《电机技术应用》教案（75课时）

课程教案2019~2020学年第一学期所属教研室电类基础教研室课程名称电机技术应用专业电力系统自动化发电厂及电力系统供用电技术年级、班级主讲教师课程名称电机技术应用授课专业电力系统自动化发电厂及电力系统供用电技术班级课程类型公共必修课（）；专业必修课（√）；专业限修课（）；专业任选课（）授课方式理论课（√）实践课（）考核方式考试（√）；考查（）课程教学总学时数75学分4学时分配课堂讲授55学时；实践课20学时教材名称指定参考书授课教师授课时间

教案首页首页序号第1次教学时数2教学主题学习情境绪论学习任务1、了解电机的定义、分类；了解电机的应用与发展。电磁场常用基本概念、定律、公式电磁铁的基本特性了解变压器基本原理；教学目标知识目标：1、电磁场常用基本概念、定律、公式2、电磁铁的基本特性培养学生正确选择和维护操作电机的技能素质目标：1.培养团队协作能力、沟通与交流的能力；2.培养学生的成本意识。学情分析1.学生已经学习了电工及电子分析与制作等课程，具备电电路分析的基本知识、技能，熟悉常用的电子元器件，为本次课的教学奠定了基础。2.学生已经熟悉了水利终身学习平台和超星学习通的基本使用。3.学生刚接触电机这个新鲜事物，有一定的学习兴趣。4.学生接触计算机较多，容易使用仿真软件。教学方法任务驱动：应用水利终身学习平台发布学习工作任务，学习过程中完成学习工作任务。教学手段应用水利终身学习平台线上、线下相结合；充分应用信息化技术进行电路仿真。教学重点一、电机的定义、分类二、电磁场常用基本概念、定律、公式三、电磁铁的基本特性、常用基本定律、公式教学难点一、电磁场常用基本概念、定律、公式三、电磁铁的基本特性、常用基本定律、公式作业布置1、磁场强度与磁感应强度有何区别和联系？2、铁磁物质与非铁磁物质的相对磁导率各位多少？3、铁磁材料的磁性能有哪些？4、铁磁材料为什么具有高导磁性？教学组织时间段教学活动场景要求教师学生课前1.下发学习任务；2.收集课前学习情况。1.认领学习任务；2.网络平台学习；3.完成课前学习测试。以水利终身学习平台自主学习为主。课中10分钟1.学习通发起签到2.小结课前学习情况3.布置课中学习内容1.签到2.分享课前学习成果导课：超星学习通签到，终身平台展示学习情况。35分钟提出问题：电磁场常用基本概念、定律、公式2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。35分钟提出问题：电磁铁的基本特性、常用基本定律、公式2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。10分钟总结本次课学习内容，点评学习情况。归纳总结，查漏补缺。课件展示，讲授为主。课后布置作业完成作业终身平台完成作业，交流探讨。教学反思建议从教学效果、学习表现、教学感受、教学评价、特色与创新、不足之处等方面进行总结与反思。绪论1．电机与电力拖动的定义电机是利用电磁感应原理进行机电能量转换或信号变换的电磁机械装置。电机拖动系统是用电动机作为原动机，拖动生产机械完成一定生产任务的系统。电机在国民经济中的作用：（1）电能的生产、传输和分配中的主要设备（2）各种生产机械和装备的动力设备（3）自动控制系统中的重要元件2．电机与电力拖动的分类按电机的功能来分类，电机可分为：(1)发电机——把机械能转变成电能；(2)电动机——把电能转变成机械能；(3)变压器、变频机、变流机、移相器等，是分别用于改变电压、频率、电流及相位的，即把一种类型的电能转变成另一种类型的电能；(4)控制电机——应用于各类自动控制系统中的控制元件。值得指出的是，从基本工作原理来看，发电机与电动机只是电机的两种不同的运行方式，从能量转换的观点来看，二者是可逆的。上述的各种电机中，有些是静止的，如变压器；有些是旋转的，如各种类型的发电机与电动机。按电流的类型及工作原理的某些差异，旋转电机又可分为直流电机、交流异步电机、交流同步电机及各种具有专门用途的控制电机等。3．电机与电力拖动的应用4．电机相关的基础理论知识：电磁感应定律、磁感应强度、磁场强度、磁通量、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律、铁磁材料极其特性。5．课程的性质、任务及学习方法研究电机时常用的基本定律1、全电流定律（安培环路定律）在磁场中沿任一闭合回路磁场强度的线积分等于穿过该回路所有电流的代数和，即式中，当电流方向与闭合回路环绕方向符合右手螺旋定则时为正，反之为负。2、法拉第电磁感应定律无论何种原因，当与线圈交链的磁链ψ随时间变化时，线圈中将产生感应电动势е。е的大小等于线圈所交链的磁链对时间的变化率，е的方向应符合楞次定律，即若该电动势产生一个电流，此电流产生的磁通将阻碍线圈中磁链的变化。若规定感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋定则，则电磁感应定律的数学描述可表示为：式中，N为线圈的匝数，φ为穿过线圈的磁通。1）变压器电动势若线圈不动，穿过线圈的磁通随时间变化，则线圈中的电动势称为变压器电动势；2）运动电动势（速率电动势）若磁场恒定，构成线圈的导体切割磁力线，使线圈所交链的磁链随时间变化，导体中的感应电动势称为运动电动势。3、电磁力定律载流导体在磁场中要受到力的作用，该力称为电磁力。电磁力的方向由左手定则确定，其大小可由下式算：在旋转电机中，作用的转子载流导体上的电磁力将使转子受到一个力矩（等于力乘转子半径），即电磁转矩。电磁转矩是电机实现机电能量转换的重要物理量。电路定律1）欧姆定律一段电路上的电压降u等于流过该电路的电流i与电路的电阻R的乘积，即2）基尔霍夫第一定律（电流电律）在电路中任一节点上，电流的代数和恒等于零，即基尔霍夫第二定律（电压定律）在电路中，对任一回路，沿回路环绕一周，回路内所有电动势的代数和等于所有电压降的代数和，即该定律是电机中电动势平衡方程式的理论依据。5、磁路及磁路定律磁路：电流在它周围的空间建立磁场，磁场的分布常用一些闭合线（磁力线）来描述，磁力线所经路径称为磁路。从磁场的基本关系可导出与电路定律相似的磁路定律如下：磁路的欧姆定律将全电流定律应用到材料相同、截面相等的无分支闭合磁路上，则有因为即于是即磁路中的磁通φ等于作用在该磁路上的磁动势F除以磁路的磁阻Rm或乘以磁导Am，这就是磁路的欧姆定律。磁路的基尔霍夫第一定律由于磁力线是闭合线，因此，对任一封闭面而言，穿入的磁通必等于穿出的磁通，这就是磁通连续性原理。对有分支的磁路而言，在磁通汇合处的封闭面上磁通的代数和等于零，即磁路的基尔霍夫第二定律即沿任一闭合磁路，磁压降的代数和等于磁动势的代数和。注意磁路和电路的区别：电路中可以有电动势无电流，磁路中有磁动势必然有磁通；电路中有电流就有功率损耗，而在恒定磁通下，磁路中无损耗；由于G导约为G绝的1020倍，而μFe仅为μ0的103-104倍，故可认为电流只在导体中流过，而磁路中除主磁通外还必须考虑漏磁通；电路中电阻率ρ在一定温度下恒定不变，而由铁磁材料构成的磁路中，磁导率μ随B变化，即磁阻Rm随磁路饱和度增大而增大。6、能量守恒定律电机是电能传递或机电能量转换的机械，在能量传递或转换过程中电机自身消耗的功率称为损耗。稳态运行时，必然存在输入功率P1等于输出功率P2与所有损耗∑P之和，即

0.2重点和难点0.2.1电机的主要类型及电机中所用的材料电机是一种进行机电能量转换或信号转换的电磁机械装置，对于电机的主要类型及电机中所采用的材料要有所了解。重点掌握铁磁材料的磁化曲线问题。磁化曲线不是一条直线，在设计电机和变压器时，为使主磁路内得到较大的磁通量而又不过分增大励磁动势，通常把铁芯内的工作磁通密谋选择在磁化曲线上的膝点附近。0.2.2研究电机时常用的基本定律在学习电机学之前，必须对相关常用的基本定律有所了解。1、基尔霍夫第一和第二定律第一定律： 第二定律：有时把基尔霍夫第二定律也叫做电动势平衡等式。全电流定律（安培环路定律）3、法拉第电磁感应定律1）变压器电动势若线圈不动，穿过线圈的磁通随时间变化，则线圈聩的电动势称为变压器电动势，其数学描述可表示为运动电动势（速率电动势）若磁场恒定，构成线圈的导体切割磁力线，使线圈所交链的磁链随时间变化，导体中的感应电动称为运动电动势，其数学描述可表示为4、毕-萨电磁力定律关于电磁功率，从前面的电磁感应定律知道，一根导体在磁场中运动，感应电动势，如果导体中有电流，则表现的电磁功率为其中是具有电性质的电磁功率，是具有机械性质的电磁率，且二者的大小是相等的。这就是电机能将电功率转变为机械功率或者将机械功率转变为电功率的依据。0.3典型例题分析例1磁滞损耗和涡流损耗是什么原因产生的？铁耗与哪些因素有关？答铁磁材料在交变磁场的作用下，磁畴之间相互摩擦产生的能量损耗称为磁滞损耗；当交变磁通穿过铁磁材料时，将在其中感应电动势和产生涡流，涡流引起的损耗称为涡流损耗。磁滞损耗和涡流损耗合起来称为铁耗，铁耗与磁感应强度的平方及磁通交变频率的1.2-1.6次方成正比。例2电磁感应定律有时写成，有时写成，有时又写成，这三种写法之间有什么差别？在什么情况下写成？答是规定感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋定则时电磁感应定律的普遍表达式；当所有磁通与线圈全部匝数交链时，则电磁感应定律的数学描述可表示为；当磁路是线性的，且磁场是由电流产生时，有为常数，则可写成；当的假定正方向与Ф的正方向符合左手螺旋关系时，电磁感应定律写成。例3电机和变压器的磁路常用什么材料制成？这类材料应具有些主要特性？答电机和变压器的磁路常用导磁性能高的硅钢片叠压制成，磁路的其他部分常采用导磁性能较高的钢板和铸铁制成。这类材料应具有导磁性能好、磁导率大、铁耗低的特性。例4电机运行时，热量主要来源于哪些部分？为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度？电机的温升与哪些因素有关？答电机运行时，热量主要来源于各种损耗，如铁耗、铜耗、机械损耗和附加损耗等。当电机所用绝缘材料的等级确定后，电机的最高允许高度也就确定了，其温升限值则取决于冷却介质的温度，即环境温度。在电机的各种损耗和散热情况相同的情况下，环境温度不同，则电机所达到的实际温度不同，所以用温升而不直接用温度表示电机的发热程度。电机的温升主要取决于电机损耗的大小、散热情况及电机的工作方式。例5电机的额定值和电机的定额分别指的是什么？答电机的额定值是指电机在某种定额下运行时各物理量的规定值；而电机的定额是指制造厂按国家标准的要求对电机的全部电量和机械量的数值及运行的持续时间和顺序所作的规定。例6在图0.1所示的磁路中，线圈，中通入直流电流，，试问：①电流方向如图所示时，该磁路上的总磁动势为多少？②中电流反向，总磁动势又为多少？③若在图中a，b处切开，形成一空气隙δ，总磁动势又为多少？④比较①，③两种情况下铁芯中的B，H的相对大小，以及③中铁芯和气隙中H的相对大小。解①。②。③不变。图0.1磁路示意图④由于，而，所以，，。图0.1磁路示意图其中，，，，和，，，，分别表示①，③两种情况下的各物理量。在③中，；由于，所以。0.4变压器的基本工作原理1、原绕组（一次绕组）接于电源侧的绕组，各量用下标“1”表示。副绕组（二次绕组）用于接负载的绕组，各量用下标“2”表示。2、若将绕组1接到交流电源上，绕组中便有交流电流i1流过，在铁芯中产生交变磁通Φ,且与原、副绕组同时交链，分别在两个绕组中感应出同频率的电动势e1和e2。3、若把负载接于绕组2，在电动势e2的作用下，就能向负载输出电能，即电流i2将流过负载，实现了电能的传递。结论：原、副绕组感应电动势的大小正比于各自绕组的匝数，而绕组的感应电动势又近似于各自的电压，因此，只要改变一次或二次绕组的匝数比，就能达到改变电压的目的。提问：1、变压器电压大小由什么决定？2、变压器原边绕组若接在直流电源上，副边会有稳定的直流电压吗？为什么？答：不会。因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。二）变压器的分类教案首页首页序号第2次教学时数2教学主题学习情境1学习任务1、了解变压器分类及基本结构；掌握变压器工作原理、铭牌数据意义，额定值及其计算3、掌握三绕组变压器、自耦变压器、互感器、分列绕组变压器的特点4、理解上述变压器的适用范围教学目标知识目标：1、了解变压器分类及基本结构；2、掌握变压器工作原理、铭牌数据意义，额定值及其计算技能目标：培养学生正确选择和维护操作变压器的技能素质目标：1.培养团队协作能力、沟通与交流的能力；2.培养学生的成本意识。学情分析1.学生已经学习了电工及电子分析与制作等课程，具备电电路分析的基本知识、技能，熟悉常用的电子元器件，为本次课的教学奠定了基础。2.学生已经熟悉了水利终身学习平台和超星学习通的基本使用。3.学生刚接触电机这个新鲜事物，有一定的学习兴趣。4.学生接触计算机较多，容易使用仿真软件。教学方法任务驱动：应用水利终身学习平台发布学习工作任务，学习过程中完成学习工作任务。教学手段应用水利终身学习平台线上、线下相结合；充分应用信息化技术进行电路仿真。教学重点一、课程简要回顾二、了解变压器分类及基本结构；三、掌握变压器工作原理、铭牌数据意义，额定值及其计算二、掌握三绕组变压器、自耦变压器、互感器、分列绕组变压器的特点三、理解上述变压器的适用范围教学难点一、掌握变压器工作原理、铭牌数据意义，额定值及其计算二、掌握三绕组变压器、自耦变压器、互感器、分列绕组变压器的特点作业布置1、变压器是怎样实现变压的?为什么不能变频率?2、变压器一次绕组若接在直流电源上，二次会有稳定的直流电压吗，为什么?3、变压器的核心结构部件是什么？由什么材料制成？各起什么作用？4、变压器的油枕起什么作用？5、变压器二次电压的定义是什么？教学组织时间段教学活动场景要求教师学生课前1.下发学习任务；2.收集课前学习情况。1.认领学习任务；2.网络平台学习；3.完成课前学习测试。以水利终身学习平台自主学习为主。课中10分钟1.学习通发起签到2.小结课前学习情况3.布置课中学习内容1.签到2.分享课前学习成果导课：超星学习通签到，终身平台展示学习情况。20分钟1、提出问题：三绕组变压器多用于什么场合？三绕组变压器的额定容量是怎样确定的？三个绕组的容量有哪几种配合方式？2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。15分钟1、提出问题：自耦变压器为何其绕组容量小于额定容量？其变比通常在什么范围？为什么？其中点为什么要接地？3.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。15分钟1、提出问题：电流互感器与电压互感器产生误差的原因是什么？它们的副边仪表接得过多有什么不好？它们的副边为何要接地？电流互感器副边为何决不许开路，而电压互感器为何不许短路？2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。20分钟1、提出问题：什么叫分裂变压器？在什么场合使用？有什么优点？2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.仿真平台，展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。10分钟总结本次课学习内容，点评学习情况。归纳总结，查漏补缺。课件展示，讲授为主。课后布置作业完成作业终身平台完成作业，交流探讨。教学反思建议从教学效果、学习表现、教学感受、教学评价、特色与创新、不足之处等方面进行总结与反思。中华民族的悠久治水史，孕育了大禹精神、都江堰精神、红旗渠精神等优秀治水传统和宝贵精神财富。这些宝贵的精神财富培养造就了一代又一代艰苦奋斗、勇于奉献、特别能吃苦、特别能战斗的水利人，涌现出一批又一批先进人物，创造了一个又一个奇迹。新时代呼唤新的水利精神，党的十八大以来，在习近平总书记治水重要论述指引下，新时代水利精神正式诞生：“忠诚、干净、担当，科学、求实、创新”。这十二个字并没有什么高深的含义，也不是多么华丽的辞藻，它只是最普通的文字，最朴素的道理，却是我们水利行业新的精神旗帜，也是我们水利人最崇高的信仰。忠诚是根本。古人云：“天下之德，莫过于忠。”忠诚老实、坚守道义，是中华民族优秀文化的精髓。古往今来，忠诚是考量一个人道德的基本要求，是一种品质、一种责任，更是一种美德，一种发自内心的情感。对国家对人民的忠诚是一代又一代中国人最本质而又最伟大的情感。抗美援朝战争中，邱少云、黄继光的故事大家都耳熟能详，可是有一个冰雕连的故事却更为震撼。1950年11月下旬，抗美援朝战争战果最辉煌的第二次战役结束了，志愿军战胜了由美军率领的联合国军。美军南逃途中被这样的情景震惊：一排排冰冻的志愿军战士俯卧在摄氏零下40度的阵地上，手握钢枪、手榴弹，保持着整齐的战斗队形和战斗姿态，仿佛是跃然而起的“冰雕”群像。长津湖地区当年遭遇了50年不遇的严冬，夜间最低温度达到摄氏零下40度。“冰雕连”没向严寒屈服，按时埋伏在美军撤退的必经之路。可是，战斗命令下达后，却没有人站起来冲锋，全部冻死在露天掩体里。当美军军官里兹伯格向这些“冰雕”致敬时，心中疑惑，他们为何宁愿冻死也决不放弃自己的阵地？里兹伯格没看到、也读不懂177团6连战士宋阿毛身上的一首绝笔诗：我爱亲人和祖国，也爱我的荣誉。我是一名光荣的志愿军战士，冰雪啊！我决不屈服于你，哪怕是冻死，我也要高傲地耸立在我的阵地上。“冰雕连”官兵身体经受了世上最冷酷的严寒，心中却燃烧着最炙热的火焰，那是永远对国家和人民忠诚的火焰。2019年1月19日，省水利厅副总工程师、省洞庭湖水利工程管理局总工程师余元君同志在岳阳市君山区现场办公时突发疾病，因公殉职，年仅47岁。余元君同志参加工作以来就投身于洞庭湖治理及全省河道管理工作，勤勉务实，业绩突出，屡获嘉奖。因为心中有着对党的忠诚，他始终以一个优秀共产党员的标准严格要求自己，始终将人民的利益放在首位；因为心中有着对党的忠诚，他把他的一生都奉献给了党，奉献给了人民，奉献给了他热爱的洞庭湖。生于洞庭，长于洞庭，服务于洞庭，奉献于洞庭的他最后又魂归洞庭。在我们五千年的历史长河中，多少仁人志士为了心中的信仰，为了对国家和人民的忠诚，抛头颅，洒热血，视死如归。无论用多么华丽的辞藻都不足以表达我们对这种精神的赞美，在这里我只想用一句简单的话来表达我最诚挚的情感：岂不畏艰险，所凭在忠诚。二、变压器的基本结构变压器的基本结构部件有铁芯、绕组、油箱、冷却装置、绝缘套管和保护装置等提问：变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？答：铁心：构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。绕组：构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。分接开关：变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变压器调压。油箱和冷却装置：油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。绝缘套管：Ａ变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接，使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。三、变压器的铭牌每台变压器上都装有铭牌，在铭牌上标明了变压器工作时规定的使用条件，主要有：型号、额定值、器身重量、制造编号和制造厂家等有关技术数据。一）变压器型号变压器的型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容。二）额定值额定值是制造厂根据设计或试验数据，对变压器正常运行状态所作的规定值，主要有：1、额定容量SN（kVA）视在功率2、额定电压U1N/U2N（kV或V）在三相变压器中，额定电压指的是线电压。3、额定电流I1N/I2N（A）三相变压器的额定电流指的是线电流。单相变压器三相变压器额定频率fN（HZ）我国规定标准工频为50HZ。一、三绕组变压器(a(a)升压变压器；(b)降压变压器。三绕组变压器结构示意图三绕组变压器的任两绕组间仍然按电磁感应原理传递能量，这一点和双绕组变压器没什么区别。1、容量表1-1三绕组容量高压绕组中压绕组低压绕组1001001001005010010010050三相三绕组变压器的标准连接组别有：和两种。2、三绕组变压器有三个变比、、、、、—1、2、3绕组的匝数和额定相电压。3、磁势方程式三绕组变压器负载运行时，磁势平衡方程式为将、分别折算到绕组1侧时，则于是忽略激磁电流后，可得4、等值电路二、自耦变压器1、特点：自耦变压器的特点不仅在于一、二次绕组之间有磁的耦合，而且还有电的直接联系，它传递功率的方式，不仅可象普通变压器那样通过电磁感应关系，还可以从一次侧直接传导到二次侧。（a）(b)2、变比设高压侧绕组AX的匝数为，低压侧绕组ax的匝数为，则自耦变压器的变比3、容量自耦变压器铭牌上标的容量和绕组的实际容量是不一致的。铭牌上标的是额定容量（又叫通过容量），它指的是自耦变压器总的输入或输出容量。例如，输入容量为输出容量为则绕组的容量称为设计容量或电磁容量，它指的是绕组上所加的额定电压和通过该段绕组的额定电流的乘积。Aa段的电磁容量为公共绕组（ax）的电磁容量为由上两式可以看出，电磁容量比额定容量小倍，而在双绕组变压器中两者相等。这就说明，在变压器的额定容量相同时，自耦变压器的绕组的容量（电磁容量）比双绕组变压器的小。因此，前者比后者所用材料省、尺寸小、效率高。4、优缺点自耦变压器和普通双绕组变压器比较，它具有以下主要优点：（1）节省材料，减小损耗。从前面分析可以看出，越小，该优点越显著。因此，自耦变压器的变比越接近1越好，一般不宜超过2。（2）运输及安装方便。这是由于与同容量双绕组变压器比较，自耦变压器的重量轻，体积小，占地面积也小之故。它的主要缺点是：（1）自耦变压器高、低压侧有电的直接联系，高压侧发生故障会直接殃及低压侧，为此，自耦变压器的运行方式、继电保护及过电压保护装置等，都比双绕组变压器复杂；（2）短路电流大。这是因为自耦变压器短路阻抗的标幺值比同容量双绕组变压器的短路阻抗小造成，需要采用相应的限制和保护措施；（3）运行方式、继电保护都比普通变压器复杂。三、分裂变压器1、结构特点（a）原理接线图（b）单相接线图分裂变压器（又称分裂绕组变压器），通常把一个或几个绕组（一般是低压绕组）分裂成额定容量相等的几个部分，形成几个支路（每一部分形成一个支路），这几个支路之间没有电的直接联系。分裂出来的各支路，额定电压可以相同也可以不相同，可以单独运行也可以同时运行，可以在同容量下运行也可以在不同容量下运行。当分裂绕组各支路的额定电压相同时，还可以并联运行。在图（b）中，高压绕组AX为不分裂绕组，由两部分并联组成，低压绕组和，为分裂出来的两个支路。2、分裂变压器的优缺点目前，分裂变压器多用作200MW及以上大机组发电厂中的厂用变压器，它比普通双绕组变压器有如下优点：1）限制短路电流作用显著。2）对电动机自起动条件有所改善。分裂变压器的穿越阻抗比同容量双绕组变压器的短路阻抗小一些，流过电动机起动电流时，变压器的电压降要小些，容许的电动机起动容量要大些。3）发生短路故障时母线电压降低不多。当分裂绕组的一个支路短路时，另一支路的母线电压降低很小，即残压较高，从而提高了供电的可靠性。分裂变压器的主要缺点是价格较贵。四、仪用变压器仪用变压器是一种测量用的设备，分电流互感器和电压互感器两种，它们的作用原理和变压器相同。仪用互感器有两个作用：一是为了工作人员的安全，使测量回路和高压电网隔离；二是将大电流变为小电流，高电压降为低电压，一般而言电流互感器副边额定电流为5A或1A，电压互感器副边额定电压为100V。互感器除了用于测量电流和电压外，还用于继电保护、同期等回路。1、电流互感器图1-20电流互感器接线原理图如图是电流互感器的接线图，它的原绕组匝数为，匝数少，只有1匝或几匝，导线粗，串联于待测电流的线路中；副绕组匝数，匝数较多，导线细，与阻抗很小的仪表（如电流表，功率表的电流线圈等）接成回路，因此，它实际上相当于一台副边处于短路状态的变压器。图1-20电流互感器接线原理图如果忽略激磁电流，由变压器的磁动势平衡方程式可得这样利用原、副绕组不同的匝数关系，可将线路上的大电流变为小电流来测量。电流互感器使用时，为了安全，副边与铁芯必须可靠接地，以防止绝缘损坏后，原边高电压传到副边，发生触电事故。另外，运行时副边绝对不允许开路。否则，互感器成为空载运行，这时原边被测线路电流全部成了激磁电流，使铁芯中磁通密度明显增大，这一方面使铁耗增大，铁芯过热甚至烧坏绕组；另一方面将使副边感应出很高电压，不但使绝缘击穿，而且危及工作人员和其他设备的安全。因此在原边电路工作时如需检修和拆换电流表，必须先将互感器副边短路。2、电压互感器如图1-22电压互感器的接线图。原边直接并联在被测的高压电路上，副边接电压表或功率表的电压线圈。原边匝数多，副边匝数少，由于电压表或功率表的电压线圈内阻抗很大，因此，电压互感器实际上相当于一台副边处于空载状态的变压器。如果忽略漏阻抗压降，则有图1-22电压互感器接线原理图图1-22电压互感器接线原理图这样利用原、副边不同的匝数比可将线路上的高电压变为低电压来测量。电压互感器使用时，为安全起见，副绕组连同铁芯一起，必须可靠接地，另外，副边不允许短路，否则会产生很大的短路电流使绕组过热而烧坏。

教案首页首页序号第3、4次教学时数4教学主题学习情境2学习任务1、掌握变压器空载时电磁量之间关系、电势方程式及等值电路；2、理解变比、空载电流、空载损耗及励磁参数概念，学会分析计算。教学目标知识目标：1、掌握变压器空载时电磁量之间关系、电势方程式及等值电路；2、理解变比、空载电流、空载损耗及励磁参数概念，学会分析计算。技能目标：会根据方程式画等值电路并分析计算会根据方程式画相量图素质目标：1.培养团队协作能力、沟通与交流的能力；2.培养学生的成本意识。学情分析1.学生已经学习了电工及电子分析与制作等课程，具备电电路分析的基本知识、技能，熟悉常用的电子元器件，为本次课的教学奠定了基础。2.学生已经熟悉了水利终身学习平台和超星学习通的基本使用。3.学生刚接触电机这个新鲜事物，有一定的学习兴趣。4.学生接触计算机较多，容易使用仿真软件。教学方法任务驱动：应用水利终身学习平台发布学习工作任务，学习过程中完成学习工作任务。教学手段应用水利终身学习平台线上、线下相结合；充分应用信息化技术进行电路仿真。教学重点一、课程简要回顾二、掌握变压器空载时电磁量之间关系、电势方程式及等值电路；三、理解变比、空载电流、空载损耗及励磁参数概念，学会分析计算。教学难点1、变压器空载时电磁量之间关系、电势方程式及等值电路；2、理解变比、空载电流特点、空载损耗及励磁参数概念，学会分析计算。作业布置1、为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通，它们有哪些区别?并指出空载和负载时产生各磁通的磁动势?2、变压器空载电流的性质和作用如何？其大小与哪些因素有关?3、变压器空载运行时，是否要从电网中取得功率?起什么作用?为什么小负荷的用户使用大容量变压器无论对电网还是对用户都不利?4、变压器的励磁电抗和漏电抗各对应于什么磁通？对已制成的变压器，它们是否是常数?当电源电压降至额定值的一半时，它们如何变化?我们希望这两个电抗大好还是小好，为什么?并比较这两个电抗的大小。5、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，短路损耗可否近似看成铜损耗?

教学组织时间段教学活动场景要求教师学生课前1.下发学习任务；2.收集课前学习情况。1.认领学习任务；2.网络平台学习；3.完成课前学习测试。以水利终身学习平台自主学习为主。课中20分钟1.学习通发起签到2.小结课前学习情况3.布置课中学习内容1.签到2.分享课前学习成果导课：超星学习通签到，终身平台展示学习情况。20分钟1、提出问题：为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通，它们有哪些区别?并指出空载产生各磁通的磁动势?2、评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。30分钟1、提出问题：变压器空载电流的性质和作用如何？其大小与哪些因素有关?2、评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。30分钟1、提出问题：变压器空载运行时，是否要从电网中取得功率?起什么作用?为什么小负荷的用户使用大容量变压器无论对电网还是对用户都不利?2、评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。40分钟1、提出问题：变压器的励磁电抗和漏电抗各对应于什么磁通？对已制成的变压器，它们是否是常数?当电源电压降至额定值的一半时，它们如何变化?我们希望这两个电抗大好还是小好，为什么?并比较这两个电抗的大小。2、.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.仿真平台，展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。20分钟1、提出问题为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，短路损耗可否近似看成铜损耗?

1.分组讨论，获取最佳答案；2.仿真平台，展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。20分钟总结本次课学习内容，点评学习情况。归纳总结，查漏补缺。课件展示，讲授为主。课后布置作业完成作业终身平台完成作业，交流探讨。教学反思建议从教学效果、学习表现、教学感受、教学评价、特色与创新、不足之处等方面进行总结与反思。一、电磁关系空载时的各电磁物理量关系如下：二、正方向的选定（1）一次电压的正方向：由首端A至末端X。（2）一次电流（包括下面将提到的）的正方向：与正方向一致。这样，功率输入绕组即为正值（这叫“电动机”惯例）。（3）主磁通的正方向：与电流()正方向符合“右手螺旋”定则。（4）一次电动势的正方向:与主磁通正方向符合“右手螺旋”定则。根据这个正方向和磁通的正方向，才有式中的负号。（5）二次电动势的正方向：与主磁通正方向符合“右手螺旋”定则。（6）二次电流的正方向:与的正方向一致。（7）二次电压的正方向：与的正方向一致。这样，功率从绕组输出时为正值（这叫“发电机”惯例）。三、电动势在所规定的正方向的前提下，一次绕组中感应的电动势为＝＝＝一次电动势的有效值＝和的关系用相量表示，则同理，在二次绕组中感应的电动势为＝二次电动势的有效值＝和的关系用相量表示，则由一次绕组的漏磁通感应的漏电动势为＝＝同理有＝四、电动势方程式在列电压方程式前，还要将电动势表达式中的磁通进行电路化处理。漏电动势可以看成是电流在感抗上产生的电压降。是一个常数。以后把写作。根据基尔霍夫第二定律，并参照图2-1所标的假定正方向，可写出一次电动势方程式为在分析问题时可以忽略，即认为在数值上，。这个近似公式建立了变压器三个物理量在数值上的关系。由此可得到一个重要的结论：在、一定的情况下，主磁通的最大值决定于外施电压的大小。当外施电压为定值时，主磁通的最大值即为定值。类似于空载电流在漏磁通感应出漏电动势,在数值上可看成是空载电流在漏电抗上的压降。同理，空载电流产生主磁通在原绕组感应出电动势的作用，也可类似地用一个电路参数来处理，考虑到主磁通在铁芯中引起铁耗，故不能单纯地引入一个电抗，而应引入一个阻抗。这样便把和联系起来，这样的作用看作是在上的阻抗压降，即五、变比一般用变比来衡量变压器变压的幅度。所谓变比，即一次相电动势对二次相电动势之比，用表示，即＝＝＝单相变压器空载时，，，则＝≈顺便指出，由于三相变压器有不同的连接方法，因此变比和额定电压之比是不一致的。对于Y，d接线的三相变压器＝=≈对于D，y接线的三相变压器＝=≈式中的、分别为一、二次侧的相电动势，、分别为一、二次侧额定线电压。六、单相变压器空载时的各物理量1、空载电流二次开路时一次绕组中流过的电流称为空载电流。空载电流包含两个分量：（1）无功分量，又称磁化电流，起激磁作用；（2）有功分量，供给空载时变压器的损耗。空载电流常以它对额定电流的百分数来表示，即，其范围为2～6%。空载电流（主要决定于磁化电流）的大小和波形,与变压器铁芯的饱和程度有关。铁芯的磁化曲线是非线性的，若工作点选在磁化曲线的未饱和段，磁通和空载电流是线性关系，因而当磁通为正弦波时，电流也是正弦波。若工作点在饱和段时，则磁通和空载电流就是非线性关系。一般电力变压器的额定工作点都选在开始饱和段内，因此，当外施电压等于额定电压时，虽然电压为正弦波，与其相应的主磁通也是正弦波，但由于铁芯饱和的缘故，空载电流的波形却变成尖顶波。这可从下面的作图中看出。图2-2示出了空载电流的波形。曲线是根据磁通随时间变化的波形（曲线1）和磁化曲线（曲线2）作出的（没有考虑铁耗），由图可见，磁通是正弦波，电流则是尖顶波，且幅值变得很大。铁芯饱和得愈厉害，电流曲线增长得也愈快。2、空载损耗变压器空载时的损耗主要包括：空载电流流过一次绕组时在电阻中产生的损耗（习惯称铜耗）和铁芯中产生的损耗（习惯称铁耗）。铁耗又包括涡流损耗和磁滞损耗。在由硅钢片制成的铁芯里，磁滞损耗是涡流损耗的5～8倍。相对地说，由于空载电流很小，因此空载时铜耗也很小，与铁耗相比，它可以忽略不计，故可认为，空载损耗就等于铁芯损耗。变压器的铁耗通常采用下列经验公式计算，即式中—频率为50Hz、最大磁通密度为1T时，每公斤铁芯的铁耗，（W/kg）；空载损耗约为额定容量的0.2～1%，这一数值并不大，但是因为电力变压器在电力系统中的使用量很大，且常年接在电网上，所以减少空载损耗具有重要意义。七、单相变压器空载时的基本方程式、等值电路1、基本方程式2、等值电路因为变压器正常工作时外加电压等于额定电压，铁芯的饱和程度不变，所以一般和取对应额定电压时的值，且认为是常数。由于空在运行时铁耗远远大于铜耗，即>>；又由于主磁通>>，即>>；所以>>，故通常将忽略不计。例如，一台750kVA的三项变压器，、、比大560倍左右。

教案首页首页序号第5次教学时数2教学主题学习情境2学习任务1、掌握负载运行时磁势方程式、电势方程式2、掌握折算意义、原则及折算公式、变压器负载时的等值电路、简化相量图。教学目标知识目标：1、掌握负载运行时磁势方程式、电势方程式2、掌握折算意义、原则及折算公式、变压器负载时的等值电路、简化相量图。技能目标：1、会根据方程式画相量图2、会根据方程式画等效电路素质目标：1.培养团队协作能力、沟通与交流的能力；2.培养学生的成本意识。学情分析1.学生已经学习了电工及电子分析与制作等课程，具备电电路分析的基本知识、技能，熟悉常用的电子元器件，为本次课的教学奠定了基础。2.学生已经熟悉了水利终身学习平台和超星学习通的基本使用。3.学生刚接触电机这个新鲜事物，有一定的学习兴趣。4.学生接触计算机较多，容易使用仿真软件。教学方法任务驱动：应用水利终身学习平台发布学习工作任务，学习过程中完成学习工作任务。教学手段应用水利终身学习平台线上、线下相结合；充分应用信息化技术进行电路仿真。教学重点一、课程简要回顾二、掌握负载运行时磁势方程式、电势方程式三、掌握折算意义、原则及折算公式、变压器负载时的等值电路、简化相量图。教学难点1、电磁关系、磁动势平衡关系2、折算的意义与实质3、根据方程式画等效电路与相量图作业布置1、试绘出变压器“T”形、近似和简化等效电路，并说明各参数的意义。教学组织时间段教学活动场景要求教师学生课前1.下发学习任务；2.收集课前学习情况。1.认领学习任务；2.网络平台学习；3.完成课前学习测试。以水利终身学习平台自主学习为主。课中10分钟1.学习通发起签到2.小结课前学习情况3.布置课中学习内容1.签到2.分享课前学习成果导课：超星学习通签到，终身平台展示学习情况。15分钟1、提出问题：变压器负载运行时的电磁关系？2、评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。15分钟1、提出问题：负载时的磁动势平衡关系？2、评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。15分钟1、提出问题：折算的意义与实质？2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。25分钟1、提出问题：负载时的等效电路图及相量图？2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.仿真平台，展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。10分钟总结本次课学习内容，点评学习情况。归纳总结，查漏补缺。课件展示，讲授为主。课后布置作业完成作业终身平台完成作业，交流探讨。教学反思建议从教学效果、学习表现、教学感受、教学评价、特色与创新、不足之处等方面进行总结与反思。“干净”是底线。“干净”就是要遵守党纪国法，慎用权力，廉洁奉公。每个水利人都要追求至清的品质，从小事做起，从自身做起，自觉抵制各种不正之风，不逾越党纪国法底线，始终保持清白做人、干净做事的形象。南水北调工程是中华人民共和国的战略性工程，共有东线、中线和西线三条调水线路，通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以"四横三纵"为主体的总体布局，实现中国水资源南北调配、东西互济的合理配置。在南水北调丹江口库区移民安置工程中，共安置农村移民16.59万人，期间没有发生一起移民重大伤亡事件，却有300多名干部晕倒在搬迁现场，100多名干部因公负伤，10名干部倒下牺牲。淅川县上集镇司法所原副所长王玉敏就在10人之列，通水在即，当我们回过头去希望寻找他曾经为之奋斗的痕迹时，却发现，除了一张并不清楚的证件照，在这个世界上，他什么也没有留下。他干干净净地来到这个世上，又清清白白的离开这片土地。个人要干净，无论在工作中，还是在生活中要做到不为名利所累，不为物欲所动，不为浮华所惑，不为私情所扰。只有这样才能守住党和人民交给的责任，守住自己的政治生命线，守住正确的人生价值观。一、负载运行时的电磁关系：负载时（变压器二次侧接上负载阻抗，如图2-4所示），二次侧有了电流。该电流建立的二次磁势，也作用在主磁路上。它会使主磁通趋于改变，电动势也随之趋于改变，从而打破了原来的平衡状态，使一次电流也发生变化，由空载时的电流变为负载时的。在外施电压不变的前提下，主磁通应不变（因）。因此，由建立的一次磁动势和二次磁动势的合成磁动势所产生的主磁通，将仍保持原来的值（实际上略有变化）。二、磁动势平衡关系此式称为磁动势平衡方程式，也可写成下面的形式，即利用式可以找出一、二次电流的关系。用除式得或为了分析问题方便起见。常将忽略，于是变为从数值上就可认为由此可见，一、二次侧电流与相应绕组的匝数成反比。这说明变压器在变压的同时电流的大小也随着改变。三、折算二次绕组的匝数变换成同一匝数的方法叫做绕组的折算。折算后的量与原来的量，数值虽不同，但对另一侧的作用效果是相同的。1、电动势和电压的折算主磁场、漏磁场在折算前、后不变的前提下，根据电动势和匝数成正比的关系有同理2、电流的折算据折算前、后磁动势不变的原则，则有故3、阻抗的折算从电动势和电流的关系，可以找出阻抗的关系，等值的二次阻抗应为四、单相变压器负载时的基本方程式、等值电路1、变压器负载运行时的基本方程式2、负载时基本方程式组折算前（）折算后（）3、负载时的等值电路T形等值电路是混联电路，计算时比较麻烦。在工程上允许的误差范围内，为使计算简化，常采用简化等值电路，即将T形等值电路的激励支路移到前的等值电路，如图2-6所示。它是在忽略激励电流的情况下得到的。图2-6(a)变压器的简化等值电路(b)相量图图2-6(a)变压器的简化等值电路(b)相量图教案首页首页序号第6次教学时数2教学主题学习情境2学习任务变压器的标幺值及运行特性教学目标知识目标：1、掌握标幺值的定义、基准值的选择2、掌握标幺值的意义3、掌握变压器运行特性技能目标：1、会用标幺值判断电机的运行状态2、会用标幺值计算素质目标：1.培养团队协作能力、沟通与交流的能力；2.培养学生的成本意识。学情分析1.学生已经学习了电工及电子分析与制作等课程，具备电电路分析的基本知识、技能，熟悉常用的电子元器件，为本次课的教学奠定了基础。2.学生已经熟悉了水利终身学习平台和超星学习通的基本使用。3.学生刚接触电机这个新鲜事物，有一定的学习兴趣。4.学生接触计算机较多，容易使用仿真软件。教学方法任务驱动：应用水利终身学习平台发布学习工作任务，学习过程中完成学习工作任务。教学手段应用水利终身学习平台线上、线下相结合；充分应用信息化技术进行电路仿真。教学重点一、课程简要回顾二、掌握标幺值的定义、基准值的选择三、掌握标幺值的意义四、掌握变压器运行特性教学难点基准值的选择2、标幺值的特点作业布置教学组织时间段教学活动场景要求教师学生课前1.下发学习任务；2.收集课前学习情况。1.认领学习任务；2.网络平台学习；3.完成课前学习测试。以水利终身学习平台自主学习为主。课中10分钟1.学习通发起签到2.小结课前学习情况3.布置课中学习内容1.签到2.分享课前学习成果导课：超星学习通签到，终身平台展示学习情况。5分钟1、提出问题：标幺值的定义及目的？2、评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。10分钟1、提出问题：基准值的选择？2、评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。5分钟1、提出问题：标幺值的特点？2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。15分钟1、提出问题：标幺值的计算举例？2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.仿真平台，展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。20分钟1、提出问题：变压器的运行特性？2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.仿真平台，展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。10分钟总结本次课学习内容，点评学习情况。归纳总结，查漏补缺。课件展示，讲授为主。课后布置作业完成作业终身平台完成作业，交流探讨。教学反思建议从教学效果、学习表现、教学感受、教学评价、特色与创新、不足之处等方面进行总结与反思。一、标幺值基值可任意选定。在变压器和旋转电机里，常取各物理量本身的额定值作为基值。某量的基值一经选定，其它某些与之有关的物理量的基值能通过公式导出，如电流、电压的基值一经选定，阻抗的基值也就随着确定了。采用标么值有下列优点：便于比较变压器或电机的参数和性能，如同类型的变压器，虽然容量和电压可以相差很大，但用标么值表示参数的数值却大致相同。如同短路阻抗空载电流。若新设计一台变压器，其短路阻抗或空载电流与上述的标么值相差甚大，则就应校核其合理性。所以，标么值在大小程度上能给人以明显的概念。可使计算工作简化这可从几方面来看：（1）采用标么值表示时，变压器一、二次侧相对应的各物理量相等，不需折算，如（2）采用标么值后，各物理量的额定值为1，运算方便。（3）采用标么值可使物理性质不同的一系列量用相同的数值表示,公式也得到简化。例如电动势公式：用实际值表示用标么值表示上面右边的式子是这样得到的：选额定电压为E的基值，把左边公式两侧除以，因都是固定的值，再选磁通的基值,即得的结果。标么值也有缺点，譬如没有单位，因而物理概念不够明确。二、单相变压器的运行性能变压器负载运行时，有两项性能指标比较重要，即电压变化率和效率，通常也把电压变化率叫变压器的外特性，反映了变压器供电电压的质量指标；效率也叫效率特性，反映了变压器运行时的经济指标。两者也体现了变压器的运行特性，下面分别讨论这两个问题。1、电压变化率=或=也可用折算后的电压表示，即=可借助于简化的相量图推导出任意负载时的电压变化率的计算式如下：。从式看到，与负载大小有关，与负载功率因数，变压器参数也有关，在给定的负载下，短路阻抗的标么值大，也大。功率因数对的影响也很大，若变压器带感性负载，则＞0，为正值，说明带感性负载时二次电压比空载电压低；若变压器带容性负载，＜0，可能有负值，说明带容性负载时二次电压比空载电压高。如果变压器的二次电压偏离额定值比较多，超出工业用电的允许范围，则必须进行调整。通常，在高压绕组上设有分接头，借此可调节高压绕组匝数（亦即变更变比）来达到调节二次电压的目的，利用分接开关来调节分接头，一般可在额定电压范围内进行调节。分接开关有两大类，一类是需要变压器断电后才能操作的，称为无激磁分接开关；另一类是在变压器通电时也能操作的，称为有载分接开关，相应的变压器也就分为无激磁调压变压器和有载调压变压器。2、效率变压器的效率,以输出功率和输入功率比值的百分数表示，即损耗的大小对效率有直接的影响，对于变压器，损耗可分为两大类，即铜耗和铁耗，铁耗与电压有关，基本上不随负荷而变，故又称不变损耗；铜耗与电流有关，故又称可变损耗。铁耗里除主磁通引起的损耗外，还有附加铁耗，后者是漏磁通在油箱及其他铁件中产生的，铜耗除绕组电阻里产生的损耗外，还有因集肤效应及导体内换位不良使电流分布不均而引起的附加损耗。可用计算损耗的方法来确定变压器的效率，其关系式输出有功功率铜耗铁耗且忽略负载时二次电压的变化，则效率公式可写成上式说明，效率与负载大小以及功率因数有关。在给定的功率因数下，效率和负载系数的关系曲线（即效率曲线），如图2-7所示。图图2-7效率特性曲线最大的效率发生在时。将式（）对微分，并使之等于零，得对应于最大效率时的临界负载系数或这就是说，当铜耗等于铁耗时，效率最高。由于变压器一般不会长期在额定负载下运行，因此在0.5～0.6范围内，相应的值为。这就是说，满载时铜耗比铁耗大得多。教案首页首页序号第7次教学时数2教学主题学习情境2学习任务1、掌握三相变压器磁路系统特点、联接法、会用时钟法判断联接组标号2、理解变压器联接组意义教学目标知识目标：1、掌握三相变压器磁路系统特点、联接法、会用时钟法判断联接组标号2、理解变压器联接组意义技能目标：会画相量图并判断联接组标号素质目标：1.培养团队协作能力、沟通与交流的能力；2.培养学生的成本意识。学情分析1.学生已经学习了电工及电子分析与制作等课程，具备电电路分析的基本知识、技能，熟悉常用的电子元器件，为本次课的教学奠定了基础。2.学生已经熟悉了水利终身学习平台和超星学习通的基本使用。3.学生刚接触电机这个新鲜事物，有一定的学习兴趣。4.学生接触计算机较多，容易使用仿真软件。教学方法任务驱动：应用水利终身学习平台发布学习工作任务，学习过程中完成学习工作任务。教学手段应用水利终身学习平台线上、线下相结合；充分应用信息化技术进行电路仿真。教学重点一、课程简要回顾二、掌握三相变压器磁路系统特点、联接法、会用时钟法判断联接组标号三、理解变压器联接组意义四、掌握变压器空载时影响波形的因素教学难点用相量图判断联接组标号作业布置画出三相变压器Y，d5的接线图教学组织时间段教学活动场景要求教师学生课前1.下发学习任务；2.收集课前学习情况。1.认领学习任务；2.网络平台学习；3.完成课前学习测试。以水利终身学习平台自主学习为主。课中10分钟1.学习通发起签到2.小结课前学习情况3.布置课中学习内容1.签到2.分享课前学习成果导课：超星学习通签到，终身平台展示学习情况。15分钟1、提出问题：三相变压器铁芯磁路的类型及特点？2、评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。10分钟1、提出问题：变压器的极性及同名端的概念？2、评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。15分钟1、提出问题：单相变压器的连接组别？2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。30分钟1、提出问题：三相变压器的连接组别？2.评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.仿真平台，展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。10分钟总结本次课学习内容，点评学习情况。归纳总结，查漏补缺。课件展示，讲授为主。课后布置作业完成作业终身平台完成作业，交流探讨。教学反思建议从教学效果、学习表现、教学感受、教学评价、特色与创新、不足之处等方面进行总结与反思。2.2.9三相变压器的磁路系统一、组式变压器图2-8三相组式变压器磁路组式变压器由三台单相变压器组合而成，其特点是每相磁路独立，互不关联，如图2-8所示。只适用于特大容量时，为运输方便而采用这种结构。.二、三相心式变压器三相心式变压器磁路是由三个单相变压器铁芯演变而成，把三个单相铁芯合并成图2-9（a）所示的结构，由于通过中间铁芯的是三相对称磁通，其相量和为零，因此中间铁芯可以省去，形成图2-9(b)所示形状，再将三个芯柱安排在同一平面上。如图2-19(c)所示，这就是三相心式变压器磁路。（（a）三个单相铁芯的合并(b)去掉中间铁芯柱(c)三相心式铁芯图2—9三相心式变压器磁路2.2.10三相变压器的极性与连接组三相变压器一、二次线电压的相位关系用时钟表示法表示。它们的相位差连同接线方式总称为变压器的连接组别。所谓时钟表示法：即以变压器高压侧线电动势的向量作为长针，并固定指着“１２”；以低压侧同名线电动势的向量作为短针，它所指的时钟数，即表示该连接组的组号。例如，连接，当与同相时，则连接组别为。绕组连接图以高压侧的视向为准，连接组的表示式中，逗号前面的符号表示高压绕组的连接方式，逗号后面的符号表示低压绕组的连接方式，后面的数字表示组号。对于单相变压器，以其高，低压侧电动势相量的相位关系表示其组别。下面先讨论单相变压器的极性及连接组，再分析三相变压器的连接组。顺便指出，高、低压侧电动势之间的相位关系完全等同于电压之间的相位关系。一、单相绕组的极性对于三相变压器的任意一相（或单相变压器），其高、低压绕组之间，存在瞬时极性问题。即高、低压绕组交链同一磁通感应电动势时，极性相同的端头称为同极性端或叫同名端，用符号“”表示。 （a）(b)(c)（d）（e）(f)图2-10单相绕组的极性单相变压器的连接组（1）若高、低压绕组首端为同极性端，则高、低压绕组电动势相位相同；（2）若高、低压绕组首端为异极性端，则高、低压绕组电动势相位相反。单相变压器的连接组：单相变压器高、低压绕组侧用I/I表示，数字标号用时钟的点数表示。则图2-10（a）（b）的连接组为I，I0；图2-10（c）(d)为I，I6。三、三相绕组的连接方法（1）星形连接（a）Y接法的三相绕组（b）电动势相量图图2-11高压绕组Y接法及电动势相量图在如图所示正方向前提下，有；；。（2）三角形连接（a）右向三角形接法的三相绕组（b）电动势相量图图2-12右向三角形接法三相绕组及电动势相量图三角形接法有两种，一种是右向三角形，另一种是左向三角形，见图2-12及2-13。以右向三角形连接（d连接）为例，其接线及电动势相量图如图2-12所示。在（a）图所规定的正方向下，有，，。（a）左向三角形接法绕组（b）电动势相量图图2-13左向三角形接法三相绕组及电动势相量图而左向三角形连接（d连接）中，其接线及电动势相量图如图2-13所示。在（a）图所规定的正方向下，有，，。四、三相变压器的连接组下面分别以Y，y及Y，d连接的三相变压器连接组进行分析。（2）Y，d11连接组：改变低压绕组为右向或左向三角形连接，也可改变低压绕组同极性端或者在保证正相序下改变低压绕组端头标记，还可以得到1、3、5、7、9这五个奇数组号。综上所述，变压器有很多连接组，为了制造和使用方便及统一，避免因连接组过多造成不必要的事故，同时又能满足工业上的需要，国际规定了一些标准连接组。三相双绕组电力变压器的标准连接组有Y，y0、YN，y0、Y，yn0、Y，d11、YN，d11五种。单相变压器只有一种。其中符号表示三相绕组为星形接法，并把中点引出箱外。五种标准连接组适用范围如下：（1）Y，y0连接组：（2）Y，d11连接组：改变低压绕组为右向或左向三角形连接，也可改变低压绕组同极性端或者在保证正相序下改变低压绕组端头标记，还可以得到1、3、5、7、9这五个奇数组号。综上所述，变压器有很多连接组，为了制造和使用方便及统一，避免因连接组过多造成不必要的事故，同时又能满足工业上的需要，国际规定了一些标准连接组。三相双绕组电力变压器的标准连接组有Y，y0、YN，y0、Y，yn0、Y，d11、YN，d11五种。单相变压器只有一种。其中符号表示三相绕组为星形接法，并把中点引出箱外。五种标准连接组适用范围如下：（（a）接线图(b)电动势相量图图2-14Y，y0连接组（a）接线图（b）电动势相量图图2-15Y，d11连接组（1）主要用在配电变压器中，供给动力与照明混合负载。这种变压器的容量可做到1800KVA，高压侧额定电压不超过35KV，低压侧电压为400/230V。（2）用在副边电压超过400V的线路中，最大容量为5600KVA，高压侧电压也在35KV以下。（3）用在高压侧需要中性点接地的变压器，在110KV以上的高压输电线路，一般需要把中性点直接接地或通过阻抗接地。（4）用在原边中性点需要接地的场合。一般只供三相动力负载。

教案首页首页序号第8次教学时数2教学主题学习情境2学习任务掌握变压器空载时影响波形的因素变压器的并列运行及非正常运行教学目标知识目标：1、掌握变压器并联运行条件2、理解变压器理想并联运行条件不满足时对并联运行的影响3、了解变压器非正常运行技能目标：培养学生正确选择和维护操作变压器的技能素质目标：1.培养团队协作能力、沟通与交流的能力；2.培养学生的成本意识。学情分析1.学生已经学习了电工及电子分析与制作等课程，具备电电路分析的基本知识、技能，熟悉常用的电子元器件，为本次课的教学奠定了基础。2.学生已经熟悉了水利终身学习平台和超星学习通的基本使用。3.学生刚接触电机这个新鲜事物，有一定的学习兴趣。4.学生接触计算机较多，容易使用仿真软件。教学方法任务驱动：应用水利终身学习平台发布学习工作任务，学习过程中完成学习工作任务。教学手段应用水利终身学习平台线上、线下相结合；充分应用信息化技术进行电路仿真。教学重点一、课程简要回顾二、掌握变压器并联运行条件三、理解变压器理想并联运行条件不满足时对并联运行的影响四、了解变压器非正常运行教学难点变压器理想并联运行条件不满足时对并联运行的影响作业布置1、何为变压器的并列运行？并列运行有何优点？2、为什么变压器并列运行时，容量比不得超过3:1？3、阻抗电压标幺值不等的并列运行会产生什么后果？教学组织时间段教学活动场景要求教师学生课前1.下发学习任务；2.收集课前学习情况。1.认领学习任务；2.网络平台学习；3.完成课前学习测试。以水利终身学习平台自主学习为主。课中10分钟1.学习通发起签到2.小结课前学习情况3.布置课中学习内容1.签到2.分享课前学习成果导课：超星学习通签到，终身平台展示学习情况。15分钟1、提出问题：何为变压器的并列运行？并列运行有何优点？2、评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。15分钟1、提出问题：变压器的三相绕组连接与变压器的铁芯结构对变压器波形的影响？为什么变压器并列运行时，容量比不得超过3:1？2、评价学生成果，小结。1.分组讨论，获取最佳答案；2.展示成果。新知识：分组讨论、展示成果、互评，小结。15分钟1、提出问题：阻抗电压标幺值不等的并列运行会产生什么后果？2、评价学生成果，小结。1.分组讨