與副邊繞組的感應電勢之比，也的感應電勢之比，也近似等于原邊繞組的電壓與副近似等于原邊繞組的電壓與副邊繞組的電壓之比邊繞組的電壓之比。 （2 2）近似計算變比時，常用變壓器原、副邊額）近似計算變比時，常用變壓器原、副邊額定電壓之比來計算。定電壓之比來計算。 kNNee

11、uu212121 （3 3）當原邊所加電壓）當原邊所加電壓 不變時，由于不變時，由于 ，所，所以只要改變變壓器的變比或線圈的匝數（以只要改變變壓器的變比或線圈的匝數（通常是改變通常是改變高壓側匝數高壓側匝數） ，就能達到改變副邊電壓的目的。，就能達到改變副邊電壓的目的。1ukuu12 變比計算的具體方法變比計算的具體方法對于單相變壓器對于單相變壓器低壓側繞組的額定電壓高壓側繞組的額定電壓NNUUk21kVASN200NNUU214 . 010kV 【例例1.11.1】 一臺三相油浸自冷式電力變壓器：一臺三相油浸自冷式電力變壓器：，Y,dY,d連接方式連接方式. .、試求試求 （1 1）變比）變

12、比k k解：（1）變比43.144 . 031032121NNNNUUUUk 變比計算的具體方法變比計算的具體方法對于單相變壓器對于單相變壓器低壓側繞組的額定電壓高壓側繞組的額定電壓NNUUk21對于三相變壓器對于三相變壓器電壓低壓側一相繞組的額定電壓高壓側一相繞組的額定NNUUk21 三相變壓器額定電壓與一相繞組額定電壓的關系三相變壓器額定電壓與一相繞組額定電壓的關系NUNUNUNU3NUNUNNUU 二、變壓器的分類二、變壓器的分類 按用途分類：按用途分類： 電力變壓器電力變壓器 調壓變壓器調壓變壓器 儀用互感器儀用互感器 礦用變壓器礦用變壓器 實驗用變壓器實驗用變壓器 特殊變壓器特殊變壓

13、器 （特殊變壓器如整流變壓器、電焊變壓器等）（特殊變壓器如整流變壓器、電焊變壓器等） 按相數分類：按相數分類： 單相變壓器單相變壓器 三相變壓器；三相變壓器； 按繞組數分類：按繞組數分類： 雙繞組變壓器雙繞組變壓器 三繞組變壓器三繞組變壓器 自耦變壓器自耦變壓器 按鐵心結構分類：按鐵心結構分類： 心式變壓器心式變壓器 組式變壓器組式變壓器 按調壓方式分類：按調壓方式分類： 無載調壓變壓器無載調壓變壓器 有載調壓變壓器有載調壓變壓器 按冷卻介質和冷卻方式分類：按冷卻介質和冷卻方式分類： 油浸式變壓器油浸式變壓器 干式變壓器等干式變壓器等 按容量大小分類：按容量大小分類： 小型變壓器小型變壓器 （

14、容量在（容量在1010630KVA630KVA） 中型變壓器中型變壓器 （容量在（容量在8008006300KVA6300KVA） 大型變壓器大型變壓器 （容量在（容量在8000800063000KVA63000KVA） 特大型變壓器（容量在特大型變壓器（容量在90000KVA90000KVA及以上）。及以上）。第二節第二節 變壓器的基本結構變壓器的基本結構信號式信號式溫度計溫度計吸濕器吸濕器儲油柜儲油柜油表油表安全氣道安全氣道氣體繼電器氣體繼電器 高壓套管高壓套管 低壓套管低壓套管 分接開關分接開關冷卻器冷卻器鐵芯鐵芯 繞組及絕緣繞組及絕緣 放油閥門放油閥門油箱油箱 其中，鐵芯和繞組是變壓器

15、的主要部件，稱為其中，鐵芯和繞組是變壓器的主要部件，稱為器身器身，放在油箱內部。，放在油箱內部。 圖圖1-3 1-3 心式變壓器的鐵芯和繞組布置心式變壓器的鐵芯和繞組布置高壓繞組高壓繞組鐵心柱鐵心柱下鐵軛下鐵軛上鐵軛上鐵軛低壓繞組低壓繞組(a)(a)三相三相(b)(b)單相單相 鐵芯是變壓器的主磁路鐵芯是變壓器的主磁路 （1 1）鐵芯的材料）鐵芯的材料 采用高磁導率的鐵磁材料（硅鋼片疊成）以提高采用高磁導率的鐵磁材料（硅鋼片疊成）以提高磁路的導磁性能，減小鐵芯中的磁路的導磁性能，減小鐵芯中的磁滯、渦流磁滯、渦流損耗，即損耗，即減少鐵芯的發熱。減少鐵芯的發熱。 鐵芯硅鋼片的兩面均涂以絕緣漆，使疊

16、裝在一起鐵芯硅鋼片的兩面均涂以絕緣漆，使疊裝在一起的硅鋼片相互之間絕緣。的硅鋼片相互之間絕緣。 思考：如果該層絕緣被破壞，有什么后果？思考：如果該層絕緣被破壞，有什么后果？ 一、鐵芯一、鐵芯磁滯損耗 ：鐵磁材料在磁化過程中由磁滯現象引起的能量損耗。磁滯指鐵磁材料的磁性狀態變化時磁滯指鐵磁材料的磁性狀態變化時，磁化強度滯磁化強度滯后于磁場強度，它的磁通密度后于磁場強度，它的磁通密度B B與磁場強度與磁場強度 H H之間之間呈現磁滯回線關系呈現磁滯回線關系。這部分能量轉化為熱能，使設備升溫，效率降低，這部分能量轉化為熱能，使設備升溫，效率降低，這在交流電機一類設備中是不希望的。軟磁材料這在交流電機

17、一類設備中是不希望的。軟磁材料的磁滯回線狹窄，其磁滯損耗相對較小的磁滯回線狹窄，其磁滯損耗相對較小硅鋼片因此而廣泛應用于電機、變壓器、繼電器硅鋼片因此而廣泛應用于電機、變壓器、繼電器等設備中。等設備中。磁滯損耗 ：鐵磁材料在磁化過程中由磁滯現象引起的能量損耗。磁滯指鐵磁材料的磁性狀態變化時磁滯指鐵磁材料的磁性狀態變化時，磁化強度滯磁化強度滯后于磁場強度，它的磁感應強度（磁通密度）后于磁場強度，它的磁感應強度（磁通密度）B B與與磁場強度磁場強度 H H之間呈現磁滯回線關系之間呈現磁滯回線關系。渦流損耗：變壓器的硅鋼片表面的絕緣層，是為了不使各個片變成一個緊密的整體，一個大塊的硅鋼體，目的是降低

18、渦流損耗。當線圈中有交變的電流時，在線圈中的鐵心里會產當線圈中有交變的電流時，在線圈中的鐵心里會產生交變的磁場，該交變磁場也會在鐵心中產生交變生交變的磁場，該交變磁場也會在鐵心中產生交變的感應電勢，進而產生感應電流，即渦流。如果鐵的感應電勢，進而產生感應電流，即渦流。如果鐵心是一整個大塊，其渦流就大，如果是許多互相絕心是一整個大塊，其渦流就大，如果是許多互相絕緣的薄片，渦流的路徑就是在片內了，路徑加長了，緣的薄片，渦流的路徑就是在片內了，路徑加長了，其電阻加大了，渦流變小了，渦流的損耗變小了。其電阻加大了，渦流變小了，渦流的損耗變小了。思考：如果該層絕緣被破壞，有什么后果？思考：如果該層絕緣被

19、破壞，有什么后果？變壓器鐵芯用的硅鋼片表面增加了涂層的，以此變壓器鐵芯用的硅鋼片表面增加了涂層的，以此來增加鐵芯渦流方向的電阻，減小渦流的大小。來增加鐵芯渦流方向的電阻，減小渦流的大小。 如果表面的絕緣被破壞了，相當于鐵芯是采用了如果表面的絕緣被破壞了，相當于鐵芯是采用了一整塊，渦流損耗會變的很大，而引起鐵芯發熱，一整塊，渦流損耗會變的很大，而引起鐵芯發熱，嚴重的可能會燒紅，甚至熔掉，或者在此之前，嚴重的可能會燒紅，甚至熔掉，或者在此之前，線圈的絕緣先被破壞，而導致變壓器短路燒毀。線圈的絕緣先被破壞，而導致變壓器短路燒毀。思考：如果該層絕緣被破壞，有什么后果？思考：如果該層絕緣被破壞，有什么后

20、果？ （2 2）鐵芯形式）鐵芯形式電力變壓器的鐵芯主要采用心式結構，如上所示。電力變壓器的鐵芯主要采用心式結構，如上所示。 三相變壓器是將三相變壓器是將A A、B B、C C三相的繞組分別放在三三相的繞組分別放在三個鐵芯柱上，三個鐵芯柱由上、下兩個鐵軛連接起來，個鐵芯柱上，三個鐵芯柱由上、下兩個鐵軛連接起來，構成閉合磁路。構成閉合磁路。 圖圖1-3 1-3 心式變壓器的鐵芯和繞組布置心式變壓器的鐵芯和繞組布置高壓繞組高壓繞組鐵心柱鐵心柱下鐵軛下鐵軛上鐵軛上鐵軛低壓繞組低壓繞組(a)(a)三相三相(b)(b)單相單相 二、繞組二、繞組 繞組是變壓器的電路部分繞組是變壓器的電路部分，它是銅或鋁導線

21、包繞，它是銅或鋁導線包繞絕緣紙以后繞制而成。絕緣紙以后繞制而成。 線圈結構形式：圓筒式、螺旋式、連續式、糾結線圈結構形式：圓筒式、螺旋式、連續式、糾結式等。式等。 為了為了便于絕緣便于絕緣，低壓繞組（工作電壓低的繞組）低壓繞組（工作電壓低的繞組）靠近鐵芯柱，靠近鐵芯柱，高壓繞組（工作電壓高的繞組）套在低高壓繞組（工作電壓高的繞組）套在低壓繞組外面，兩個繞組之間留有油道。變壓器繞組外壓繞組外面，兩個繞組之間留有油道。變壓器繞組外形如圖形如圖1- 41- 4所示。所示。 兩個繞組之間留有油道，是為了變壓器油能夠順兩個繞組之間留有油道，是為了變壓器油能夠順利地流過各繞組，達到均勻散熱的目的。利地流過

22、各繞組，達到均勻散熱的目的。為了安裝方便。通常鐵芯對地（外殼）隔離不嚴為了安裝方便。通常鐵芯對地（外殼）隔離不嚴格，也就是說鐵芯相當于接地。如果高壓繞組在格，也就是說鐵芯相當于接地。如果高壓繞組在里面，那么對鐵芯的絕緣就要求很高，而低壓繞里面，那么對鐵芯的絕緣就要求很高，而低壓繞組在里面相對絕緣要求可以降低。組在里面相對絕緣要求可以降低。10000v10000v以上和以上和400v400v的絕緣要求成本肯定不是一個級別。那高壓的絕緣要求成本肯定不是一個級別。那高壓繞組在外面也要考慮絕緣嗎，不管高壓繞組在里繞組在外面也要考慮絕緣嗎，不管高壓繞組在里在外都要考慮它和低壓繞組之間的絕緣。但是，在外都

23、要考慮它和低壓繞組之間的絕緣。但是，這樣設計后，高低壓之間絕緣一樣，而對鐵芯這樣設計后，高低壓之間絕緣一樣，而對鐵芯（相當于對地）絕緣成本大大下降。總之，這樣（相當于對地）絕緣成本大大下降。總之，這樣做既為了安全可靠也為了節約成本。做既為了安全可靠也為了節約成本。 導線導線絕緣支架絕緣支架撐條撐條圖圖1-4 1-4 繞組繞組思考：高、低壓繞組的位置能交換嗎？思考：高、低壓繞組的位置能交換嗎？ 三、油箱及其他附件三、油箱及其他附件 1.1.油箱油箱 變壓器的油箱是用質量好的鋼板焊接而成。變壓器的油箱是用質量好的鋼板焊接而成。 油箱的作用：油箱的作用：裝入變壓器油，并將組裝好的器裝入變壓器油，并將

24、組裝好的器身裝入其中，以保證變壓器正常工作。身裝入其中，以保證變壓器正常工作。 變壓器油的作用：變壓器油的作用： （1 1）絕緣）絕緣 油的絕緣性能比空氣好，可以提高繞油的絕緣性能比空氣好，可以提高繞組的絕緣強度；組的絕緣強度； （2 2）冷卻）冷卻 通過油箱中油的對流作用或強迫油循通過油箱中油的對流作用或強迫油循環流動，使繞組及鐵芯中因功率損耗而產生的熱量得環流動，使繞組及鐵芯中因功率損耗而產生的熱量得到逸散，起到冷卻作用。到逸散，起到冷卻作用。 思考：對于運行中的變壓器，油箱中繞組、鐵芯、思考：對于運行中的變壓器，油箱中繞組、鐵芯、油三者誰的溫度最高？應該監視油箱中上層油的溫度油三者誰的溫

25、度最高？應該監視油箱中上層油的溫度還是下層油的溫度？還是下層油的溫度？ 變壓器的上層油溫高，因為熱油的質量輕，上變壓器的上層油溫高，因為熱油的質量輕，上浮到變壓器油箱的上部，并進入冷卻器，通過浮到變壓器油箱的上部，并進入冷卻器，通過與外部空氣交換而冷卻后，有質量變重下沉指與外部空氣交換而冷卻后，有質量變重下沉指變壓器底部，來冷卻變壓器發熱元件變壓器底部，來冷卻變壓器發熱元件變壓器在正常運行時三者溫度之高低次序是鐵芯、變壓器在正常運行時三者溫度之高低次序是鐵芯、繞組、頂層油。繞組、頂層油。2.2.儲油柜儲油柜（油枕）（油枕）與吸濕器與吸濕器（呼吸器）（呼吸器）變壓器在運行中，隨著油溫的變化，油的

26、體積會變壓器在運行中，隨著油溫的變化，油的體積會膨脹或收縮，所以通常由儲油柜提供變壓器油熱脹冷膨脹或收縮，所以通常由儲油柜提供變壓器油熱脹冷縮的空間，并在儲油柜上裝一個吸濕器（又稱呼吸縮的空間，并在儲油柜上裝一個吸濕器（又稱呼吸器），與外界大氣相通。器），與外界大氣相通。儲油柜的作用：儲油柜的作用：儲油柜可減少油與外界空氣的接儲油柜可減少油與外界空氣的接觸面積，減小變壓器油受潮和氧化的幾率。觸面積，減小變壓器油受潮和氧化的幾率。吸濕器的作用：吸濕器的作用：當變壓器油因熱脹冷縮而使油面當變壓器油因熱脹冷縮而使油面高度發生變化時，空氣通過吸濕器進出儲油柜，形成高度發生變化時，空氣通過吸濕器進出儲油

27、柜，形成“呼吸呼吸”現象，以平衡變壓器油箱的內外壓力。現象，以平衡變壓器油箱的內外壓力。 吸濕器硅膠的作用：吸濕器硅膠的作用：吸濕器內裝有硅膠，用以過吸濕器內裝有硅膠，用以過濾吸入儲油柜內空氣中的雜質和水分。濾吸入儲油柜內空氣中的雜質和水分。 硅膠干燥狀態為藍色，吸潮飽和后變為粉紅色。硅膠干燥狀態為藍色，吸潮飽和后變為粉紅色。吸潮的硅膠可以再生。吸潮的硅膠可以再生。 3.3.安全氣道安全氣道（防爆管防爆管） 安全氣道裝在油箱頂蓋上。它是一個長鋼管，其安全氣道裝在油箱頂蓋上。它是一個長鋼管，其出口封以一定厚度的防爆膜。出口封以一定厚度的防爆膜。 安全氣道的作用：安全氣道的作用：當變壓器內部發生嚴

28、重事故而當變壓器內部發生嚴重事故而產生大量氣體，使油箱內壓力達到一定數值時，氣體產生大量氣體，使油箱內壓力達到一定數值時，氣體和油將沖破防爆膜噴出，防止油箱爆裂。和油將沖破防爆膜噴出，防止油箱爆裂。大型變壓器通常安裝壓力釋放器來取代防爆管。大型變壓器通常安裝壓力釋放器來取代防爆管。 4.4.氣體繼電器氣體繼電器（瓦斯繼電器瓦斯繼電器） 氣體繼電器，是變壓器的一種保護裝置，安裝在氣體繼電器，是變壓器的一種保護裝置，安裝在油箱與儲油柜的連接管道中。油箱與儲油柜的連接管道中。 氣體繼電器的作用：氣體繼電器的作用：當變壓器內部發生故障時當變壓器內部發生故障時（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵心事故、油箱漏油使

29、油（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵心事故、油箱漏油使油面下降較多等）產生的氣體和油流，迫使氣體繼電器面下降較多等）產生的氣體和油流，迫使氣體繼電器動作：動作： 輕者輕者發出信號，以便運行人員及時處理；發出信號，以便運行人員及時處理； 重者重者使斷路器跳閘，將變壓器退出運行，以保護使斷路器跳閘，將變壓器退出運行，以保護變壓器。變壓器。 5.5.冷卻器冷卻器 （1 1）油浸風冷式變壓器）油浸風冷式變壓器冷卻器通常是指直接裝配在變壓器油箱壁上的散冷卻器通常是指直接裝配在變壓器油箱壁上的散熱器管簇，當熱油自上而下流過散熱器時，利用周圍熱器管簇，當熱油自上而下流過散熱器時，利用周圍的冷空氣將熱量帶走。的冷空氣

30、將熱量帶走。 （2 2）油浸風冷式變壓器）油浸風冷式變壓器除了有散熱器管簇外，還加裝風扇以加強冷卻。除了有散熱器管簇外，還加裝風扇以加強冷卻。 （3 3）強迫油循環風冷變壓器）強迫油循環風冷變壓器除了有散熱器管簇外，還加裝風扇和油泵，散熱除了有散熱器管簇外，還加裝風扇和油泵，散熱效果更好。效果更好。 6.6.絕緣套管絕緣套管 作用：作用：變壓器繞組的引出線從油箱內部引到箱外變壓器繞組的引出線從油箱內部引到箱外時必須經過絕緣套管，使引線與油箱絕緣。時必須經過絕緣套管，使引線與油箱絕緣。 材料、結構：材料、結構：絕緣套管一般是陶瓷的，其結構包絕緣套管一般是陶瓷的，其結構包括實心磁套管、采用空心充氣

31、或充油式套管、電容式括實心磁套管、采用空心充氣或充油式套管、電容式套管。套管。 為了增大外表面放電距離，套管外形做成多級傘為了增大外表面放電距離，套管外形做成多級傘形裙邊。電壓等級越高，級數越多。形裙邊。電壓等級越高，級數越多。 7.7.分接開關分接開關（調壓開關調壓開關） 作用：作用：在電源電壓不變的條件下，利用在電源電壓不變的條件下，利用分接頭改分接頭改變高壓繞組匝數的方法來調節二次側電壓變高壓繞組匝數的方法來調節二次側電壓，以滿足供，以滿足供電的要求。電的要求。 思考：二次側工作電壓小于一次側工作電壓的變思考：二次側工作電壓小于一次側工作電壓的變壓器稱為降壓變壓器，今欲提高二次側的工作電

32、壓，壓器稱為降壓變壓器，今欲提高二次側的工作電壓，一次側線圈匝數該增加還是減少？一次側線圈匝數該增加還是減少？ kuu12121NNu1N 通常，從變壓器的高壓繞組引出若干抽頭，稱通常，從變壓器的高壓繞組引出若干抽頭，稱為為分接頭分接頭，用以切換分接頭的裝置叫，用以切換分接頭的裝置叫分接開關，分接開關，安裝安裝在油箱內，其控制箱在油箱外。在油箱內，其控制箱在油箱外。 調壓類型：調壓類型：無載調壓、有載調壓兩種，前者必須在無載調壓、有載調壓兩種，前者必須在變壓器停電的情況下切換，后者可以在變壓器帶負載變壓器停電的情況下切換，后者可以在變壓器帶負載情況下進行切換。情況下進行切換。 1122NUNU

33、 2U不變21,NU1N如果是升壓變壓器呢？如果是升壓變壓器呢？kuu12121NNu2N不論是降壓變壓器還是升壓變壓不論是降壓變壓器還是升壓變壓器，調壓的器，調壓的分接頭一定在高壓側分接頭一定在高壓側 第三節第三節 變壓器的型號和額定值變壓器的型號和額定值 一、型號一、型號 變壓器的型號是由字母和數字組成的。例如某變變壓器的型號是由字母和數字組成的。例如某變壓器型號為壓器型號為SL9-200SL9-2001010。 第一個字母表示相數；第一個字母表示相數； 后面的字母分別表示導線材料、冷卻介質和方后面的字母分別表示導線材料、冷卻介質和方式等；式等； 斜線前面的數字表示額定容量斜線前面的數字表

34、示額定容量(KVA)(KVA)，斜線后，斜線后面的數字表示高壓繞組的額定電壓面的數字表示高壓繞組的額定電壓(KV)(KV)。 例如，變壓器型號例如，變壓器型號SL9-200SL9-2001010的含義為：的含義為： S S 表示三相；表示三相； 200 200 表示額定容量為表示額定容量為200kVA200kVA； L L 表示鋁導線；表示鋁導線； 10 10 表示高壓繞組電壓等級為表示高壓繞組電壓等級為10kV10kV； 9 9 表示設計序號。表示設計序號。 新標準的中小型變壓器的容量等級為：新標準的中小型變壓器的容量等級為：1010、2020、3030、5050、6363、8080、100

35、100、125125、160160、200200、250250、315315、400400、500500、630630、800800、10001000、12501250、16001600、20002000、25002500、31503150、40004000、50005000、6300KVA 6300KVA 。 思考：思考：VAVA、W W、varvar或或KVAKVA、KWKW、KvarKvar或或MVAMVA、MWMW、MvarMvar分別是什么量的單位？分別是什么量的單位？ 3.2.53.2.5變壓器的基本技術特性變壓器的基本技術特性 1 1、型號、型號表示一臺變壓器的結構、額定容量、電

36、壓等表示一臺變壓器的結構、額定容量、電壓等級、冷卻方式等內容，表示方法為級、冷卻方式等內容，表示方法為 如如OSFPSZ-250000/220OSFPSZ-250000/220表明自耦三相強迫油循表明自耦三相強迫油循環風冷三繞組銅線有載調壓，額定容量環風冷三繞組銅線有載調壓，額定容量250000kVA250000kVA，高壓額定電壓，高壓額定電壓220kV220kV電力變壓器。電力變壓器。 代表符號排代表符號排列順序列順序分類分類類別類別代表符號代表符號1 1繞組耦合方式繞組耦合方式自耦自耦O O2 2相數相數單相單相D D三相三相S S3 3冷卻方式冷卻方式油浸自冷油浸自冷干式空氣自冷干式空

37、氣自冷G G干式澆注式絕干式澆注式絕緣緣C C油浸風冷油浸風冷F F油浸水冷油浸水冷S S強迫油循環風強迫油循環風冷冷FPFP強迫油循環水強迫油循環水冷冷SPSP4 4繞組數繞組數雙繞組雙繞組三繞組三繞組S S5 5繞組導線材質繞組導線材質銅銅鋁鋁L L6 6調壓方式調壓方式無勵磁調壓無勵磁調壓有載調壓有載調壓Z Z 二、額定值二、額定值 額定運行情況：額定運行情況：制造廠根據國家標準和設計、試制造廠根據國家標準和設計、試驗數據規定變壓器的正常運行狀態。驗數據規定變壓器的正常運行狀態。 額定值：額定值：額定運行情況下各物理量的數值。額定運行情況下各物理量的數值。 額定值通常標注在變壓器的銘牌上

38、，主要有：額定值通常標注在變壓器的銘牌上，主要有： 1.1.額定容量額定容量 2.2.原邊額定電壓原邊額定電壓 3.3.副邊額定電壓副邊額定電壓 4.4.原邊額定電流原邊額定電流 5.5.副邊額定電流副邊額定電流 6 6 額定頻率額定頻率 1.1.額定容量額定容量 ：銘牌規定在額定使用條件下所：銘牌規定在額定使用條件下所輸出的視在功率輸出的視在功率, ,單位為單位為VAVA、KVAKVA、MVAMVA。 2.2.原邊額定電壓原邊額定電壓 ：正常運行時規定加在一次：正常運行時規定加在一次側的端電壓，對于三相變壓器，額定電壓為線電壓，側的端電壓，對于三相變壓器，額定電壓為線電壓，單位單位V V、K

39、VKV。 3.3.副邊額定電壓副邊額定電壓 ：一次側加額定電壓，二次：一次側加額定電壓，二次側空載時的端電壓，對于三相變壓器，額定電壓為線側空載時的端電壓，對于三相變壓器，額定電壓為線電壓，單位電壓，單位V V、KV KV 。 NSNU1NU2 4. 4.原邊額定電流原邊額定電流 ：變壓器額定容量下原邊繞：變壓器額定容量下原邊繞組允許長期通過的電流，對于三相變壓器，為原邊組允許長期通過的電流，對于三相變壓器，為原邊額定線電流，單位額定線電流，單位A A、KAKA。 5.5.副邊額定電流副邊額定電流 ：變壓器額定容量下副邊繞：變壓器額定容量下副邊繞組允許長期通過的電流，對于三相變壓器，為副邊組允

40、許長期通過的電流，對于三相變壓器，為副邊額定線電流，單位額定線電流，單位A A、KAKA。 單相變壓器單相變壓器額定值的關系式：額定值的關系式： 三相變壓器三相變壓器額定值的關系式：額定值的關系式： NI1NI2NNNNNIUIUS2211NNNNNIUIUS221133雙繞組降壓變壓器高壓繞組的額定容量、額定電壓、額定電流分別為 、 、 ，低壓繞組分別為 、 、 ，它們之間的關系是 。 NS1NS2NU1NI1NU2NI2NNNNNNIIUUSS2121,21,NNNNNNIIUUSS2121,21,NNNNNNIIUUSS2121,21,NNNNNNIIUUSS2121,21,(A)(B)

41、(C)(D)B 6.6.額定頻率額定頻率 ：我國工頻為：我國工頻為50Hz50Hz； 除上述額定值外，銘牌上還標明了溫升、連接除上述額定值外，銘牌上還標明了溫升、連接組別、阻抗電壓等。組別、阻抗電壓等。kVASN200NNUU214 . 010kVNI1NI2 【例例1.11.1】 一臺三相油浸自冷式電力變壓器：一臺三相油浸自冷式電力變壓器：， ,Y,d ,Y,d連接方式連接方式. .和和 。 、試求：試求：（1 1）原副邊）原副邊額定電流額定電流Nf （2 2）變比）變比k k）（AUSINNN 55.11101031020033311）（AUSINNN 68.288104 . 031020

42、033322解解：（：（1）原、副邊的額定電流）原、副邊的額定電流（2）變比）變比43.144 . 031032121NNNNUUUUkkVASN200NNUU214 . 010kVNI1NI2 【例例1.11.1】 一臺三相油浸自冷式電力變壓器：一臺三相油浸自冷式電力變壓器：，和和 。 、試求：試求：（1 1）原副邊）原副邊額定電流額定電流 （2 2）變比）變比k k ,Y,d ,Y,d連接方式連接方式. . 本次課小結1、變壓器是一種靜止的電氣設備，它利用電磁感變壓器是一種靜止的電氣設備，它利用電磁感應原理，把一種電壓等級的交流電能轉換成頻率相應原理，把一種電壓等級的交流電能轉換成頻率相同

43、的另一種電壓等級的交流電能。同的另一種電壓等級的交流電能。2、變壓器基本原理、變壓器基本原理圖圖1-1 1-1 變壓器的基本工作原理變壓器的基本工作原理 電源側電源側負載側負載側1i2i1u2u1e2eLZ鐵芯鐵芯N2N1原邊繞組原邊繞組副邊繞組副邊繞組一臺SSP-63000/220三相電力變壓器接線YN,d， 求 （1）變壓器一、二次側的額定電壓和額定電流。（2）變壓器一、二次繞組的額定電壓和額定電流。kVUUNN5 .10/220/21（1）額定電壓 額定電流 kVUN2201NNNUSI1113kVUN5 .102220363000)(3 .165ANNNUSI22235 .103630

44、00)(3464 A一臺SSP-63000/220三相電力變壓器接線YN,d， 求 （1）變壓器一、二次側的額定電壓和額定電流。（2）變壓器一、二次繞組的額定電壓和額定電流。kVUUNN5 .10/220/21（2）額定電壓 3/11NNUUNNII11kVUUNN5 .1022)(3 .165A322NNII33464)(9 .1999A3/220kV127 額定電流 本次課小結111udtdNe222udtdNekNNeeuu212121 變比等于原、副繞組的匝數比，也等于原邊繞組變比等于原、副繞組的匝數比，也等于原邊繞組的感應電勢與副邊繞組的感應電勢之比，也近似等于的感應電勢與副邊繞組的感應電勢之比，也近似等于原