铁路信号电源主要部件维护-变压器的认知与维护

三相变压器三相变压器的特点三相变压器三相变压器的绕组联接三相变压器的结构一、三相变压器的特点二、三相变压器的结构1、三相变压器的磁路二、三相变压器的结构2、三相变压器的电路ABCXYZabczyx高压绕组：A-XB-YC-ZX、Y、Z：尾端A、B、C：首端低压绕组：a-xb-yc-zacb、、：首端xzy、、：尾端三、三相绕组的联结方式（a）星形联结（y）；（b）星形联结中点引出yn；（c）三角形联结AX-CZ-BY-A；（d）三角形联结AX-BY-CZ-A三、三相绕组的联结方式四、三相变压器的同名端同极性(名)端：由于变压器高、低压绕组交链着同一主磁通，当某一瞬间高压绕组的某一端为正电位时，在低压绕组上必有一个端点的电位也为正，则这两个对应的端点称为同极性端，并在对应的端点上用符号“．”标出。注意：绕组的极性只决定于绕组的绕向，与绕组首、尾端的标志无关。规定绕组电动势的正方向为从首端指向末端。当同一铁心柱上高、低压绕组首端的极性相同时，其电动势相位相同，如图所示。当首端极性不同时，高、低压绕组电动势相位相反，如图：练习1：在以下三相供电电路中，测得负载AB电压为380V，而BC和AC电压在220V左右，请分析这时发生的是什么故障？变压器的运行特性变压器的运行特性电压变化率：反映二次侧端电压随负载变化的程度。

ΔU%=（U20-U2）/U20

×100%

式中：U20：空载电压；U2：输出电压ΔU愈小，变压器的输出电压愈稳定，变压器的性能愈好。电压变化率与两个因素有关：

1、与负载的性质；

2、与变压器的阻抗参数。运行特性1、变压器的外特性：当一次侧端电压与功率因数均为常数，变压器二次侧绕组的端电压随负载电流的变化关系。即U2=f(I2)外特性：由于变压器绕组存在阻抗，在带不同的负载时呈现不同的输出特性。纯阻性：基本不变，略有下降感性：下斜容性：上翘运行特性2、效率特性：变压器运行时将产生损耗，就是变压器输入功率与输出功率之间的差值。变压器的效率指的是变压器输出有功功率P2与输入有功功率P1的百分比。1）铜耗：电流通过一、二次绕组的损耗。变压器的损耗

2）铁耗：交变主磁通在铁心中产生的损耗。（磁滞损耗、涡流损耗3）总损耗运行特性变压器的效率：输出功率与输入功率之比的百分比。η=P2/P1×100%通过公式推导和试验可得知：变压器的效率开始时随负载的增加而增加，在PFe=PCu时，有最大效率电流互感器互感器

互感器有电压互感器和电流互感器两种。

在信号电源中只使用了电流互感器，主要用于测量交流电流。

互感器是测量用的变压器，又称仪用变压器，用来扩大仪表的测量范围。

电流互感器

用分流器来扩大量限时分流电阻的功耗颇大，故通常用电流互感器来扩大电流表的量限。

测量大电流时，因导线周围产生的磁场会对仪表带来附加影响，故不能采用直接式电流表。

电流互感器是工作于低磁感应强度的铁芯变压器。

由硅钢片制成的环形或矩形铁芯及绕在同一铁芯上的Ⅰ次绕组、Ⅱ次绕组构成，绕组间用绝缘隔开，以保证安全。电流互感器构成

电流互感器实质上是一个短路运行的升压变压器，是一种将大电流变换成小电流的变压器。•Ⅰ次绕组匝数很少，有的是单匝的，甚至用母线来代替，只是一根直导线，有的是多匝的，串在需要测量电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过；•Ⅱ次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的Ⅱ次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小。电流互感器构成

当Ⅰ次绕组、Ⅱ次绕组的匝数分别为W1和W2，电流分别为

I1和I2时，根据变压器原理有I1W1=I2W2，这样电流互感器就把数值较大的Ⅰ次电流I1通过一定的变比（W2/W1）转换为数值较小的Ⅱ次电流I2，用来进行保护、测量等用途。

通常将电流互感器

Ⅱ次绕组中额定电流都定为5A，Ⅰ次绕组的额定电流为5、10、15、……5000A。为方便起见，都预先归算好。如变比为50∶5的电流互感器，电流表的量限为5A，但是只要将原标度改为50A刻度，就可以直接读数了。电流互感器工作原理●可使测量仪表标准化。●可避免电路中的短路电流直接流经仪表，以免损坏。1●与被测对象电气隔离，不会干扰被测对象。●可使测量仪表与高压装置绝缘，保证了人身安全。342使用电流互感器具有以上好处注意事项注意事项12●电流互感器所接入的被

测电路电压不能超过额

定值，并且接线要遵守

串联原则，即Ⅰ次绕组

应与被测电路串联，而

Ⅱ次绕组则与所用仪表

负载串联。●按被测电流大小选择合

适的变比，否则误差将

增大。同时Ⅱ次侧一端

必须接地，以免Ⅱ次侧

出现高电位而造成设备

事故和危及人身安全。电流互感器使用注意事项注意事项3●Ⅱ次侧绝对不允许开路，因为一旦开路，Ⅰ次侧电流

Ⅰ1全部成为磁

化电流，铁芯将会过度饱和磁化，造成线圈发热严重乃至被烧毁；同时

磁路过度饱和磁化后，使误差增大。●电流互感器在正常工作时，Ⅱ次侧近似于短路，若突然使其开路，则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值，铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波，因此Ⅱ次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波，其值可达到数千甚至上万伏，危及工作人员的安全及仪表的绝缘性能。电流互感器使用注意事项思考题：使用电流互感器的时候要注意哪些事项？小结2.电流互感器使用注意事项1.电流互感器的构成与工作原理小结、思考电压、电流互感器互感器电压互感器1.副边不能短路，以防产生过流；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损时，在副边出现高压。使用注意：VR

N1（匝数多）保险丝

N2（匝数少）~u（被测电压）电压表被测电压=电压表读数

N1/N2一、电压互感器：用低量程的电压表测高电压电流互感器电流表被测电流=电流表读数

N2/N11.副边不能开路，以防产生高电压；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在副边出现过压。使用注意事项：二、电流互感器：用低量程的电流表测大电流（被测电流）N1（匝数少）N2（匝数多）ARi1i2互感器的作用电压互感器：将系统的高电压改变为标准的低电压。电压互感器实质是一个降压变压器。电流互感器：是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流改变为低压的标准小电流。电流互感器实质是一个短路运行的升压变压器。1.可使测量仪表与高压装置绝缘，保证了人生安全；2.可以避免电路中的短路电流直接流经仪表，以免损坏；3.可使测量仪表标准化；4.与被测对象电器隔离，不会干扰被测对象。使用电流互感器的好处：互感器练习2：电流互感器原理如图所示，N1=2，N2=5，i2的读数为80mA，电阻R=100Ω,则负载R两端电压为多少V？练习3：图中GB为隔离变压器，匝数比为2：1，根据所学，判断下列A-H人中，哪些情况可能触电？

变压器的种类、用途、结构、参数一、变压器分类1.按绕组数来分自耦变压器、双绕组变压器、多绕组变压器2.按相数分单相变压器、三相变压器和多相变压器3.按冷却方式和冷却介质分油浸变压器、干式变压器二、变压器的应用铁路中常用变压器：信号变压器、轨道变压器、道岔表示变压器、扼流变压器、防雷变压器。二、变压器的应用铁路中常用变压器：信号变压器、轨道变压器、道岔表示变压器、扼流变压器、防雷变压器。二、变压器的应用1.隔离：初次级没有电联系，作用主要是次级绕组对地无电压，在次极漏电时保证安全。2.变压：信号设备不同，额定电压也不同3.调压：无极变压、设备调试、测量。4.测量：互感器。三、变压器的结构原边绕组N1副边绕组N2作用：构成磁路绕组原边绕组副边绕组由高导磁硅钢片叠成厚0.35mm或0.5mm铁芯铁芯单相变压器三、变压器的结构1、铁心材料：由高导磁硅钢片叠成型式：心式(结构简单工艺简单应用广泛)壳式(用在小容量变压器和电炉变压器)。三、变压器的结构铁心叠装：相邻层按不同方式交错叠放，将接缝错开。偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁阻，便于磁通流通。三、变压器的结构思考：变压器如果用整块的铁心会造成什么后果？如果用整块的铁心,产生磁滞损耗和涡流,因铁损过大而发热。电磁炉就是利用这个原理做成的。三、变压器的结构2、绕组一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。绕组套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于绝缘。

四、额定值1、额定容量Se：变压器的视在功率。通常把变压器1、2次侧的额定容量设计为相同。2、额定电压Ue

：单位为V或者kV。三相变压器中，额定电压指的是线电压。3、额定电流Ie

：单位为A/kA。是变压器正常运行时所能承担的电流，在三相变压器中均代表线电流。4、额定频率fe

：50HZ四、额定值举例：

变压器如图所示连接，当其输入电压由额定值升为242伏时，输