22226-项目六变压器的使用

项目六变压器的使用任务一常用变压器的结构及性能检测任务二小型变压器的制作任务三三相变压器及其他用途变压器的使用任务四电力变压器及低压配电装置的检修与维护任务一常用变压器的结构及性能检测【任务要求】要求学生了解变压器的基本组成。要求学生了解变压器的分类。要求学生学会变压器性能的检测。【基础知识】1．变压器的基本构造铁芯变压器机身绕组变压器油箱、变压器油结构件，气体继电器（1）铁芯。①铁芯的作用和材料。图6.1芯式变压器结构图•壳式变压器的特点是铁芯包围绕组，如图6.2所示，其机械强度好，铁芯易散热，一般用于电子线路中。（a）壳式变压器的结构图（b）壳式变压器实物图图6.2壳式变压器结构图②铁芯叠装方法。图6.3小型变压器铁芯图（a）冷、热轧硅钢片叠法（b）斜接缝叠片图6.4硅钢片的叠法（2）绕组。①同芯式绕组：同芯式绕组是芯式变压器常用的绕组。图6.5同芯式绕组②交叠式绕组：交叠式绕组在壳式变压器中常用。1—低压绕组2—高压绕组图6.6交叠式绕组（3）油箱和变压器油。（4）储油柜。（5）气体继电器和安全气道。1—安全气道2—油箱3—气体继电器4—储油柜图6.7储油柜和安全气道（6）导管和调压装置。图6.8绝缘导管图6.9分接开关2．变压器的分类和用途（1）分类。①按用途分类：有用于电力系统升、降压的电力变压器，如图6.10所示；此外，还有以大电流和恒流为特征的变压器，如电焊变压器、电炉变压器和整流变压器等；用以传递信息和供测量用的变压器，如电磁传感器、电压互感器和电流互感器等；在自控系统中还有脉冲变压器、音频和高频变压器等多种特殊变压器。图6.10用于电力系统的变压器②按绕组数目分类：变压器可分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器（见图6.11）等。图6.11自耦变压器③按铁芯结构分类：可分为芯式变压器、壳式变压器。④按相数分类：可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器等，如图6.12所示。图6.12按相数分类的变压器⑤按冷却方式分类：可分为干式变压器、油浸自冷变压器，如图6.13所示。•此外还有油浸风冷变压器、充气式变压器和强迫油循环变压器等。图6.13按冷却方式分类的变压器（2）用途。3．变压器的铭牌•每台变压器出厂时，都有一块铭牌，表明其型号（见图6.14）和主要参数，供用户安全、经济、合理的使用变压器。•铭牌一般如图6.15所示。图6.14型号介绍图6.15电力变压器的铭牌【实训指导】1．变压器同名端的测试图6.16变压器同名端的测试2．变压器的空载特性测试图6.17变压器空载特性的测试3．变压器的负载特性测试•变压器的负载特性是指原边绕组上加额定电压U1N，副边绕组接额定负载时，副边电压U2随副边电流I2的变化特性，又称电压调整率u%。图6.18负载特性测试电路4．变压器的短路电压的测试图6.19短路电压测试电路5．变压器绕组直流电阻测量①先将被测电阻的电流接头和电位接头分别与接线柱C1、C2和P1、P2连接，其连接导线应尽量短而粗，以减小接触电阻，如图6.20所示。图6.20直流双臂桥测直流电阻②根据被测电阻范围，选择适当的比率挡，然后接通电源和检流计。③调节读数盘，使检流计指示为零，则电桥处于平衡状态，即可读取被测电阻值。被测电阻值Rx=读数盘的数值×比率盘的比率。6．变压器的绝缘电阻的测量图6.21用兆欧表测量变压器的绝缘电阻【实训操作】变压器性能检测实训1．训练器材与工具（1）小型单相变压器一台，500V兆欧表一块，QJ103直流双臂电桥。（2）滑动变阻器一个（100，20W），交流电压表、交流电流表、万用表。（3）常用电工工具一套。2．训练内容与步骤（1）绝缘电阻的测量。•使用500V兆欧表，测量变压器原边对副边绕组以及各绕组对铁芯的绝缘电阻。（2）直流电阻的测量。•使用QJ103直流双臂电桥，测量变压器原边和副边绕组的直流电阻值。（3）空载特性测试。•在变压器原边绕组上加额定电压，副边绕组开路，由交流电压表和交流电流表上读出原边空载电流和副边空载电压。（4）短路特性测试。•先将调压器输出电压调至零，加电后缓慢增加电压，直至副边电流达到额定值，由交流电压表上读出原边上的电压值。（5）负载特性测试。•在变压器原边绕组上加额定电压，副边绕组接滑线电阻器，调节滑线电阻器阻值，改变负载电流，由交流电压表上读出相应的副边电压值。3．训练要求（1）了解小型变压器的主要性能参数。（2）掌握变压器的基本测试技能。【实训测评】•实训测评评分表见表6.2。任务二小型变压器的制作【任务要求】了解变压器的基本内部构造。学会小型变压器的重绕技能。掌握小型变压器的设计制作技能。【基础知识】1．变压器基本知识（1）铁芯材料。（2）绕制变压器通常用的材料。（3）绝缘材料。（4）浸渍材料。2．变压器结构参数的选取（1）铁芯规格的选取。①变压器的输出视在功率。•输出容量的大小受变压器二次侧供给负载量的限制，各绕组的电压电流分别为，则223344,UIUIUI，，，，L2223344=++VASUIUIUI()图6.22小型硅钢片尺寸图②确定变压器的横截面积F。其中K0表示的是经验系数，可参照表6.3。202mmFKS（2）绕组匝数的计算及选材。【实训指导】1．绕组的制作图6.23积木式骨架图6.24积木式骨架下料图2．变压器线圈的绕制（1）绕制前，首先要裁剪绝缘纸，绝缘纸的宽度应稍长于骨架的长度，绝缘纸的长度要稍长于骨架的长度并留一定的余量。•此外，绕线前，利用木芯将骨架固定在绕线机上。图6.25绕线芯子的安装（2）起绕时，在导线引线头上压入一条用青壳纸或牛皮纸片做成的长绝缘折条，待绕几匝后抽紧起始头，如图6.26所示。（3）绕线时，通常按照一次侧绕组、静电屏蔽、二次侧高压绕组、二次侧低压绕组的顺序，依次叠绕。•当二次侧绕组的组数较多时，每绕制一组用万用表检查测量一次。（4）每绕完一层导线，应安放一层层间绝缘，并处理好中间抽头，导线自左向右排列整齐、紧密，不得有交叉或叠线现象，绕到规定匝数为止。（5）当绕组绕至近末端时，先垫入固定出线用的绝缘带折条，待绕至末端时，把线头穿入折条内，然后抽紧末端线头，如图6.27所示。（6）取下绕组，抽出木芯，包扎绝缘，并用胶水粘牢。图6.27绕组线尾的紧固3．绕制工艺要点（1）导线和绝缘材料的选用。（2）做引出线。图6.29引出线的连接和固定4．绕线的方法5．层间绝缘的安放6．静电隔离层的安放图6.30静电屏蔽层的形状7．绕组的中间抽头（1）在线圈抽头处刮去一小段绝缘漆，焊上引出线并包上绝缘即可。（2）也可在线圈抽头处不刮绝缘漆，而是将导线拖长，两股绞在一起作为引出线，并套上绝缘套管即可。（3）对于较粗的漆包线，若将漆包线绞在一起，势必使线包中间隆起，影响绕线和线包的平整。可将导线平行对折成两股作为引出线。8．绕组的中心抽头9．绕组的初步检查•绕组制作完成后，要进行初步检查。（1）用量具测量绕组各部分尺寸，与设计是否相符，以保证铁芯的装配。（2）用电桥测量绕组的直流电阻，以保证负载用电的需要。（3）用眼睛观察绕组的各部分引线及绝缘完好与否，以保证可靠的使用。10．绝缘处理的步骤11．铁芯的装配（1）铁芯装配的要求。①要装得紧，不仅可防止铁芯从骨架中脱出，还能保证有足够的有效截面和避免绕组通电后因铁芯松动而产生杂音。②装配铁芯时不得划破或胀破骨架，误伤导线，造成绕组的断路或短路。③铁芯磁路中不应有气隙，各片开口处要衔接紧密，以减小铁芯磁阻。④要注意装配平整、美观。（2）铁芯的插片。•变压器的铁芯在装配前，应先检查其硅钢片是否平整，表面是否生锈，绝缘漆是否良好及硅钢片含量是否符合要求等。•E型变压器的铁芯装配通常要用交叉插片法，如图6.31所示。图6.31交叉插片法图6.32变压器的装配（3）铁芯装配中的注意事项。①抢片现象。图6.33抢片与不抢片对比图②错位现象。图6.34硅钢片错位图12．变压器的初步检测（1）检查外观。•检查绕组线圈有无断线、脱焊和机械损伤；检查铁芯是否装好。（2）检测绕组线圈。•用万用表检测线圈的通断，用直流电桥测量线圈的直流电阻。（3）检测绝缘电阻。•用兆欧表测量绕组间及绕组对铁芯的绝缘电阻应大于50M。（4）空载特性测试。•在原边绕组上加额定电压，测试原边空载电流和副边空载电压。（5）负载特性测试。•副边绕组接上额定负载，测试额定输出电压并计算电压调整率。（6）检测温升。•加额定负载运行4h，用测电阻法计算温升，应不超过40～50℃。13．变压器的浸漆处理【实训操作】变压器的绕制实训1．训练器材与工具（1）小型电源变压器塑料骨架及硅钢片一套。（2）漆包线。（3）玻璃纤维板。（4）手动绕线机。（5）电工工具一套。2．训练内容与步骤（1）首先根据要求选择导线，绝缘材料，制作骨架。（2）然后绕制线包。（3）做浸漆和绝缘处理。（4）安装铁芯。3．训练要求（1）要求学生熟悉小型变压器的设计与计算。（2）掌握小型变压器的制作工艺。（3）制作一台小型电源变压器，并对其进行检测。【实训测评】•实训评分表如表6.7所示。任务三三相变压器及其他用途变压器的使用【任务要求】了解三相变压器及其他变压器的结构和工作原理。掌握三相变压器同名端的测试及连接组别。掌握自耦变压器、电压互感器、电流互感器的基本使用。【基础知识】1．三相变压器的结构（1）三相组式变压器。图6.35三相组式变压器结构（2）三相芯式变压器。图6.36三相芯式变压器①在相同的额定容量下，三相芯式变压器比三相组式变压器更节省材料，效率高、价格便宜、维护方便。②对于大容量的变压器来说，常用到三相组式变压器，因为它由3个独立的单相变压器组成，所以在起重、运输、安装时可以分开处理。2．三相变压器的连接组（1）变压器绕组的首端、末端标记。（2）三相变压器的绕组连接法。图6.37三相变压器的绕组连接（3）三相变压器的连接组别。3．其他用途的变压器的认识（1）自耦变压器。图6.38自耦变压器的结构图图6.39自耦调压器（2）电压互感器。图6.40电压互感器•使用电压互感器的注意事项。①电压互感器的二次绕组在使用时绝不允许短路。•如二次绕组短路，将产生很大的短路电流，导致电压互感器烧坏。②为保证操作人员的安全，电压互感器的铁芯和二次绕组的一端必须可靠接地。③电压互感器具有一定的额定容量，在使用时，二次侧不宜接入过多的仪表，否则超过电压互感器的定额，使电压互感器内部阻抗压降增大，影响测量的精确度。（3）电流互感器。图6.41电流互感器•使用电流互感器时，需注意以下事项。①电流互感器的二次侧绝不允许开路。•因为如果二次侧开路，则电流互感器处于空载运行状态，这时电流互感器一次绕组通过的电流就成为励磁电流，使铁芯中的磁通和铁耗猛增，导致铁芯发热烧坏绕组；另外电流互感器产生的很大的磁通将在二次绕组中感应出很高的电压，危及人身安全或破坏绕组绝缘。•因此在二次绕组中装卸仪表时，必须先将二次绕组短路。②电流互感器的二次侧必须可靠接地，以保证工作人员及设备的安全。【实训指导】1．三相变压器相间极性和一、二次侧极性的测定（1）极性测定。图6.42三相变压器极性测定连接图（2）测定三相变压器高、低压绕组极性。图6.43三相变压器高、低压绕组极性测定图2．校验Y，y0连接组21111VWuv=+1UUKK111111VvWwUV==1UUKU图6.44Y，y0连接组校验图3．用示波器分别观察三相芯式变压器和组式变压器几种连接方法时的空载电流和电动势波形（1）Y，y和YN，y连接组。•按图6.45所示接线。图6.45三相变压器Y，y连接波形观察（2）Y，d连接组。•按图6.46所示接线。图6.46三相变压器Y，d连接波形观察【实训操作】三相变压器连接组的测定1．训练器材与工具（1）三相调压器，三相组式变压器，三相芯式变压器。（2）交流电流表，交流电压表，万用表。（3）开关，熔断器。2．训练内容与步骤（1）三相变压器相间极性和一、二次侧极性的测定。（2）校验Y，y0连接组。3．训练要求（1）掌握测定三相变压器绕组极性