《电机及控制技术》 精品课件 采用任务驱动型教学模式,内容以实践为主

项目1 变压器的运行与维护

【项目内容】

单相变压器的结构、工作原理、运行持性及极性测定； 其他 用途变压器的结构、工作原理；三相变压器的认识及联结组别 的判定； 变压器的使用与维护。

【项目目标】

掌握变压器的作用、基本结构；理解变压器的电压、电流和 阻抗变换原理。 掌握自耦变压器、多绕组变压器、电焊变压器、 仪用互感器等特殊变压器的结构特点；理解其工作原理；了解其 应用范围。掌握三相变压器的结构；理解其工作原理。 会进行小 型变压器的测试、维护与故障检修。

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任务1.1 单相变压器的认识与使用

一、变压器的结构与分类 1.变压器的应用

变电压：电力系统 变电流：电流互感器

变阻抗：电子电路中的阻抗匹配 (如输出变压器)

在能量传输过程中，当输送功率P= 3 UIcos 及负载功率因数 cos 一定时

U I

Δp I rl

2

I→导线截面积S

电能损耗小 节省金属材料 (经济)

电力工业中常采用高压输电、低压配电(保证用电安全)。

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发电厂

工厂 35～500 kV 6～10 kV 380 V / 220 V

6.3～10.5 kV

G

~

发电机

输电线

降压变压器

高压配 电 线

降压变 压 器

低压配 电 线

发电厂

区域变电所

工厂(用户)

电能的输送示意图

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2. 变压器的结构

变压器的基本结构主要由铁芯和绕组两部分组成。 (1)铁芯 铁芯采用厚度为0.35～0.5mm，材料表面涂有绝缘漆的热轧 (或冷轧)硅钢片，冲压成型并叠合组装成一个整体的铁芯。 铁芯的基本结构形式有心式和壳式两种，如图1-1所示。

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各种变压器的铁芯，先将硅钢片冲压成条形，然后将条形硅 钢片交错地叠合组装成“囗”字形或“曰”字形，如图1-2所示。

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铁轭的截面有矩形、外T 形、内T形和多级阶梯形，如图1-3 所示。

铁芯柱的截面如图1-4所示。

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(2)绕组 根据高、低压绕组在铁芯柱上排列的方式不同，变压器的绕 组可分为同心式和交叠式两种，如图1-5和1-6所示。

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二、变压器的运行 1.单相变压器的工作原理 单相变压器的工作原理如图1-8所示。 根据电磁感应定律，交变 的主磁通 在原、副绕组中分 别感应出电动势e1与e2有

忽略绕组中的漏电抗压降，不考虑绕组中的电阻压降，原、 副绕组的端电压可表示为

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若二次绕组开路，这种运行方式称为变压器的空载运行。若 二次绕组接负载，这种运行方式称为变压器的负载运行。其中N1 和N2分别为一次、二次绕组的匝数。

2.变压器的空载运行

变压器空载运行是指变压器的一 次绕组接在额定频率、额定电压的交 流电源上，而二次绕组开路时的运行 状态，如图1-9所示。

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设主磁能为： ＝ msin t ，则

e1与e2的有效值分别为：

则

于是有

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3.

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