任务三 特殊变压器认知及应用

项目1变压器任务三特殊变压器认知及应用知识与能力目标熟悉自耦变压器的结构与工作原理。1熟悉电压互感器的结构与工作原理。2熟悉电流互感器的结构与工作原理。3任务三特殊变压器认知及应用自耦变压器认知及应用子任务一电压互感器认知及应用子任务二电流互感器认知及应用子任务三

自耦变压器是单绕组变压器，一、二次绕组共用一个线圈，绕在闭合的铁心上，二次绕组是一次绕组的一部分。自耦变压器又可分为可调式和固定式两种。自耦变压器的一、二次绕组之间除了有磁的耦合外，还有电的直接联系。子任务一自耦变压器认知及应用自耦变压器

1.自耦变压器子任务一自耦变压器认知及应用自耦变压器

1.自耦变压器通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，其余部分称为串联绕组。自耦变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用。自耦变压器工作原理

公共绕组串联绕组子任务一自耦变压器认知及应用

自耦变压器也是利用电磁感应原理工作的。当一次绕组两端加电压U1时，铁心中产生交变磁通，并分别在一次绕组及二次绕组中产生感应电动势E1及E2，有如下关系：自耦变压器的变比K为

子任务一自耦变压器认知及应用当负载时，假定一次绕组电流为I1,负载电流为I2，则二次绕组的电流I＝I1+I2。有磁势平衡关系

因为空载电流I0很小，可以忽略，即I0=0。

则有

....将I1+I2=I代入式，得：..子任务一自耦变压器认知及应用即

上式说明自耦变压器一、二次绕组中的电流大小与匝数成反比，且在相位上互差180°。因此流经公共绕组中的电流I的大小为一、二次绕组的电流之差，即I=I2-I1。当变比K接近于1时，公共部分的电流很小，因此这部分可以用较细的导线绕成，减小变压器的体积和重量。子任务一自耦变压器认知及应用自耦变压器输出的视在功率为S2=U2I2

由于I=I2-I1，因此有

S2=U2(I+I1)=U2I+U2I1从这个式子可以看出，自耦变压器的输出功率由两部分组成，其中U2I部分是依据电磁感应原理从一次绕组传递到二次绕组的视在功率，称为电磁功率;而U2I1则是通过电路联系从一次绕组直接传递到二次绕组的视在功率，称为传导功率。传递这部分功率不需增加绕组容量，这就是自耦变压器绕组容量小于其额定容量的原因。

子任务一自耦变压器认知及应用

例题：在一台容量为15kVA的自耦变压器中，已知U1=220V，N1=330匝，(1)如果要使输出电压U2=209V，那么应该在绕组的什么地方抽出线头？满负载时，I1、I2各为多少安培？绕组公共部分的电流为多少安培？（2)如果输出电压U2=110V，那么公共部分电流又为多少安培？即从公共点开始数313匝处开始抽头。

子任务一自耦变压器认知及应用解（1）由公式U1/U2=N1/N2可知：由于自耦变压器的效率高，可忽略损耗，认为

S=U2I2=U1I1

因此满载时的电流为

绕组公共部分的电流为

I=I2-I1=71.8-68.2=3.6A子任务一自耦变压器认知及应用（2）如果输出电压U2=110V，则

子任务一自耦变压器认知及应用子任务一自耦变压器认知及应用自耦变压器的特点自耦变压器的特点：(1)单位容量消耗的材料少，变压器体积小。(2)自耦变压器由于一、二次绕组之间有电的联系，因此变压器内部绝缘与过电压保护措施要加强。

子任务一自耦变压器认知及应用自耦调压器的特点2.自耦调压器

若自耦变压器的抽头做成可滑动触点，则可以构成一个电压可调的自耦变压器，通常也叫自耦调压器。

自耦调压器在接电源之前，必须把手柄转到零位，使输出电压为零，以后慢慢顺时针转动手柄，使输出电压逐步上升。

自耦调压器电路原理

子任务一自耦变压器认知及应用电压互感器

电压互感器的结构和工作原理与单相变压器相同。它实质上是一个降压变压器.子任务二电压互感器认知及应用

用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围功能上图所示为电压互感器的原理图，根据变压器的电压比公式

子任务二电压互感器认知及应用

电压互感器的外形图、原理图和符号

(a)电压互感器外形图(b)电路原理图(c)

电压互感器的符号电压互感器子任务二电压互感器认知及应用

Ku是电压互感器的变换系数，也称电压互感器的变换倍率。Ku一般标在电压互感器的铭牌上，只要读出二次绕组的电压，一次绕组的电压可以由上式求出。一般电压互感器二次绕组的额定电压为100V。常用的电压互感器变比有3000V/100V、6000V/100V等。电压互感器有干式、油浸式、浇注绝缘式等。电压互感器

电压互感器的结构和工作原理与单相变压器由于励磁电流和漏阻抗的存在，电压互感器存在着误差。根据误差大小，电压互感器可分为0.2、0.5、

1.0、

3.0等四级，

级数越大，

误差也越大。

子任务二电压互感器认知及应用

子任务二电压互感器认知及应用

1-铁心2-一次绕组3-二次绕组

电压互感器的基本结构和接线图

类型

一次接线端子二次接线端子铁心一二次绕组JDZ(J)-10电压互感器实物图片JDZ10-10(RZL)电压互感器实物图片子任务二电压互感器认知及应用

按相数分：有单相式和三相式双绕组（如JDZ-10型）三绕组（如JDZJ-10型）按绕组数量分使用电压互感器时注意事项：子任务二电压互感器认知及应用

(1)电压互感器运行时，二次绕组绝不许短路，否则将产生很大的短路电流，导致互感器烧坏。

(2)为了保证设备和人员安全，电压互感器的铁心和二次绕组必须可靠接地。

(3)电压互感器有一定的额定容量，二次绕组回路不宜接入过多仪表，以免影响测量精度。电流互感器

电流互感器的结构、工作原理同单相变压器相似。它由铁心和一、二次绕组两个主要部分组成。一般接电流表或功率表的电流线圈，它的阻抗很小，负载近似为零。子任务三电流互感器认知及应用

电流互感器子任务三电流互感器认知及应用

Ki称为电流互感器的额定电流比，标在电流互感器的铭牌上。在实际应用中，与电流互感器配套使用的电流表中的电流已换算成一次绕组的电流，可以直接读出测量数据，不必再进行换算。电流互感器子任务三电流互感器认知及应用

电流互感器一次绕组的额定电流可设计在0～15000A或10～25000A之间，而电流互感器二次绕组额定电流通常采用5A。

其符号下图所示。

上图所示为电流互感器的原理图，根据变压器的电流比公式I1N1=I2N2可知：(a)(b)(c)电流互感器的外形图、原理图和符号(a)电流互感器外形图(b)电路原理图(c)电流互感器的符号子任务三电流互感器认知及应用

实际上，由于励磁电流和漏阻抗的影响，电流互感器也存在着误差，

其相对误差为

为了减少误差，电流互感器的铁心采用高导磁性能的材料制成，而且要求二次绕组所接仪表的总阻抗不大于规定的阻抗。子任务三电流互感器认知及应用

I2N=5A或1A电流互感器的基本结构和接线1-铁心2-一次绕组3-二次绕组

在工作时其二次侧不得开路二次侧有一端必须接地连接时要注意其端子的极性使用注意事项子任务三电流互感器认知及应用

单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）多匝式（包括线圈式、线环式、串级式）

类型

一次接线端子二次接线端子铁心一次绕组二次绕组LQJ-10高压电流互感器实物图片低压电流互感器实物图片二次接线端子二次绕组及铁心一次母线穿孔一次母线穿孔子任务三电流互感器认知及应用

子任务三电流互感器认知及应用

准确度级：测量用有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级，保护用有5P和10P两级。高压CT图形符号例题：

用变压比为10000V/100V的电压互感器，变流比为100/5的电流互感器扩大量程，其电流表读数为2.5A，电压表读数为90V，试求被测电路的电流、电压各为多少？

又有即被测电路的电流