变压器的应用与维修

4模块四交流电机的拖动与检修5模块五控制电机的运行与应用1模块一电机拖动安全运行管理6模块六交流电动机的变频调速3模块三变压器的应用与检修2模块二直流电机的拖动与维护任务一单相变压器的运行与检修3

模块三变压器的应用与维修任务内容

CA6140车床控制变压器TC采用的是BK-50型的变压器，副边分别输出24伏和6伏的电压，作为机床照明灯和信号灯的电源。现经检查发现，变压器的绕组已经变焦发黑无法继续使用。在分析该变压器烧毁的原因的基础上，对变压器绕组进行检修。主要内容步骤一认识单相变压器步骤二单相变压器的拆卸步骤三单相变压器绕组的绕制步骤四单相变压器绕组极性的判别步骤五单相变压器的运行与试验步骤六单相变压器的组装与测试认识单相变压器步骤一一、了解变压器二、变压器的型号、铭牌1．变压器的型号变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。以小组为单位，通过现场观看或通过观看视频资料演示，对该单相变压器（或备用变压器）接线端子及其外观作出记录或描述，并识读其铭牌数据及其含义。2．变压器铭牌数据的含义步骤一序号数据名称数据功能描述1额定容量额定容量是指变压器在额定条件下所能输出的视在功率，单位为kV·A。单相变压器：三相变压器：2额定电压额定电压是变压器长期工作所能承受的工作电压，单位为V。在三相变压器中，额定电压是指线电压。3额定电流额定电流是指变压器在额定容量下，允许长时间通过的电流，单位为A。在三相变压器中，额定电流是指线电流。4短路电压短路电压也叫阻抗电压，是将变压器二次侧短路，当二次侧电流达到额定值时，一次侧所施加的电压。5温升变压器在额定工作条件下，内部绕组允许的最高温度与周围冷却介质温度之差。电力变压器步骤一电源变压器环形变压器调压器控制变压器三相干式变压器步骤一调压器步骤一步骤二拆开变压器原、副绕组线头连接线拆下紧固硅钢片的螺栓及接线板用橡皮锤（或木锤）、一字螺丝刀和钢丝钳将硅钢片从线圈骨架中一片一片抽出将骨架上的线圈拆除，并记录原始数据清除骨架上的绝缘漆（已损坏的除外）规整已拆下的变压器器件，清理工作台。小型变压器拆卸工艺流程二、单相变压器的拆卸利用活动扳手、橡皮锤、钢丝钳、螺丝刀等常用电工工具，按照正确的操作方法与步骤，完成小型单相变压器的拆卸操作。变压器的分类①电力变压器——在电力系统中使用的用于升高电压或降低电压的变压器。②特种变压器——根据冶金、矿山、化工、交通等部门的具体要求而设计制造的专用变压器。③控制变压器——电压电流互感器，旋转变压器1、按用途分：步骤二2、按相数分：①单相变压器②三相变压器3、按线圈分：①双线圈变压器②三线圈变压器③多线圈变压器4、按铁芯结构分：①心式变压器②壳式变压器5、按冷却条件分：①油浸式变压器——变压器的铁心和绕组浸在变压器油中。②空冷式变压器——铁心和绕组通过空气进行冷却。电力变压器的结构步骤二原绕组：原边、初级、一次绕组副绕组：副边、次级、二次绕组铁心:由0.35mm或0.5mm厚的硅钢片迭装而成，它构成变压器的磁路部分。电源：交流电源，在铁心中的磁通是交变的，在副边感应出电动势，提供给负载。一、小型变压器的结构步骤二同心式绕组

1—高压绕组2—低压绕组交叠式绕组1—低压绕组2—高压绕组3—铁芯4—铁轭绕组步骤二变压器的空载运行变压器的一次绕组通电后在铁芯中产生一个正弦交变磁通Ф，该磁通又在一次、二次绕组中分别感应出电动势E1和E2。当二次绕组接有负载Zfz时，就会输出电能。变压器的工作原理实际上就是利用电磁感应原理，把一次侧的电能传递给二次侧的负载。原绕组副绕组铁心电源负载W1W2二、变压器的基本工作原理步骤二步骤三三、单相变压器绕组的绕制一、绕线前的准备工作（一）导线匝数及线径的选择（二）绝缘材料的选择（三）准备骨架二、绕线的工艺步骤根据测量数据，裁剪好各种绝缘纸（布）起绕，导线要紧靠边框板绕线，要绕得紧密、整齐，不允许有叠线现象衬垫绕组层间绝缘引出线线头的焊接及绝缘套管的处理线尾固定外层绝缘层的处理绕组的紧固处理单相变压器绕组极性的判别步骤四（一）直观法（二）电压表法：根据绕组串联接法的分析，测出电压U2和U3，如果U3=U1+U2，则是正向串联，1U1与2U1是异名端；如果U3=U1-U2，则是反向串联，1U1与2U1是同名端。（三）检流计（直流法）：当合上开关S，如电流向下，说明这时1U1与2U1都处于高电位，所以它们是同名端。也可用直流毫安表代替检流计，直流毫安表量程由大至小试用，直到反应明显为止。步骤四一、变压器绕组的极性由于绕向一致而使得产生的感生电动势的极性保持一致的端点称为同名端。二、极性的重要性1．绕组串联：正串电势会变大，反串电势会变小2．绕组并联：同极性并联会产生环流，严重时烧毁绕组，反极性并联应绝对避免

步骤五单相变压器的运行与试验一、变压器的空载及负载运行I2=0,磁通由I0建立,漏磁通的磁路是线性的,原边漏磁通Φs1与原边匝链，感应电动势为Es1主磁通Φ与原边匝链，感应电动势为E1主磁通Φ与副边匝链，感应电动势为E2主磁通Φ是传递能量的媒介

变压器的空载运行步骤五空载运行时的物理情况原绕组中电流I0为空载电流，产生空载励磁磁势F0=I0×N1，产生磁通，可分为主磁通和漏磁通两部分主磁通Φ0流经闭合铁心，同时匝链了原边和副边绕组,并感应出电势E1和E2，是变压器传递能量的主要媒介。漏磁通Ф1σ，仅与原边绕组匝链，通过变压器油或空气形成闭合回路，感应出电势E1σ步骤五主磁通与漏磁通的区别1）性质上：与成非线性关系；与成线性关系；2）数量上：占99%以上，仅占1%以下；3）作用上：起传递能量的作用，起漏抗压降作用。感应电动势、变比步骤五变压空载电流I0磁化电流Iμ铁损电流IFe——产生磁通。它与磁通同相位，是无功分量。——产生铁心损耗。它与磁通垂直，是有功分量。在数值上，一般有Iμ>>IFe。当主磁通为正弦波时，由于铁心磁路的非线性，磁化电流Iμ将是尖顶波。用向量表示空载电流空载电流与主磁通的夹角α称为铁损角。步骤五空载时，磁通为Φm，负载时，I2使得磁通发生变化；原边电流由I0I1>>I0，大部分用来抵抗副边电流引起的磁通变化维持磁通不变。负载分量——抵削负载对主磁通的影响。励磁分量——产生主磁通Φm。变压器正是通过磁势平衡和电磁感应才实现了从原边向副边的传递能量。步骤五

负载运行时的物理情况步骤五步骤五三、折算法将具有两个电路和一个磁路的变压器，简化为一个与变压器在电磁关系上等值的线性电路，这就是折算。折算前后变压器的磁势、磁场、功率和损耗都不变。通常将副绕组折算到原绕组。即用一个匝数为W1的，与副绕组有相同磁势的新绕组去代替原来的副绕组。将副边各量折算到原边的法则是：电势和电压乘以k，电流除以k，电阻、电抗、阻抗乘以k2，(功率因数角不变)步骤五四、等效电路⒈T型等效电路⒉Г型等效电路⒊简化等效电路短路阻抗步骤五1、目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。2、接线图WAVV~**步骤五二、单相变压器的空载试验三、要求及分析1）低压侧加电压，高压侧开路；2）外加电压U1在0到1.2UN范围内调节，测出对应的U20、I0、P0值，绘出曲线I0=f(U1)、P0=f(U1)3）求出参数4）忽略R1、X1，可以求出参数步骤五5）空载电流和空载功率必须是额定电压时的值，并以此求取励磁参数；6）若要得到高压侧参数，须折算；7）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；一、目的：通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。二、接线图WAV~**1）高压侧加电压，低压侧短路；三、要求及分析三、单相变压器的短路试验步骤五要求及分析2）通过调节电压，让电流Is在0到1.3IN范围内变化，测出对应的Us、Is、Ps值，绘出曲线Is=f(Us)、Ps=f(Us)曲线3）同时记录实验室的室温；4）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略铁损，认为5）求出参数6）对T型等效电路：短路电压的大小直接反映短路阻抗的大小，而短路阻抗又直接影响变压器的运行性能。步骤五变压器的外特性1.001.0步骤五当电源电压和负载功率因数一定时，二次端电压随负载电流变化的规律，即U2=f(I2),称为变压器的外特性。1.电压变化率：是指一次侧加50Hz额定电压、二次空载电压与带负载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值，即电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小反映了供电电压的稳定性。负载系数电压变化率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。任务5.3损耗、效率及效率特性铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。变压器的损耗铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。1.铁损耗铜损耗也分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。2.铜损耗步骤五效率及效率特性1.定义：效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。效率大小反映变压器运行的经济性能的好坏，是表征变压器运行性能的重要指标之一。其中即步骤五变压器效率的大小与负载的大小、功率因数及变压器本身参数有关。效率特性：在功率因数一定时，变压器的效率与负载电流之间的关系η=f(β),称为变压器的效率特性。或即当铜损耗等于铁损耗(可变损耗等于不变损耗)时,变压器效率最大：步骤五步骤六单相变压器的组装与测试将已经做好绝缘处理的变压器绕组放在有保护垫的工作台上将事先拆下来的硅钢片、螺钉等摆放在工作台上用橡皮锤、钢丝钳等将硅钢片按规律一片片（或几片一组）叠接到骨架中硅钢片全部叠装好以后，拧紧硅钢片的紧固螺钉，安装好接线板把变压器原、副绕组接线头固定到接线板上用兆欧表检测绕组对地绝缘，达到要求后通电试验一、单相变压器组装工艺流程二、单相变压器组装要求（1）绝缘处理（2）铁芯镶片（3）接线端子板的组装及接线要求三、单相变压器组装后的测试四、单相变压器的通电运行单相变压器绕组的拆卸单相变压器绕组的绕制认识单相变压器单相变压器绕组极性的判别单相变压器的运行与试验单相变压器的组装与测试1.掌握变压器的空载运行、负载运行以及阻抗变换2.了解各参数的测定及计算方法3.掌握空载试验的方法以及实际意义1.绕制前各种材料的准备及制作方法2.掌握活络骨架的制作工艺3.熟练掌握绕线的工艺步骤1.了解变压器的结构及工作原理2.掌握单相变压器拆卸的工艺要求及步骤1.了解变压器极性的重要性2.掌握变压器极性的连接方法3.掌握变压器极性判别的方法了解变压器的用途分类以及铭牌数据1.掌握变压器组装工艺及注意事项2.掌握变压器绕组对地绝缘的测量及要求拓展任务查阅仪用变压器常用技术要求，学习掌握互感器、自耦变压器等仪用变压器在实际中的应用。4模块四交流电机的拖动与检修5模块五控制电机的运行与应用1模块一电机拖动安全运行管理6模块六交流电动机的变频调速3模块三变压器的应用与检修2模块二直流电机的拖动与维护任务二三相变压器的运行与维护3

模块三变压器的应用与维修任务内容

某大型企业由于扩大再生产，原有三相电力变压器的容量已不能满足现有设备负荷运行的需要，想再并网投入一台新的三相变压器。请根据相关技术数据为该企业设计购买一台新的三相变压器，并制定运行与维护方案。主要内容步骤一认识三相变压器步骤二三相变压器绕组首尾端的判别步骤三三相变压器绕组的连接方法步骤四三相变压器的联结组别及其判别步骤五三相变压器的并联运行步骤六三相变压器的运行与维护任务6.1磁路系统组式磁路变压器特点是：三相磁路彼此无关联。一、三相变压器的结构步骤一认识三相变压器以小组为单位参观企业配电室（或通过观看视频资料演示），近距离仔细观察三相电力变压器，对其外观作出记录或描述，并识读其铭牌数据及其含义。心式磁路变压器特点是：三相磁路彼此关联。步骤一步骤二三相变压器绕组首尾端的判别三相磁通不对称的路径（一次侧一相接反）和磁通相量图先假设1U1是首端，外加电压U1后，测得电压U2=0，则说明1U1与1V1都是首端。如图3-2-5（b）中接法，测得电压U2=U1则说明1V2是尾端。因为前者接法使磁通φ自成一回路，W相绕组中磁通φ=0，所以电压U2=0。而后者U、V两相的磁通都通入到W相中，则W相感应出电压等于U、V两相之和。同理，把W相与V相交换，同样可测出W相的首、尾端。（a）顺接时（b）反接时图

首尾判别接线图步骤二一、变压器的端头标号绕组名称单相变压器三相变压器中性点首端末端首端末端高压绕组U1U2U1、V2、W1U2、V2、W2N低压绕组u1u2u1、v1、w1u2、v2、w2n中压绕组U1mU2mU1m、V1m、W1mU2m、V2m、W2mNm步骤三三相变压器绕组的连接方法**1、一、二次绕组的同极性端同标志时，一、二次绕组的电动势同相位。**二、单相变压器的极性步骤三****2、一、二次绕组的同极性端异标志时，一、二次绕组的电动势反相位。步骤三步骤三（a）电路接线图（b）正确时的相量图（c）二次侧一相接反时的相量图

星型接法电路图和相量图（a）反相序接线图（b）反相序连接时的相量图（c）正相序连接时的相量图一次侧绕组三角形接法电路图和相量图步骤三星形接法和三角形接法的优缺点优缺点星形接法三角形接法优点1.与三角形接法相比，相电压低倍，可节省绝缘材料，对高电压特别有利；2.有中性点可引出，适合于三相四线制，可提供两种电压；3.中点附近电压低，有利于装分接开关；4.相电流大，导线粗，强度大，匝间电容大，能承受较高的电压冲击。1.输出电流比星形接法大倍，可以省铜，对大电流变压器合适；2.当一相有故障时，另外两相可接成v形运行供给三相电。缺点1.没有中线时，电流中没有三次谐波，这会使磁通中有三次谐波存在（因磁路的饱和造成），而这个磁通只能从空气和油箱中通过(指三相芯式变压器)，造成损耗增加。所以1800KVA以上的变压器不能采用这种接法；2.中性点要直接接地，否则当三相负载不平衡时，中点电位会严重偏移，对安全不利；3）当某相发生故障时，只好整机停用，而不像三角形接法时还有可能接成V形运行。缺点是没有中性点，没有接地点，不能接成三相四线制。步骤三三相变压器的联结组别及其判别1、连接组别：采用时钟表示法——高压绕组的电动势相量Euv作为时钟的分针，指向12点，低压绕组的电动势相量Euv作为时钟的时针，其指向的数字就是三相变压器的组别号。步骤四标出联结图中高低压侧绕组电动势的正方向。作出高压侧的电动势相量图，将相量图的U点放在钟面的“12”处，相量图按逆时针方向旋转，相序为U-V-W（相量图的三个顶点U、V、W按顺时针方向排列）。作出低压侧的电动势相量图，以高、低压侧对应绕组的相电动势的相位关系（同相位或反相位）确定，相量图按逆时针方向旋转，相序位u-v-w（相量图的三个顶点u、v、w按顺时针方向排列）。确定联结组的标号。观察低压侧的相量图u点所处钟面的某序数，即为该联结组的标号。若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到Y,y4、Y,y8连接组别。1、Y，y连接同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势和也同相位，连接组别为Y，y0。同理，若异名端在对应端，可得Y，y6、Y,y10和Y,y2连接组别。步骤四

若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到Y,d3、Y,d7连接组别。2、Y，d连接同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势和相差330度，连接组别为Y，d11。

同理，若异名端在对应端，可得到Y，d5、Y,d9和Y,d1连接组别。步骤四若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到Y,d5、Y,d9连接组别。2、Y，d连接同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势和相差300，连接组别为Y，d1。同理，若异名端在对应端，可得到Y，d7、Y,d11和Y,d3连接组别。步骤四变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国家标准规定，Y，yn0、Y，d11、YN，d11、YN，y0和Y，y0连接组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。注意：Y,yn0连接的二次绕组可以引出中线，成为三相四线制，用作配电变压器时可兼供动力和照明负载。Y,d11连接用于低压侧电压超过400V的线路中。YN,d11连接主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧可以接地。标准连接组别步骤四并联运行的优点：并联运行:是指将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。1、提高供电的可靠性；2、提高供电的经济性。步骤五三相变压器的并联运行并联运行的理想情况：1、空载时各变压器绕组之间无环流；2、负载后，各变压器的负载系数相等；3、负载后，各变压器的负载电流与总的负载电流同相位。并联运行的理想条件并联运行的变压器需满足以下条件：1、各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；变比不等时并联运行变比不等的两台变压器并联运行时，折算的等效电路如图通常规定并联运行的变压器的变比差不大于1%。步骤五2、连接组别不同时并联运行连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差300，则二次线电压差为线电压的51.8%，由于变压器的短路阻抗很小,这么大的电压差将产生几倍于额定电流的空载环流，会烧毁绕组，所连接组别不同绝不允许并联。3、短路阻抗标么值不等时并联运行各台变压器所分担的负载大小与其短路阻抗标么值成反比。理想的负载分配，应使各台变压器的负载系数相等，而且短路阻抗标值相等。并联运行的变压器的最大容量之比不超过3：1。步骤五三相变压器的运行与维护步骤六一、三相变压器投入运行前检查内容序号检查项目具体内容1型号和规格的检查检查型号和规格是否符合要求。2各种保护规格的检查熔断器规格型号是否符合要求；报警系统、继电保护系统是否完好，工作是否可靠，避雷装置是否完好；气体继电器是否完好，内部有无气体存在，如有气体应打开气体伐盖，放掉气体；检查浮筒、活动挡板和水银开关动作位置是否正确。3监视装的检查各测量仪的规格是符合要求，是否完好；油温指示器；油温显示器是否完好，油位是否在与环境温度相应的油位线上。4外观上检查箱体各个部分有无渗油现象；防爆膜是否完好；箱体是否可靠接地；各电压级的出线套管是否有裂缝、损伤，安装是否牢靠；导电排及电缆连接处是否牢固可靠。5消防设备的检查数量和规格是否符合规定要求。6测量各电压级绕组对地的绝缘电阻20～30千伏的变压器不低于300兆欧，3～6千伏的变压器不低于200兆欧，0.4千伏以下的变压器不低于90兆欧。二、三相变压器投入运行中应进行的检查工作序号检查项目具体内容1监视仪表电压表、电流表、功率表等应每小时抄表一次；在过载情况下运行时，应每小时抄表一次；电表不在控制室时每班至少抄表两次。记录温度计的温度。2现场检查有值班人员的应每班每天至少检查一次，每星期进行一次夜间检查，无固定人员值班的至少每两月检查一次，有特殊情况或气候急剧变化时要进行及时检查。3定期检查1.检查磁套管表面是否清洁，有无破损裂纹及放电痕迹，螺栓有无损坏及其他异常情况，如有应尽快停电检修。2.检查箱壳有无渗油和漏油现象，严重的要及时处理。3.检查储油柜的油位高度是否正常，若发现油面过底应加油；油色是否正常，必要时进行油样化验。4.检查油面温度计的温度与室温之差(温升)是否符合规定，对照负载情况，是否因变压器内部故障而引起过热。5.观察防爆管上的防爆膜是否完好，有无冒油现象。6.观察导电排及电缆接头处有无发热变色现象，如贴有示温蜡片的，应检查蜡片是否熔化，如有此种现象，应停电检查，找出