1、第七章 變壓器變壓器的構造&變壓器的工作原理一、教學目標1、了解變壓器的構造、分類、額定值及使用注意事項。2、理解變壓器的工作原理，了解變壓器的用途。二、教學重點、難點分析重點：1、理解變壓器的工作原理。2、知識點：電壓變換、電流變換、阻抗變換、電壓平衡方程。難點：1、理解變壓器的工作原理。三、教具可拆變壓器、學生電源、演示電流表等。電化教學設備。四、教學方法講授法（以啟示講解為主） ，多媒體課件。五、教學過程I .知識回顧1、產生電磁感應現象的條件。2、法拉第電磁感應定律。II. 新課一、變壓器的構造1、變壓器的分類1）按用途分：電力變壓器、專用電源變壓器、調壓變壓器、測量變壓器、隔離變壓器

2、。2）按結構分：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器已經自耦變壓3）按相數分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。2、變壓器的構造基本構造：由鐵心和繞組構成。鐵心是變壓器的磁路通道，是用磁導率較高且相互絕緣的硅鋼片制成，以便減少渦流和磁滯損耗。按其構造形式可分為心式和殼式兩種,如圖1（a）、（b）所示。圖1心式和殼式變壓器線圈是變壓器的電路部分，是用漆色線、沙包線或絲包線繞成。其中和電源相連的線圈叫原線圈（初級繞組）,和負載相連的線圈叫副線圈（次級繞組）。3、額定值及使用注意事項1）額定值額定容量變壓器二次繞組輸出的最大視在功率。其大小為副邊額定電 流的乘積，一般以千伏安表示。原邊額定電壓

3、接到變壓器一次繞組上的最大正常工作電壓。二次繞組額定電壓一一當變壓器的一次繞組接上額定電壓時，二次繞組接 上額定負載時的輸出電壓。2）使用注意事項分清一次繞組、二次繞組，按額定電壓正確安裝，防止損壞絕緣或過載。防止變壓器繞組短路，燒毀變壓器。工作溫度不能過高，電力變壓器要有良好的絕緣。二、變壓器的工作原理變壓器是按電磁感應原理工作的，原線圈接在交流電源上，在鐵心中產生交變磁通，從而在原、副線圈產生感應電動勢，如圖 2所示。1、變壓器的空載運行和變壓比如圖2所示，設原線圈匝數為N1,端電壓為U1；副線圈匝數為N2,端電壓為U2。則，原、副線圈（一次、二次繞組）電壓之比等于匝數比，即Ui Niu7

4、 Nn叫做變壓器的變壓比或變化。注意：上式在推導過程中，忽略了變 壓器原、副線圈的內阻，所以上式為理 想變壓器的電壓變換關系。2、變壓器的負載運行和變流比圖2變壓器空載運行原理圖在圖2的副線圈端加上負載|Z2|,流過負載的電流為I2,分析理想變壓器原線 圈、副線圈的電流關系。Ui U2I2將變壓器視為理想變壓器，其內部不消耗功率，輸入變壓器的功率全部消耗 在負載上，即 將上式變形帶入（式71）,可得理想變壓器電流變換關系（式 7 2）1U2N2iI2UiNin設變壓器初級輸入阻抗為|Zi|,次級負載阻抗為Z2|,則將UiNiU2N2Ii加代入ZiUiii3、變壓器得阻抗變換作用因為所以NiN2

5、2Z2n2UZ2I2（式 7 3）可見，次級接上負載|Z2|時，相當于電源接上阻抗為n2Z2的負載。變壓器的這種阻抗變換特性，在電子線路中常用來實現阻抗匹配和信號源內阻相等，使負載上獲得最大功率。III.例題講解，鞏固練習【例題3】有一電壓比為【例題1】，【例題2】略（見教材0-2例題1,例題2）220/110 V的降壓變壓器，如果次級接上 55 的電阻,求變壓器初級的輸入阻抗。解1:次級電流i2 U1 U 2A255初級電流n * U1竺02AN2 U2110I1輸入阻抗解2:變壓比輸入阻抗U1220220NU1220 0n2N2 U21102N12一 Z2 n Z24 55 220N21、

6、變壓器的基本構造：由 鐵心和繞組構成2、理想變壓器的電壓、電流、阻抗變換關系，電壓變換關系電壓變換關系阻抗變換關系U1N1nU2N211 Ui N2 1I2 U1 N1 n1乙|2因nV.作業略。變壓器的功率和效率&幾種常用變壓器一、教學目標1、了解變壓器的功率和效率并能進行簡單計算。2、了解銅損、鐵損的概念。3、了解幾種常用變壓器的構造、用途及使用注意事項。二、教學重點、難點分析重點：1、變壓器功率和效率的計算。難點：同重點。三、教具電化教學設備。四、教學方法講授法（以啟示講解為主），多媒體課件。五、教學過程I .知識回顧1、理想變壓器的電壓、電流、阻抗變換關系電壓變換關系電壓變換關系阻抗變

7、換關系U1N1nU2N2U2N22I2 U1N1nlZJ2n; nIZ2I2、交流電路功率計算公式：P UI cos一、變壓器的功率和效率1、變壓器的功率實際變壓器在工作時，必然存在功率損失。變壓器的功率消耗等于原邊輸入功率P1 UJcos 1和副邊輸出功率P2 U212cos 2之差，及PP1P2變壓器的功率損耗包括銅損和鐵損兩部分，它們可以通過計算或這使用的方法求出。銅損是由于原、副邊有電阻，電流在電阻上要消耗一定的功率。鐵損是由于交變的主磁通在鐵心中產生的磁滯損耗和渦流損耗。2、變壓器的效率變壓器的效率為變壓器輸出功率與輸入功率的百分比，即P2- 100%（式 7-4）Pi大容量變壓的效

8、率可達98% 99%,小型電源變壓器效率約為 70% 80%。、幾種常用變壓器圖3自耦變壓器符號及原理1、自耦變壓器自耦變壓器原、副線圈共用一部分繞組，它們之間不僅有磁耦合，還有電的關系，如圖 3所示。原、副線圈電壓之比和電流之比的關系為Ui I2 NinU2 Ii N2汪忠：自耦變壓器在使用時，一定要注意正確接線，否則易于發生觸電事故。 接通電壓前，要將手柄轉到零位。接通電源后，漸漸轉動手柄，調節出所需要的電壓。2、小型電源變壓器小型電源變壓器廣泛應用與電子儀器中。它一般有一至二個一次繞組和幾個不同的二次繞組，可以根據實際需要聯結組合，以獲得不同的輸出電壓。指導學生自己分析教材圖（7-7）（

9、a）、（b）,指出各有哪幾種工作方式，可以獲得 哪幾種輸出電壓。3、互感器互感器是一種專供測量儀表，控制設備和保護設備中高電壓或大電流時使用 的變壓器?？煞譃殡妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅鲀煞N1）電壓互感器使用時，電壓互感器的高壓繞組跨接在需要測量的供電線路上，低壓繞組則與電壓表相連，如圖4所示?？梢姡邏壕€路的電壓Ui等于所測量電壓U2和變壓比n的乘積，即Ui=nU2一、/汪忠：(1)次級繞組不能短路，防止燒壞次級繞組。(2)鐵心和次級繞組一端必須可靠的接地，防止高壓繞組絕緣被破壞時而造 成設備的破壞和人身傷亡。電流互感器2)電流互感器使用時，電流互感器的初級繞組與待測電流的負載相申連，次級繞組則與

10、電流表串聯成閉和回路，如圖 5所示。通過負載的電流就等于所測電流和變壓比倒數的乘積。汪忠:(1)絕對不能讓電流互感器的次級開路,劇尚否則易造成危俄利沛 的睜策圖6鉗形電流表(2)鐵心和次級繞組一端均應可靠接地。常用的鉗形電流表也是一種電流互感器。它是由一個電流表接成閉合回路的次級繞組和一個鐵心構成，其鐵心可開、可合測量時，把待測電流的一根導線放入鉗口中，電流表上可直接讀出被測電流的大小，如圖4、三相變壓器6所示。三相變壓器就是三個相同的單相變壓器的組合,如圖7所示。三相變壓器用于供電系統中。根據三相電源和負載的不同，三相變壓器初級和次級線圈可接成星形或三角形。三相變壓器的每一相，就相當于個獨立

11、的單相變壓器。單相變壓器的基本公式和分析方法，使用與三相變壓器中的任意一相。5、變壓器銘牌數據在變壓器外殼上均有一塊銘牌，要安全正確的使用變壓器，必須掌握銘牌各 個數據的含義。型號用以表明變壓器的主要結構、冷卻方式、電壓和容量等級等等。如SJL-560/10中：S表示三相，單相變壓器用 D表示；J表示油浸自冷式冷 卻方式，風冷式用F表示；L表示裝有避雷裝置；560表示容量為560kV A; 10 表示高壓繞組額定電壓為10kV。額定電壓變壓器空載時的電壓，三相變壓器指線電壓。額定電流變壓器正常運行時允許通過的最大電流，三相變壓器指線電流。額定容量額定容量指變壓器的額定輸出視在功率 So在單相變

12、壓器中S= U2I2；在三相 變壓器中，S v13U2I2o溫開溫升是指變壓器某些部分與周圍環境的溫差，變壓器所允許的溫升由材料的 絕緣等級來定。變壓器運行時，要注意其溫開，確保安全運行。III.例題講解，鞏固練習【例題11略（見教材7 3例題）【例題2】有一變壓器初級電壓為2200 V,次級電壓為220 V,在接純電阻性負載時，測得次級電流為10 A,變壓器的效率為95%。試求它的損耗功率,初級功率和初級電流。解：次級負載功率P2= U212cos 2= 220 10 = 2200 W初級功率P2 2200P1-2316 W0.95損耗功率初級電流Pl = Pi -P2 = 2316 220

13、0 = 116WIi 比迎 1.05 AU122001、變壓器功率和效率。2、變壓器銘牌數據及應用時應注意事項。V.作業略。教 案XADX-QR-61No.Wangsf-10-08-02授課日期編寫教師王淑芬班 別083軍變一081軍變一編寫時間課 題變壓器內部檢修教 學 目 標.變壓器鐵芯檢修.變壓器繞組檢修.變壓器油路檢修重占八、變壓器檢修鐵芯繞組檢修難占八、檢修工藝要求教 具檢修工器具作 業練習提 問 問 題課 后 回 憶審 批年 月 日XADX-QR-61續 P、芯體檢修工藝及質量標準檢修工藝質量標準1.查相可隔板和圍屏后無破損、 變色、義形、放電痕跡，如發異 常應打開其它兩相圍屏進行

14、檢 查。(1)圍屏清潔無破損，綁扎緊固完整，分接引 線出口處封閉良好，圍屏無變形、發熱和樹枝狀 放電痕跡。(2)圍屏的起頭應放在繞組的墊塊上，接頭處 f要錯開搭接，并防止油道堵塞。(3)檢查支撐圍屏的長墊塊應無爬電痕跡，若 長墊塊在中部高場強區時，應盡可能割短相間距 離最小的輻向墊塊2-4個。(4)相間隔板完整并固定牢固。2.查繞組表面是否清潔，匝絕緣 啟龍破損和異常。(1)繞組應清潔，表面無油垢，無義形。(2)整個繞組無傾斜、位移，導線輻向無明顯 彈出現象。3.查繞組各部墊塊有無位移和 松動情況。各部墊塊應排列整齊，輻向間距相等，軸向成一 垂直線，支撐牢固有適當壓緊力，墊塊外露出繞 組的長度

15、至少應超過繞組導線的厚度。4.查繞組絕緣后無破損、油道有 無被絕緣、油垢或雜物(如硅膠 粉末)堵塞現象，必要時用軟毛 刷(或用綢布、泡沫塑料)擦拭、(1)油道保持暢通，無油垢及其它雜物積存。(2)外觀整齊清潔，絕緣及導線無破損。(3)特別注意導線的統包絕緣，不可將油道堵 塞、以防局部發熱、老化。繞組線匝表面如有破損裸露導 線處，應進行包扎處理。5.按壓繞組表面檢查其絕緣狀 態。狀態可分為：一級絕緣：絕緣有彈性，用手指按 壓后無變形，屬良好狀態；二級絕緣：絕緣仍有 彈性，用手指按壓時無裂紋、脆化，屬合格狀態； 三級絕緣：絕緣脆化，呈深褐色，用手指按壓時 有少量裂紋和變形，屬勉強可用狀態；四級絕緣

16、： 絕緣已嚴重脆化，呈黑褐色，用手指按壓時即酥 脆、變形、脫落，甚至可見裸露導線，屬不合格 狀態。6.檢查鐵芯外表是e平整,有無 片間短路或變色、放電燒傷痕 跡，絕緣漆膜有無脫落，上鐵腕 的頂部和下鐵腕的底部是否有 油垢雜物，要用潔凈的白布或泡 沫塑料擦拭，若疊片有翹起或不 規整之處，可用木錘或銅錘敲打 平整。鐵芯應平整，絕緣漆膜無脫落，疊片緊密，邊側 的硅鋼片不應翹起或成波浪狀，鐵芯各部表面應 無油垢和雜質，片間應無短路、搭接現象，接縫 間隙符合要求。7.檢查鐵芯上下夾件、方鐵、繞 組壓板的緊固程度和絕緣狀況， 絕緣壓板后龍爬電燒傷和放電 痕跡。上卜夾件、方鐵、壓板、底腳板間均應保持良好 絕

17、緣。絕緣壓板應保持完整、無破損和裂紋，并有適當 緊固度。8.檢查壓釘、絕緣墊圈的接觸情 況，用專用扳手逐個緊固上卜火 件、方鐵、壓釘等各部位緊固螺 栓。螺栓緊固，夾件上的正、反壓釘和鎖緊螺帽無松 動。9.檢查鐵芯間和鐵芯與夾件問 的油路。油路應暢通，油道墊塊無脫落和堵塞，且應排列 整齊。10.檢查無孔結構鐵芯的拉板和 鋼帶。應緊固并有足夠的機械強度。11.檢查鐵芯電場屏蔽絕緣及接 地情況。絕緣良好，接地可靠。12.檢查無勵磁分接開關動靜觸 頭間接觸是否良好，表面是否清 潔；觸柱如有嚴重燒損時應更 換。接觸電阻小于500仙Q,觸頭表面應保持光潔， 無氧化變質、碰傷及鍍層脫落，觸頭接觸用塞尺 檢查

18、應無間隙、接觸嚴密。13.檢查無勵磁分投什關絕緣操 作U型撥叉接觸是否良好，如有 接觸不良或放電痕跡應打磨光 潔并加裝專用彈簧。使其保持良好接觸，消除懸浮電位。14.檢查引線及引線錐的絕緣包 扎后無義形、父脆，引線后無斷 股，引線與引線接頭處焊接情況 是否良好，后無過熱現象。(1)引線絕緣包扎應完好，無變形、變脆，引 線無斷股卡傷情況。(2)對穿纜引線，為防止引線匕套管的導管接 觸處產生分流燒傷，應將引線用白布帶包繞一 層。(3)接頭表面應平整、清潔、光滑無毛刺，并 不得肩其它雜質。(4)引線長短適宜，不應有扭曲現象。15.檢查絕緣支架后無松動、位 移，檢查引線在絕緣支架內的固 定情況。(1)絕緣支架應尢破損、裂紋、彎曲父形及燒 傷現象。(2)引線固定用絕緣夾件的品目離，應考慮在電 動力的作用卜，/、至于發生短路。對大電流引線(銅排或