變壓器中級(jí)維修電工理論培訓(xùn)1電機(jī)與變壓器第1頁變壓器是一種靜止電器，它利用電磁感應(yīng)原理將一種等級(jí)電壓和電流交流電能轉(zhuǎn)換成另一種等級(jí)電壓和電流交流電能。它工作原理就是電磁感應(yīng)和磁勢(shì)平衡。下面我們就從變壓器構(gòu)造開始，逐漸理解和掌握變壓器工作原理和運(yùn)行特性。在分析時(shí)，我們需要注意分析變壓器電路電磁物理過程。變壓器為何只能變換交流電能電壓和電流？變壓器2電機(jī)與變壓器第2頁1.變壓器分類按用途分：電力變壓器和特種變壓器。

按繞組數(shù)目分：?jiǎn)卫@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：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳌⑷嘧儔浩骱投嘞嘧儔浩鳌?/p>

按鐵心構(gòu)造分：心式變壓器和殼式變壓器。變壓器三相干式變壓器自耦變壓器控制變壓器單相心式變壓器單相殼式變壓器3電機(jī)與變壓器第3頁變壓器4電機(jī)與變壓器第4頁

變壓器主要部件是鐵心和套在鐵心上兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合，沒有電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓u1，根據(jù)右手螺旋定則，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組交變磁通Φ

，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，當(dāng)變壓器二次側(cè)帶負(fù)載時(shí)，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，在負(fù)載上形成二次電壓u2

。

結(jié)論：只要(1)磁通有變化量;(2)一、二次繞組匝數(shù)不一樣，就能達(dá)成變化電壓目標(biāo)。變壓器電源側(cè)稱為一次繞組或原繞組負(fù)載側(cè)稱為二次繞組或副繞組2.變壓器工作原理5電機(jī)與變壓器第5頁∵e1=–?Φ?t

N1

e2=–?Φ?t

N2

且e1=–u1

e2=u2

∴在只討論數(shù)量關(guān)系時(shí)，就有表白變壓器初、次級(jí)繞組電壓比就等于它們?cè)褦?shù)比n。這就是變壓器變壓原理。u1

u2

=

e1

e2

=

N1

N2

=n

n＞1時(shí)，是降壓變壓器，n＜1時(shí)，是升壓變壓器，n=1時(shí)，是隔離變壓器。變比n是變壓器運(yùn)行主要參數(shù)。變壓器6電機(jī)與變壓器第6頁例：已知某變壓器初級(jí)電壓為220V，次級(jí)電壓為36V，初級(jí)匝數(shù)為2200匝，試求該變壓器變壓比和次級(jí)匝數(shù)。=

解：N2

N1

u1

u2

u1

u2

≈=n6.1=

2200×36220=

360匝練習(xí)：將某單相變壓器接在電壓u1=220V電源上，已知u2=20V，次級(jí)匝數(shù)N2=100匝，則初級(jí)匝數(shù)是多少？變壓器7電機(jī)與變壓器第7頁變壓器在工作中就像一座橋梁，起了一種能量傳遞作用，根據(jù)能量守恒定律，在忽視損耗時(shí)，變壓器次級(jí)輸出功率P2應(yīng)和變壓器初級(jí)從電網(wǎng)吸取功率P1相等。即：P1=P2I1U1=I2U2=U1U2=I2I1=N1N2n1即：說明變壓器工作時(shí)，其初、次級(jí)電流與初、次級(jí)電壓或匝數(shù)成反比。這就是變壓器變流原理。變壓器8電機(jī)與變壓器第8頁變壓器3.三相變壓器9電機(jī)與變壓器第9頁

額定電壓U1N是指變壓器在額定運(yùn)行情況下，根據(jù)變壓器絕緣等級(jí)和允許溫升等條件要求一次繞組上線電壓。額定電壓U2N是指在一次繞組上加額定電壓后，二次繞組空載時(shí)線電壓。1.額定容量

額定容量是指變壓器在額定工作狀態(tài)下，二次繞組視在功率，其單位為kVA。對(duì)于單相變壓器而言，即變壓器二次繞組額定電壓U2N與額定電流I2N乘積。三相變壓器額定容量為2.額定電壓U1N和U2N變壓器額定參數(shù)10電機(jī)與變壓器第10頁

連接組標(biāo)號(hào)是指三相變壓器一、二次繞組連接方式。Y指高壓繞組作星形連接，y指低壓繞組作星形連接，D指高壓繞組作三角形連接，d指低壓繞組作三角形連接，N指高壓繞組作星形連接時(shí)中性線，n指低壓繞組作星形連接時(shí)中性線。3.額定電流I1N和I2N

額定電流是指變壓器在額定運(yùn)行條件下，一、二次繞組長(zhǎng)時(shí)間工作允許線電流。

4.連接組標(biāo)號(hào)變壓器11電機(jī)與變壓器第11頁

三相組式變壓器由三個(gè)容量與構(gòu)造完全相同單相變壓器組成。特點(diǎn)是每相都有自己獨(dú)立磁路，互不有關(guān)，各相勵(lì)磁電流在數(shù)值上完全相等。其長(zhǎng)處是：對(duì)特大容量變壓器制造容易，備用量小。但其鐵心用料多，占地面積大，只適用于超高壓、特大容量場(chǎng)所。四、磁路系統(tǒng)1、三相組式變壓器u1u2v1v2w1w2變壓器12電機(jī)與變壓器第12頁變壓器13電機(jī)與變壓器第13頁2、三相心式變壓器三相心式變壓器特點(diǎn)是三相磁路互相關(guān)聯(lián)，磁路長(zhǎng)度不等，當(dāng)外加三相對(duì)稱電壓時(shí)，三相勵(lì)磁電流不對(duì)稱，但因勵(lì)磁電流很小，可忽視對(duì)負(fù)載運(yùn)行影響。其長(zhǎng)處是：節(jié)省材料，體積小，效率高，維護(hù)方便。故目前大、中、小容量變壓器廣泛采取心式變壓器。變壓器14電機(jī)與變壓器第14頁

三相繞組一般采取星形聯(lián)結(jié)（記作“Y”或“y”）或三角形聯(lián)結(jié)（記作“D”或“d”），繞組首、末端標(biāo)志要求如下所示。繞組名稱單相變壓器三相變壓器中性點(diǎn)首端末端首端末端高壓繞組U1（A）U2（X）U1（A）、V1（B）、W1（C）U2（X）、V2（Y）、W2（Z）N低壓繞組u1（a）u2（x）u1（a)、v1(b)、w1(c）u2（x）、v2（y）、w2（z）n1.繞組端頭標(biāo)號(hào)變壓器五.繞組聯(lián)接組別15電機(jī)與變壓器第15頁

變壓器主磁通以及繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都是交變，并無某一固定極性，這個(gè)極性是指某一瞬間相對(duì)極性。即在任一瞬間，一種繞組某一端為正時(shí)，另一種繞組某一端必然也為正。U1U2u1u2如某一瞬間，U1為正、U2為負(fù)+－Φe2+-得，u1為正、u2為負(fù)。因此我們稱U1和u1為同極性端或同名端，加“·”或“＊”表達(dá)。即同為高電位端和同為低電位端＊＊2.單相變壓器極性變壓器16電機(jī)與變壓器第16頁

若用一根導(dǎo)線連接了同極性端，如X和xAXaxU1e2e1U2＊＊

用電壓表測(cè)量另一種同極性端A、aV根據(jù)電壓關(guān)系有：UAa=e1+e2=U2-U1=U1-U2

反過來說，也就是假如電壓表上測(cè)量成果為兩各端電壓之差，則說明此時(shí)被導(dǎo)線連接兩端或被電壓表測(cè)量?jī)啥藶橥瑯O性端。變壓器A.單相變壓器極性鑒別

鑒別既沒有線端標(biāo)識(shí)，又不知繞向繞組，我們能夠使用電壓表或電流表進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)試成果找出兩個(gè)繞組同極性端。下面以電壓表為例介紹測(cè)試原理與辦法。17電機(jī)與變壓器第17頁假如導(dǎo)線連接是異名端a、XAXaxU1e2e1U2＊＊電壓表測(cè)量A、xV根據(jù)電壓關(guān)系有：UAx=e1-e2=-U1-U2=U1+U2

說明電壓表上測(cè)量數(shù)值假如是兩個(gè)端電壓之和，則此時(shí)導(dǎo)線連接兩端或電壓表測(cè)量?jī)啥藶楫惷恕Ｗ儔浩?8電機(jī)與變壓器第18頁B、三相變壓器極性鑒別鑒別三相變壓器繞組極性有下列三個(gè)步驟：1）鑒別每相繞組中原、副繞組一一對(duì)應(yīng)關(guān)系三相變壓器總共六個(gè)繞組，首先就是找出構(gòu)造封閉．出線凌亂三相變壓器三相原、副繞組對(duì)應(yīng)關(guān)系。這能夠使用萬用表來測(cè)量。①用萬用表電阻檔測(cè)出每個(gè)繞組首末端R電阻小，為同一種繞組首末端電阻大，不是同一種繞組首末端變壓器19電機(jī)與變壓器第19頁②鑒別高、低壓繞組R找出繞組首末端后，接下來工作就是要找出三個(gè)高壓繞組和三個(gè)低壓繞組。同樣使用萬用表電阻檔。測(cè)得電阻值R1測(cè)得電阻值R2比較R1和R2大小，由于高壓繞組匝數(shù)多，低壓繞組匝數(shù)少，因此電阻大為高壓繞組變壓器20電機(jī)與變壓器第20頁③找出每相繞組原、副繞組給某繞組加一種合適交流電源～交流電源用萬用表交流電壓檔測(cè)量每個(gè)繞組感應(yīng)電勢(shì)，并統(tǒng)計(jì)數(shù)值。VE1E2E3比較三個(gè)感應(yīng)電勢(shì)，有最高值繞組即與加交流電源繞組為同一相得原、副繞組。變壓器21電機(jī)與變壓器第21頁2）鑒別每相原、副繞組同極性端按單相變壓器極性鑒別辦法即可。3）鑒別相與相之間繞組同極性端U1U2V1V2W1W2＊＊＊＊＊＊在某一原繞組上加一種合適交流電壓110V～用導(dǎo)線任意連接兩相之間某兩個(gè)繞組端子用電壓表測(cè)量另兩個(gè)端子之間電壓UVU＞110V異名端U＜110V同名端變壓器22電機(jī)與變壓器第22頁或(a)星形聯(lián)結(jié)(b)三角形聯(lián)結(jié)3.星形和三角形聯(lián)結(jié)法AXBYCZAXBYVZAXBYCZY形連結(jié)時(shí)：U線=U相3U線U相U線U相D形連結(jié)時(shí)：U線=U相變壓器UAB超前UAX30度UAB與UAX同相UAB超前UAX60度23電機(jī)與變壓器第23頁變壓器·UAX·UAB·UBY·UCZ·UAB·UAX·UBA·UCZ·UAB·UBY或AXBYCZAXBYVZAXBYCZU線U相U線U相24電機(jī)與變壓器第24頁

三相變壓器原、副繞組按不一樣連接方式組合，形成不一樣聯(lián)結(jié)組。最常用聯(lián)結(jié)組有下列四種，即Y，yN、Y,y、Y,d、YN,d。其中YN表達(dá)繞組接成星形后，中性點(diǎn)具有引出線，用于三相四線制輸出線路。4、三相變壓器聯(lián)結(jié)組別

下面以Y,y0聯(lián)結(jié)組為例說明三相變壓器聯(lián)結(jié)組別步驟：變壓器

對(duì)于單相變壓器來說，極性對(duì)變壓器運(yùn)行沒有任何影響，但對(duì)于要將三個(gè)繞組按一定規(guī)律聯(lián)結(jié)三相變壓器來說，極性問題就十分主要了，一旦某相繞組極性接反，就會(huì)燒壞變壓器。25電機(jī)與變壓器第25頁AXBYCZaxbycz＊＊＊＊＊＊uABuabuAua2）根據(jù)一次側(cè)三線變壓器聯(lián)結(jié)方式，畫出一次側(cè)相電壓UAX向量。5）根據(jù)Uab向量，確定變壓器鐘點(diǎn)數(shù)，即聯(lián)結(jié)組別。變壓器·UAB·UAX·Uax·UabY,y01)以一次側(cè)任意線電壓向量為鐘表長(zhǎng)針,指向12點(diǎn)，假設(shè)UAB。3）根據(jù)同名端畫出二次測(cè)相電壓Uax向量。根據(jù)變壓器二次測(cè)繞組聯(lián)結(jié)方式，畫出二次則Uab向量。26電機(jī)與變壓器第26頁練習(xí)分析此變壓器為何聯(lián)結(jié)組？axbycz＊＊＊AXBYCZ＊＊＊NYN,d11變壓器·UAB·UAX·Uab·UaxuABuAuabua27電機(jī)與變壓器第27頁變壓器分析此變壓器為何聯(lián)結(jié)組？·UAX·Uab·Uax·UAB28電機(jī)與變壓器第28頁變壓器·UAX·Uab·Uax·UAB29電機(jī)與變壓器第29頁變壓器AXBYCZczaxby＊＊＊＊＊＊·UAX·Uab·Uax·UAB·UBYY,y430電機(jī)與變壓器第30頁

對(duì)于Y,y連接而言,可0,2,4,6,8,10六個(gè)偶數(shù)聯(lián)結(jié)組號(hào).相對(duì)于Y,d而言,就可1,3,5,7,9,11六個(gè)奇數(shù)聯(lián)結(jié)組號(hào).

為生產(chǎn)使用方便，國標(biāo)要求5種：Y,yn0Y,d11YN,d11YN,y0Y,y0變壓器六.常用標(biāo)準(zhǔn)繞組聯(lián)接組別31電機(jī)與變壓器第31頁1、電流互感器

電流互感器作用是將電路中流過大電流變換成小電流(額定值為5A或1A)供電給測(cè)量?jī)x表和繼電器電流線圈。

原繞組線徑較粗，匝數(shù)為一匝或幾匝，副繞組線徑較細(xì)，匝數(shù)很多。相稱于升壓變壓器N1N2i1i2I1=I2N2N1使用注意：①串聯(lián)②可靠接地③運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)不允許斷開特種變壓器電流表選擇？如何更換電流表？32電機(jī)與變壓器第32頁變壓器1、電流互感器33電機(jī)與變壓器第33頁變壓器1、電流互感器34電機(jī)與變壓器第34頁與電流互感器配合使用交流電流表1、電流互感器特種變壓器35電機(jī)與變壓器第35頁變壓器1、電流互感器36電機(jī)與變壓器第36頁變壓器1、電流互感器37電機(jī)與變壓器第37頁變壓器1、電流互感器38電機(jī)與變壓器第38頁變壓器1、電流互感器39電機(jī)與變壓器第39頁1、電流互感器特種變壓器測(cè)量5A下列較小電流時(shí)，可將被測(cè)導(dǎo)線多繞幾圈再放入鉗口測(cè)量。被測(cè)實(shí)際電流等于儀表讀數(shù)除以放進(jìn)鉗口中導(dǎo)線圈數(shù)鉗口要結(jié)合緊密，有污物要及時(shí)清洗測(cè)量完成，一定要將儀表量程開關(guān)置于最大位置上40電機(jī)與變壓器第40頁1、電流互感器特種變壓器測(cè)量5A下列較小電流時(shí)，可將被測(cè)導(dǎo)線多繞幾圈再放入鉗口測(cè)量。被測(cè)實(shí)際電流等于儀表讀數(shù)除以放進(jìn)鉗口中導(dǎo)線圈數(shù)鉗口要結(jié)合緊密，有污物要及時(shí)清洗測(cè)量完成，一定要將儀表量程開關(guān)置于最大位置上41電