1、项目五项目五变压器的认识变压器的认识一、项目分析一、项目分析二、相关知识二、相关知识四、拓展知识四、拓展知识小小 结结一、项目分析一、项目分析项目实例内容项目实例内容 本项目介绍了变压器的基本类型、工作原本项目介绍了变压器的基本类型、工作原理、基本功能；介绍了变压器绕组的极性，理、基本功能；介绍了变压器绕组的极性，同名端的概念；最后介绍了三相变压器和特同名端的概念；最后介绍了三相变压器和特殊变压器。殊变压器。知识点知识点1变压器的分类和基本功能；变压器的分类和基本功能；2变压器的基本类型和工作原理；变压器的基本类型和工作原理；3变压器的铭牌、额定值及运行特性；变压器的铭牌、额定值及运行特性；4
2、变压器绕组的极性（同名端的概念）变压器绕组的极性（同名端的概念）及判定方法；及判定方法；5特殊变压器和三相变压器。特殊变压器和三相变压器。能力点能力点1会用万用表判别变压器的同名端；会用万用表判别变压器的同名端；2能测量变压器的绝缘电阻和直流电阻；能测量变压器的绝缘电阻和直流电阻；3知道变压器的故障检修有关方法。知道变压器的故障检修有关方法。二、相关知识二、相关知识（一）变压器的分类和基本功能（一）变压器的分类和基本功能 变压器是一种根据电磁感应原理制成的变压器是一种根据电磁感应原理制成的静止的电器设备。静止的电器设备。 按其用途的不同，变压器可以分为电力按其用途的不同，变压器可以分为电力变压
3、器和特殊变压器两大类。变压器和特殊变压器两大类。 各种变压器有不同的用途，但其功能是各种变压器有不同的用途，但其功能是相同的相同的变换电压、变换电流、变换阻变换电压、变换电流、变换阻抗以及改变相位等。抗以及改变相位等。 功能相同的原因就在于变压器的主体结功能相同的原因就在于变压器的主体结构原理基本相同。构原理基本相同。（二）变压器的基本结构和工作原理（二）变压器的基本结构和工作原理1变压器的基本结构变压器的基本结构 变压器主要由铁芯和绕在铁芯上的绕组变压器主要由铁芯和绕在铁芯上的绕组构成。构成。 铁芯是变压器的磁路部分，担负着变压铁芯是变压器的磁路部分，担负着变压器原、副边的电磁耦合任务。器原
4、、副边的电磁耦合任务。 为了减小铁芯的损耗，铁芯通常用厚度为了减小铁芯的损耗，铁芯通常用厚度为为0.35mm或或0.50mm，两面涂有绝缘漆的，两面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成（要求高的也有用硅钢片叠装而成（要求高的也有用0.20mm或其他合金材料制成），而为了保证耦合或其他合金材料制成），而为了保证耦合性能，铁芯都做成闭合形状，其线圈绕在性能，铁芯都做成闭合形状，其线圈绕在铁芯柱上。铁芯柱上。 绕组是变压器的电路部分，与电源相连绕组是变压器的电路部分，与电源相连的绕组称为原绕组（也叫初级绕组、一次的绕组称为原绕组（也叫初级绕组、一次绕组），与负载相连的绕组称为副绕组绕组），与负载相连的绕组称为
5、副绕组（也叫次级绕组、二次绕组）。（也叫次级绕组、二次绕组）。 一般情况下，原、副绕组匝数不同，匝数一般情况下，原、副绕组匝数不同，匝数多的绕组电压较高（称为高压绕组），匝数多的绕组电压较高（称为高压绕组），匝数较少的绕组电压较低（称为低压绕组）。较少的绕组电压较低（称为低压绕组）。 铁芯、初级绕组和次级绕组相互之间要求铁芯、初级绕组和次级绕组相互之间要求有很好的绝缘。有很好的绝缘。 变压器运行时，由于线圈的铜损耗和铁变压器运行时，由于线圈的铜损耗和铁芯的铁损耗要产生热量，为防止变压器因芯的铁损耗要产生热量，为防止变压器因过热损坏，变压器必须采用一定的冷却方过热损坏，变压器必须采用一定的冷却方
6、式和散热装置。式和散热装置。 油浸式电力变压器结构如图油浸式电力变压器结构如图5-1所示。所示。图图5-1 油浸式电力变压器油浸式电力变压器 1铭牌；铭牌；2信号式温度计；信号式温度计；3吸湿器；吸湿器；4油表；油表；5储油柜；储油柜；6安全气道；安全气道；7气体继电器；气体继电器；8高压套管；高压套管；9低压套管；低压套管；10分接开关；分接开关；11油箱；油箱；12放油阀门；放油阀门；13器身；器身；14接地板；接地板；15小车小车2变压器工作原理变压器工作原理 图图5-2为变压器工作原理的示意图。为变压器工作原理的示意图。 变压器原边（一次绕组）接入交流电源，所变压器原边（一次绕组）接入
7、交流电源，所有原边的各量均以下标有原边的各量均以下标“1”来表示，如电压、来表示，如电压、电流、电阻和匝数依次为电流、电阻和匝数依次为u1、i1、R1和和N1；变；变压器的副边（二次绕组）连接负载，所有副压器的副边（二次绕组）连接负载，所有副边的各量均以下标边的各量均以下标“2”来表示，如电压、电来表示，如电压、电流、电阻和匝数依次为流、电阻和匝数依次为u2、i2、R2和和N2。 图图5-2 变压器工作原理图变压器工作原理图 一次绕组在交流电压一次绕组在交流电压u1的作用下，有电流的作用下，有电流i1流过，由一次绕组磁通势流过，由一次绕组磁通势N1 i1产生磁通；产生磁通；二次绕组存在感应电动
8、势二次绕组存在感应电动势e2，接负载后有电，接负载后有电流流i2流过二次绕组，由二次绕组磁通势流过二次绕组，由二次绕组磁通势N2 i2产生磁通。产生磁通。 一次、二次绕组产生的磁通大部分都是一次、二次绕组产生的磁通大部分都是通过铁芯闭合，因此铁芯中的磁通由一次、通过铁芯闭合，因此铁芯中的磁通由一次、二次绕组的磁通势共同产生，把这个磁通二次绕组的磁通势共同产生，把这个磁通称作主磁通称作主磁通，主磁通，主磁通分别在两个绕组中分别在两个绕组中感应出电动势感应出电动势e1和和e2；此外，由这两个磁通；此外，由这两个磁通势分别产生的漏磁通势分别产生的漏磁通1 和和2 在各自的绕在各自的绕组中分别感应出漏
9、感电动势组中分别感应出漏感电动势e1 和和e2 。 设主磁通设主磁通 = msin t，则，则（5-1）（1 1）变压器的空载运行）变压器的空载运行 变压器的原绕组接交流电压变压器的原绕组接交流电压u1，而副绕组，而副绕组开路（开路（i2 = 0）的工作状态称为变压器的空）的工作状态称为变压器的空载运行。载运行。 将将i1记为记为i0，u2记为记为u20，并称，并称i0为空载电流。为空载电流。（5-10）11202UNKUN 式中，式中，K称为变压器的变比。称为变压器的变比。 若若K1，即，即N1N2，此时变压器起降压作，此时变压器起降压作用；若用；若K1，即，即N11。 电压互感器是专门设计
10、用于测量高电压电压互感器是专门设计用于测量高电压的特殊用途变压器，其初级绕组额定电压的特殊用途变压器，其初级绕组额定电压很高，对绝缘强度要求高。很高，对绝缘强度要求高。（2 2）电流互感器）电流互感器 电流互感器是升压变压器，它将测量的大电流互感器是升压变压器，它将测量的大电流转换为小电流，以便用通常的电流表去电流转换为小电流，以便用通常的电流表去测量大电流。测量大电流。 原边电流原边电流I1和通过电流表的电流和通过电流表的电流I2的关系为的关系为（5-24）121IIK 电流互感器是专门设计用于测量大电流电流互感器是专门设计用于测量大电流的特殊用途变压器，其初级绕组额定电流的特殊用途变压器，
11、其初级绕组额定电流大，对绝缘强度要求高。大，对绝缘强度要求高。四、拓展知识四、拓展知识（一）三相变压器（一）三相变压器 现代电力系统都是三相制的，因而三相现代电力系统都是三相制的，因而三相变压器的应用是十分广泛的。变压器的应用是十分广泛的。 对于三相制电压的升降，可以采用两种对于三相制电压的升降，可以采用两种方法。方法。 一是用一是用3个容量、变压比等完全相同的单个容量、变压比等完全相同的单相变压器按三相连接方式连接而成，具体相变压器按三相连接方式连接而成，具体如图如图5-18所示。所示。图图5-18 三相组式变压器三相组式变压器 图中图中A、B、C和和N为三相电压变换时初级为三相电压变换时初
12、级电压输入端及公共端；电压输入端及公共端；a、b、c和为次级电压和为次级电压输出端及公共端，这种变压器称为三相组式输出端及公共端，这种变压器称为三相组式变压器。变压器。 其特点是其特点是3个磁路单独分开，互不关联，三个磁路单独分开，互不关联，三相之间只有电的联系而无磁的联系。相之间只有电的联系而无磁的联系。 变换三相电压的另外一种方法是采用三相变换三相电压的另外一种方法是采用三相芯式变压器，即通常所谓的三相变压器，如芯式变压器，即通常所谓的三相变压器，如图图5-19所示。所示。图图5-19 三相芯式变压器三相芯式变压器 三相心式变压器有三相心式变压器有3个铁芯，每一相的初个铁芯，每一相的初级、
13、次级绕组都绕在同一个铁芯柱上，将三级、次级绕组都绕在同一个铁芯柱上，将三相绕组绕在三根铁芯柱上，三相绕组的结构相绕组绕在三根铁芯柱上，三相绕组的结构相同。相同。 三相高压绕组的首端和末端分别用三相高压绕组的首端和末端分别用A、B、C和和X、Y、Z表示，三相低压绕组的首端和表示，三相低压绕组的首端和末端分别用末端分别用a、b、c和和x、y、z表示。表示。 和同容量的三相变压器组相比较，三相和同容量的三相变压器组相比较，三相芯式变压器具有节省材料、重量较轻、价芯式变压器具有节省材料、重量较轻、价格便宜的优点。格便宜的优点。 通常，中、小容量的电力变压器，都采通常，中、小容量的电力变压器，都采用三相
14、芯式变压器，只有大容量的巨型变用三相芯式变压器，只有大容量的巨型变压器，才选用三相变压器组。压器，才选用三相变压器组。 三相变压器原、副边各有三相变压器原、副边各有3个绕组，它们个绕组，它们均可以接成星形（均可以接成星形（Y形，由中性点引出中线，形，由中性点引出中线，用用“Y0”表示）连接，也可以接成三角形表示）连接，也可以接成三角形（）连接。）连接。 因此，三相变压器有因此，三相变压器有/，/Y，Y/，Y/Y 4种基本接法，符号中的分子表示高压种基本接法，符号中的分子表示高压绕组的接法，分母表示低压绕组的接法。绕组的接法，分母表示低压绕组的接法。 当绕组接成当绕组接成Y形时，每相绕组相电压只
15、有形时，每相绕组相电压只有线电压的线电压的 倍，相电流等于线电流。倍，相电流等于线电流。 相电压较低有利于降低绝缘强度要求，因相电压较低有利于降低绝缘强度要求，因此，变压器高压绕组常采用此，变压器高压绕组常采用Y形连接。形连接。 3 当绕组接成当绕组接成形时，每相绕组的相电压形时，每相绕组的相电压等于线电压，相电流只有线电流的等于线电压，相电流只有线电流的 倍，倍，可以减小绕组导线截面积，因此，变压器可以减小绕组导线截面积，因此，变压器低压绕组常采用低压绕组常采用形连接。形连接。3 三相变压器的变比是高低压绕组的相电三相变压器的变比是高低压绕组的相电压之比，高压侧以下标压之比，高压侧以下标“1
16、”表示，低压侧表示，低压侧以下标以下标“2”表示，则变比为表示，则变比为（5-25）P11P22UNKUN 而高、低压绕组的线电压之比还和绕组而高、低压绕组的线电压之比还和绕组的接法有关，例如的接法有关，例如Y/Y0接法如图接法如图5-20所示。所示。1P1122P233UUNKUNU 图图5-20 三相变压器三相变压器Y/Y0接法接法 Y/接法如图接法如图5-21所示。所示。1P112P22333UUNKUUN 图图5-21 三相变压器三相变压器Y/接法接法 可见，线电压之比不一定就是变压器的变比。可见，线电压之比不一定就是变压器的变比。（二）电力变压器的小修项目（二）电力变压器的小修项目
17、为了保证变压器安全运行，必须定期对为了保证变压器安全运行，必须定期对其进行检修，消除隐患和故障。其进行检修，消除隐患和故障。 变压器检修分为大修和小修两大类，是变压器检修分为大修和小修两大类，是以吊芯与否为分界线。以吊芯与否为分界线。 变压器大修是指变压器吊芯或吊开钟罩变压器大修是指变压器吊芯或吊开钟罩的检查和修理，小修是指不吊芯或不吊开的检查和修理，小修是指不吊芯或不吊开钟罩的检查和修理。钟罩的检查和修理。 一般情况下，变压器小修周期是每年至一般情况下，变压器小修周期是每年至少一次，环境特别恶劣的地区可缩短检修少一次，环境特别恶劣的地区可缩短检修周期。周期。小小 结结1通过本项目学习应了解变
18、压器的基通过本项目学习应了解变压器的基本概念，掌握变压器的电压变换、电流本概念，掌握变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换功能；了解变压器的额变换和阻抗变换功能；了解变压器的额定值和运行特性；掌握变压器绕组的极定值和运行特性；掌握变压器绕组的极性，同名端的概念及变压器绕组同名端性，同名端的概念及变压器绕组同名端的判定方法；认识自耦变压器、电压互的判定方法；认识自耦变压器、电压互感器、电流互感器和三相变压器。感器、电流互感器和三相变压器。2通过项目实训，了解变压器故障检通过项目实训，了解变压器故障检修的有关方法，能用万用表和兆欧表等修的有关方法，能用万用表和兆欧表等仪器、工具对变压器进行测量和检修。仪器、工具对变压器进行测量和检修。
