第五章 变压器Word下载.docx
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油枕作来隔绝空气、避免潮气浸入;
安全气道用来保护油箱防止爆裂;
气体继电器是变压器的主要保护装置,当变压器内部发生故障时,轻则发出报警信号,重则自动跳闸,避免事故扩大。
2.变压器的基本工作原理变压器的基本原理是电磁感应原理。
单相变压器空载运行时,一次绕组中通过空载励磁电流I0在铁心中激起交变主磁通Φ,在一次、二次绕组中产生感应电动势E1、E2。
单相变压器负载运行时,只要一次电压U1一定,则铁心中主磁通最大值Φm就基本一定。
当二次电流增大I2时,一次电流I1也随之增大,以维持Φm的基本不变,并维持变压器的功率平衡。
变压器一次、二次侧的电压与匝数成正比,而电流与匝数成反比:
3.变压器的铭牌数据
(1)型号。
表示变压器的相数、冷却方式、循环方式、绕组数、导线材质、调压方式、设计序号、额定容量、高压绕组额定电压等级、防护代号等。
(2)额定电压。
一次电压UN1是根据绝缘强度和允许发热条件而规定的正常工作电压值,二次电压UN2是当一次电压为UN1时二次侧的空载电压值。
对于三相变压器,额定电压指线电压。
(3)额定电流。
是根据变压器的允许发热条件而规定的满载电流值。
对于三相变压器,额定电流指线电流。
(4)额定容量。
是变压器额定运行时允许传递的最大功率。
对于单相变压器,SN=UN2IN2;
对于三相变压器SN=UN2IN
(5)阻抗电压。
是短路电压占一次侧额定电压的百分数,又称短路电压标么值,即:
式中短路电压UK是当变压器二次侧短路时,使变压器一次二次侧刚好达到额定电流时在一次侧施加的电压值。
(6)温升。
是变压器在额定运行时允许超过周围环境温度的数值,它取决于变压器的绝缘等级。
设计的一般规定环境温度为400C。
(三)电焊变压器
电焊变压器又称交流弧焊机。
根据弧焊工艺的要求,电焊变压器空载时要有足够的引弧电压(65~75V);
负载时应具陡降的外特性;
额定负载时电压约为30V;
短路电流不大;
焊接电流随时可调。
常见的电焊变压器有:
1.磁分路中铁式电焊变压器。
这种变压器有三个铁心柱,一个主铁心柱上绕有一次、二次绕组,另一主铁心柱上绕有电抗绕组,中间为可动铁心柱,用来改变漏抗。
改变二次绕组和电抗绕组的匝数,可以改变空载电压,这是粗调,空载电压升高则焊接电流增大。
改变动铁心位置,这细调。
动铁心移入,漏抗增大,外特性变陡,焊接电流减小。
2.动圈式电焊变压器。
这种变压器的一次绕组分为两部分,固定在铁心柱的底部;
二次绕组也分为两部分,可沿铁心柱上下移动。
改变一次、二次绕组的连接方式,可以改变空载电压,这是粗调。
改变二次绕组的位置,这是细调。
一次、二次绕组间距离增大,则漏抗增大,焊接电流减小。
(四)互感器
1.电压互感器。
电压互感器将高电压变为低电压以便于进行测量。
其特点是:
(1)一次绕组匝数多,线径小,使用时并联在被测线路上;
二次绕组匝数少,二次电压规定为100V,使用时接高内阻电压表或其他仪表的电压线圈,相当于空载状态。
(2)铁心采用优质硅钢片叠成,工作时空载电流很小。
(3)使用时二次侧绝对不允许短路,否则将烧坏互感器。
(4)铁心及二次绕组一端应可靠接地,以防止二次侧出现高压,危及设备及人员安全。
2.电流互感器。
电流互感器将大电流变为小电流以便于测量。
⑴一次绕组匝数少、线径大,使用时串联在被测电路上;
二次绕组匝数多、线径小,二次电流规定为5A,使用时接电流表或是其它仪表的电流线圈,相当于短路状态
⑵电流互感器一次电流由被测电路决定,与互感器二次电路无关。
⑶使用时二次侧绝对不允许开路,否则将造成铁心过热、二次侧产生高压危及人身及设备安全。
⑷铁心及二次绕组一端必须可靠接地,以防止二次侧出现高压危及人身及设备安全。
(五)变压器连接组的含意
变压器的连接组是指出变压器高、低压绕组的连接方式及以时钟时序数表示的相对相位移的通用标号。
通常表示为:
A,BC。
其中A项表示高压绕组的连接方式:
D表示△形连接,Y表示Y形连接,YN表示带中线YN形连接。
B项表示低压绕组的连接:
d表示△形连接,y表示Y形连接,yn表示带中线YN形连接。
C项表示低压绕组的电压滞后于高压绕组对应电压的相位角是300角的倍数值,即将高压绕组某一线电压相量视为时钟的长针,始终指向12点位置,则低压绕组对应线电压视为时钟的短针,指到钟面上的时数,用0~11表示12种连接组别。
国家标准规定三相变压器的五种标准连接组是Y,yn0、Y,d11、YN,d11、YN,y0、Y,y0,其中前三种最常用。
(六)变压器的并联
1.变压器并联运行的优越性。
变压器并联运行有利于逐步增加用电负荷、合理地分配负荷,从而降低损耗、提高运行效率,延长运行寿命;
可改善电压调整率,提高电能的质量;
有利于变压器的检修,提高供电的可靠性。
2.变压器并联运行的条件。
相互并联的变压器,其额定电压和变比应相等,连接组别必须相同,阻抗电压应相等。
(七)小型变压器的线圈绕制
在日常电气设备维护中,经常会碰到小型变压器线圈、交直流接触器线圈、各种继电器线圈、电磁铁及电磁阀线圈烧毁而需要重新绕制的问题。
现以小型变压器的绕制为例,介绍小型线圈的绕制方法。
1.小型电源变压器的绕制方法
(1)绕制前的准备工作
①选择导线、绝缘材料。
②制作木芯。
③制作骨架。
(2)绕制线包
图5—1绕组的绕制
a)绕线方法b)绕组线头的紧固c)绕组线尾的紧固
①裁剪好各种绝缘纸(布),绝缘纸的宽度应稍长于骨架的长度,而长度应稍大于骨架的周长,还应考虑到绕组绕大后所需的裕量。
②起绕。
绕线前,利用木芯将骨架固定在绕线机轴上,如图5-1a所示。
若采用无框骨架,起绕时在导线引线头压入一条绝缘带的折条,以便抽紧起始线头,如图5—1b所示。
导线起绕点不可过于靠近骨架边缘,以免绕线时导线滑出。
若采用有框骨架,线要紧靠边框,不必留出空间。
③绕线方法。
导线要求绕得紧密、整齐,不允许有叠线现象。
绕线的要领是:
按图5-2所示拉线,拉线的手顺绕线的前进方向移动。
拉力大小要适当。
导线较粗时,每绕完一层要垫层间绝缘。
④线包的层次。
绕线的顺序按一次侧绕组、静电屏蔽、二次侧高压绕组、低压绕组依次叠绕。
每绕完一组绕组后,要衬垫绕组间绝缘材料。
图5—2绕制时待线的方法图5—3静电屏蔽层的形状图5—4利用原线作引线
⑤线尾的紧固。
当一组绕组的绕制接近结束时,要垫上一条绝缘带的折条,继续绕线至结束,将线尾插入绝缘带的折缝中,抽紧绝缘带,线尾便固定了。
如图5—1c所示。
⑥静电屏蔽层的制作。
电子设备中的电源变压器,需在一、二次侧绕组间放置静电屏蔽层。
屏蔽层可用厚约0.lmm的铜箔或其它金属箔制成,其宽度比骨架长度稍短l~3mm,长度比一次侧绕组的周长短5mm左右,如图5—3所示。
屏蔽层夹在一、二次侧绕组的绝缘垫层间,不能碰到导线或自行短路,铜箔上焊接一根多股软线作为引出接地线。
如无铜箔,可用0.12~0.15mm的漆包线密绕一层,一端埋在绝缘层内,另一端引出作为接地线。
⑦引线。
当线径大于0.2mm时,绕组的引线可利用原线,按图5—4所示的方法绞合后引出即可。
线径小于0.2mm时应采用多股软线焊接后引出,焊剂应采用松香焊剂。
引出线的套管应按耐压等级选用。
⑧外层绝缘。
线包绕好后,外层用青壳纸绕2~3层,用胶水粘牢。
(3)浸漆、绝缘处理。
(4)安装铁心
铁心要求紧密、整齐,铁心片一片一片地交叉对镶,最后要将铁心用螺栓或夹板紧固。
2.变压器极性的判别
(1)按图5—5接线,电池接于高压侧,毫伏表接于低压侧。
(2)接通开关S的瞬间,若毫伏表指针正摆(右摆),则A与a为同名端,否则为异名端。
图5—5极性的判别
3.三相变压器的联结组别。
三相变压器一次侧、二次侧绕组有不同的接法,构成多种联结组别,最常见的有:
Y,yn;
Y,d和YN,d。
其中大容量变压器通常采用Y,d或YN,d连接,小容量且需要中性线的变压器广泛采用Y,yn连接。
二、技能实训
小型变压器的绕制及检测
1.实训目的
(1)掌握变压器的工作原理及接线方法。
(2)掌握单相变压器的绕制及极性的判别方法。
2.设备和器件
小型电源变压器塑料骨架及铁心、木芯、手动绕线机、剪刀、尖嘴钳、铁锤
直流毫伏表(万用表)、干电池、三相变压器
3.操作内容及要求
(1)小型电源变压器的绕制及检测
①利用已给的骨架、木芯、硅钢片绕制380V/36V的电源变压器。
②一次侧导线用¢mm漆包线,匝数为匝;
二次侧导线用¢mm漆包线,匝数为匝;
(具体数值由教师根据所备骨架计算给出)
③测出一、二次电压,算出变压比K。
④测一次侧空载电流。
⑤给二次侧接入一适当负载,用电流表测出一、二次电流,算出变流比1/k。
(2)三相变压器极性判别及接线
①以一个绕组为基准,利用干电池和毫伏表判断6个绕组的极性,标出同名端。
②练习Y、yn;
YN、d和Y、d三种联结组别的接线。
(3)电力变压器结构和性能的认识
①由教师指导学生认识油浸式电力变压器的结构,口述主要部件的作用。
②认识电力变压器的铭牌,了解电力变压器的性能。
4.实训报告
(1)分析变压器的变压、变流原理。
(2)写出电力变压器(油浸式)的主要结构并说明其作用。
5.考核要求
(1)能正确绕制小型电源变压器,口述变压器的工作原理。
(2)能掌握单相变压器的测试方法。
(3)能正确回答电力变压器的结构及各主要部件的作用,认识铭牌。
(4)文明实训、注意安全,不发生违纪和实训事故。
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