维修电工与实训第五章学习教案.pptx

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1、会计学1维修电工与实训第五章维修电工与实训第五章第一页，共49页。5.1 5.1 三相变压器钟点组接与极性测试三相变压器钟点组接与极性测试5.2 5.2 三相变压器参数三相变压器参数(cnsh)(cnsh)测试实习测试实习 第1页/共49页第二页，共49页。5.1.1 5.1.1 三相变压器钟点组接三相变压器钟点组接5.1.1.1 5.1.1.1 三相绕组的连接法三相绕组的连接法 三相变压器按其磁路系统三相变压器按其磁路系统(xtng)(xtng)的不同可以分为两的不同可以分为两类：各相磁路彼此无关联的组式变压器和各相磁路彼此相类：各相磁路彼此无关联的组式变压器和各相磁路彼此相关联的三相变压器

2、。关联的三相变压器。 第2页/共49页第三页，共49页。 将三个相同参数的单相(dn xin)变压器按一定的接线方式连接成三相，我们把它称为三相变压器组，也可称为组式变压器，最常用的连接方法有两种：星形接法（）和三角形接法（）。 在绕组的连接当中，我们用1U1（A）、1V1（B）、1W1（C）表示高压绕组的首端，用1U2（X）、1V2（Y）、1W2（Z）表示尾端；而用2U1（a）、2V1（b）、2W1（c）表示低压绕组的首端，用2U2（x）、2V2（y）、2W2（z）表示尾端。星形接法的中点用N表示。要求把中点引出时用文字符号YN表示。 第3页/共49页第四页，共49页。 1. Y1. Y接法

3、接法 我们把三相绕组的三个尾端连在一起，而把三个首端引出我们把三相绕组的三个尾端连在一起，而把三个首端引出(yn ch)(yn ch)，这种接法称为，这种接法称为Y Y接法，如图接法，如图5-15-1所示。所示。图5-1 Y接法（a）原理图 （b）相量图第4页/共49页第五页，共49页。 2 . 接法接法 三角形接法是把一相绕组的尾端与另一相的首端连在一起，按三角形接法是把一相绕组的尾端与另一相的首端连在一起，按顺序接成一个闭合回路顺序接成一个闭合回路(hul)，再以三个连接点引出端线，接三，再以三个连接点引出端线，接三相电源。三角形接法又分正相序接法相电源。三角形接法又分正相序接法(即即1U

4、11U21V11V21W11W21U1)和反相序接法和反相序接法(即即1U11U21W11W21V11V21U1)。无论采用哪一种接法，当电流从某一。无论采用哪一种接法，当电流从某一相电源流进，而从另外两相流出时，都能够保证它们在铁心中产相电源流进，而从另外两相流出时，都能够保证它们在铁心中产生的磁通方向是一致的。如图生的磁通方向是一致的。如图5-2所示。所示。第5页/共49页第六页，共49页。 特别应该注意，在连接成三相绕组时，各绕组的极性必须一致，而且(r qi)标志应正确，一旦接错，可能发生严重事故。 图5-2 接法 (a) 正相序接法 (b) 反相序接法 第6页/共49页第七页，共49

5、页。 3. V3. V接法接法 如三台单相变压器中有一台发生故障或由于其它原因，仅有如三台单相变压器中有一台发生故障或由于其它原因，仅有两台单相变压器连成三相运行时，可以改成如图两台单相变压器连成三相运行时，可以改成如图5-35-3所示的所示的V/VV/V连连接接(linji)(linji)，又称为开口三角形，又称为开口三角形( () )接法。接法。 图5-3 变压器V连接(linji) 第7页/共49页第八页，共49页。 根据理论分析可知，此种接法，若在二次侧接上对称的三相负载，则其二次电流也是对称的。若考虑变压器内部漏抗产生的压降，由于漏抗不对称，使二次电压略显不对称，但影响比较小。必须指

6、出，采用V/V形连接时，其容量(rngling)只有原来的86.6%。第8页/共49页第九页，共49页。5.1.1.2 5.1.1.2 三相变压器的联结组三相变压器的联结组 1. 1. 联结组类型联结组类型 变压器一、二次侧都可接成变压器一、二次侧都可接成Y Y形或形。用形或形。用Y Y形连接法时中形连接法时中点可以有引出线或没有引出线，因此，一、二次侧的接法可点可以有引出线或没有引出线，因此，一、二次侧的接法可以采用以采用(ciyng)(ciyng)下列几种不同的组合形式：下列几种不同的组合形式：Y/YY/Y；Y/YNY/YN；Y/Y/；YN/YN/；/Y/Y；/ YN / YN 或或/ /

7、等。分子表示高压一次绕组等。分子表示高压一次绕组的连接法，分母表示低压二次绕组的连接法。的连接法，分母表示低压二次绕组的连接法。第9页/共49页第十页，共49页。 目前我国生产的电力变压器常采用的接法是Y/YN；Y/；YN/等几种。例如，YN/联结组说明高压绕组接成星形，并且中点有引出线，低压绕组接成三角形。对于(duy)高压绕组接成星形时最有利，因为它的相电压只有线电压的1/ ，因而可以降低绕组的绝缘等级。低压绕组接成三角形，相电流只有线电流的1/ ，可使绕组的截面积减小，便于绕制。而Y/YN连接法，适用于照明与动力混合性质的负载。 3第10页/共49页第十一页，共49页。 2. 2. 联结

8、组钟点表示法联结组钟点表示法 根据器一、二次侧线电势的相位关系，把变压器的绕组根据器一、二次侧线电势的相位关系，把变压器的绕组连接成各种不同组合，称为连接成各种不同组合，称为(chn wi)(chn wi)绕组的联结组。我国绕组的联结组。我国采用时钟表示法，即把高压边的线电势的相量作为时钟的长采用时钟表示法，即把高压边的线电势的相量作为时钟的长针，低压边的线电势的相量作为时钟的短针，把分钟针，低压边的线电势的相量作为时钟的短针，把分钟( (高压相高压相量量) )指向指向1212时，看短针时，看短针( (低压相量低压相量) )指在时钟的哪个数字上，就指在时钟的哪个数字上，就作为联结组组别的标志。

9、作为联结组组别的标志。第11页/共49页第十二页，共49页。 3. 3. 单相变压器联结组的钟点表示法单相变压器联结组的钟点表示法 单相变压器只有单相变压器只有(zhyu)I /I-12(zhyu)I /I-12和和I /I-6I /I-6两种联结组。我两种联结组。我国工业标准规定国工业标准规定I /I-12I /I-12为单相变压器的标准联结组，如图为单相变压器的标准联结组，如图5-45-4所所示。由图示。由图5-45-4可知，在单相变压器中，一、二次侧相电势的相位可知，在单相变压器中，一、二次侧相电势的相位关系由一、二次绕组的同名端同时取为首端，还是非同名端取为关系由一、二次绕组的同名端同

10、时取为首端，还是非同名端取为首端来决定。首端来决定。第12页/共49页第十三页，共49页。图5-4 单相变压器首端的(dund)不同接法第13页/共49页第十四页，共49页。 单相变压器在自动控制系统中应用甚多。在晶闸管系单相变压器在自动控制系统中应用甚多。在晶闸管系统中，主回路与触发电路之间有严格的相位关系，但当标统中，主回路与触发电路之间有严格的相位关系，但当标志志(biozh)(biozh)模糊不清时，就需要测定极性，方法是将高模糊不清时，就需要测定极性，方法是将高、低压绕组出线端标记为、低压绕组出线端标记为1U11U21U11U2与与2U12U22U12U2，将，将1U21U2与与2U

11、22U2联在一起，在联在一起，在1U11U21U11U2上加适当交变电压，测量上加适当交变电压，测量U1U1U1U1、2U22U2、U1U1U1U1、2U22U2及及U2U1U2U1、2U22U2。若。若U1U1U1U1、2U1= U1U12U1= U1U1、2U2-U2U12U2-U2U1、1U21U2，则是，则是I/I-12I/I-12联结组，若联结组，若U1U1U1U1、2U1= U1U12U1= U1U1、1U2+ U2U11U2+ U2U1、2U22U2，则是，则是I/I-6I/I-6联结组。联结组。第14页/共49页第十五页，共49页。 4. 4. 三相变压器的联结组三相变压器的联

12、结组 三相变压器的连接不仅三相变压器的连接不仅(bjn)(bjn)与端头标志和同名端有关与端头标志和同名端有关，还与三相绕组连接有关，不同的连接方式，其一、二侧对，还与三相绕组连接有关，不同的连接方式，其一、二侧对应的线电压之间有不同的相位移。应的线电压之间有不同的相位移。 （1 1）Y/YY/Y联结组联结组 如图如图5-55-5所示，将一、二次绕组的同名所示，将一、二次绕组的同名端取为首端，故一、二次侧的相电势之间为同相位，线电势端取为首端，故一、二次侧的相电势之间为同相位，线电势之间也是同相位，用时钟表示，高压边线电势之间也是同相位，用时钟表示，高压边线电势E1UE1U、1V1V作为长作为

13、长针指向钟面上的针指向钟面上的1212；低压边的线电势；低压边的线电势E2UE2U、2V 2V 也指向也指向1212，故，故联结组别用联结组别用Y/Y-12Y/Y-12表示。表示。第15页/共49页第十六页，共49页。图5-5 Y/Y-12联结组（a）原理图（b）相量图（c）时钟(shzhng)表示图第16页/共49页第十七页，共49页。 若仍采用Y/Y连接，而一次侧同名端为首端，而二次侧非同名端为首端，如图5-6a所示。可见同一相一、二次侧的相电势相反。所以一次侧线电势指向12点，而二次侧的线电势指向6点称为(chn wi)Y/Y-6联结组。可见，同名端相反，相移180，迟后6个钟点。 第1

14、7页/共49页第十八页，共49页。图5-6 Y/Y-6联结(linji)组（a）原理图（b）相量图（c）时钟表示图第18页/共49页第十九页，共49页。 若一、二次绕组的同名端取为首(wishu)端，而把二次侧V相标定为U相；W相标定为V相；U相标定为W相，即一次侧的U相绕组实际上与二次侧的W相绕组的相电势同相，当E1U、1V指向12点时，二次侧的E2U、2V指向4点，所以该三相变压器为Y/Y-4联结组，如图5-7所示。可见，顺换一相序，相移120，正好差4个钟点。第19页/共49页第二十页，共49页。图5-7 三相(sn xin)变压器Y/Y-4联结组（a）原理图（b）相量图第20页/共49

15、页第二十一页，共49页。 （2）Y/联结组 一次侧是Y形接法，二次绕组接成形，一、二次绕组都以同名端作为首端。二次绕组接成2U12V2、2V12W2、2W12U2连成三角形(反相序)，2U1、2V1、2W1为出线端，此时E1U和E2U同相，但线电势E2U、2V与E1U、1V的相位相差330，则长时针指向(zh xin)12时，短时针指向(zh xin)11点，称为Y/-11联结组，如图5-8所示。可见，反相序连接成形，原钟点减1(即12-1=11点)。第21页/共49页第二十二页，共49页。图5-8 Y/ -11联结(linji)组（反相序）（a）原理图（b）相量图第22页/共49页第二十三页

16、，共49页。 若二次绕组以异名端为首端，则1U与2U反相，如图5-9所示，它们的相量图5-9b中E1U、1V与E2U、2V相位相差150为5点钟，称为(chn wi)Y/-5联结组。可见，原为Y/-11，异名端减6点(11+6=17，即5点)变成Y/-5。第23页/共49页第二十四页，共49页。 a) b) 图5-9 Y/-5联结(linji)组（a）原理图（b）相量图第24页/共49页第二十五页，共49页。 我们不但应能根据变压器的接线图作出相量图，以判别我们不但应能根据变压器的接线图作出相量图，以判别(pnbi)(pnbi)其接线所其接线所表示的联结组别，而且应能根据给定的联结组别，作出相

17、量图，并将变压器连表示的联结组别，而且应能根据给定的联结组别，作出相量图，并将变压器连接成给定的联结组别。其方法是：例如，三相变压器，一、二次绕组均以同名接成给定的联结组别。其方法是：例如，三相变压器，一、二次绕组均以同名端为首端，要接成端为首端，要接成Y/Y/-1-1联结组。联结组。第25页/共49页第二十六页，共49页。 首先将一次绕组接成星形(Y)，并作出一次电势(相电势、线电势)的相量图；再根据所要求的联结组别Y/-1，二次绕组的线电势与相应一次绕组的线电势相位差为30，以一次侧线电势三角形1U1、1V1、1W1为基准，顺时针旋转30，即得到二次侧线电势三角形2U1、2V1、2W1，因

18、二次侧作三角形接线，所以线电势的相量即为相电势的相量，由于一、二次绕组均以同名(tngmng)端取为首端，故对应1U11U2、1V11V2和1W11W2可将二次侧的相电势标出，如图5-10所示。即可确定二次绕组应按2U12U22V12V22W12W22 U1正相序连接成三角形。可见，只要将二次绕组正相序连成形即可，因为正相序连接成时，单钟点加1(12+1=13点)为1点钟。第26页/共49页第二十七页，共49页。a) b) 图5-10 Y/ -1联结(linji)组（正相序）（a）原理图（b）相量图第27页/共49页第二十八页，共49页。 综上所述，如果一次绕组的三相标志不变，仅将二次绕组的三

19、相标志轮换，对于Y/Y联结(linji)组可得到六个偶数不同的组别，而对Y/联结(linji)组可得到六个奇数的不同组别。 其实，要解决三相变压器钟点组接问题，只要掌握下列基本规律，就能迅速画出三相变压器各种钟点组接线图。 1)以Y/Y-12(和/-12)为标准钟，如图5-5所示； 2)改变同名端，加6点，为Y/Y-6，如图5-6所示； 3)调换相序一次，加4点，为Y/Y-4，如图5-7所示； 第28页/共49页第二十九页，共49页。 3)调换相序一次，加4点，为Y/Y-4，如图5-7所示； 4)反相序连成，减1点，为Y/-11如图5-8所示(初级(chj)相反，反相序加1点)； 5)次级正相

20、序连成，加1点，为Y/-1，如图5-10所示(初级(chj)相反，正相序减1点)； 6) Y/Y、/，只能接成2、4、6、8、10、12点(偶数点)； 7) /Y、Y/，只能接成1、3、5、7、9、11点(奇数点)。 第29页/共49页第三十页，共49页。 这是因为：三相360，每相120，同相为12点，反相为6点，超前30为11点，滞后30为1点，根据上述规律，灵活运用，即迅速解决(jiju)钟点组接问题。 例如：要接Y/-5，只需在Y/-11的基础上，变同名端即成，如图5-9所示。 又如： /Y-9，只需将一次绕组按正相序连成形，为超前1点，二次绕组变同名端，加6点，调相序一次，加4点；迟

21、后10点，正好9点。 再如：/-10，只需要将一、二次绕组都正相序连成形，正好12点同相，二次绕组变同名端加6点，调相序加4点，共10个钟点。第30页/共49页第三十一页，共49页。5.1.2 5.1.2 变压器的极性测试变压器的极性测试 5.1.2.1 5.1.2.1 三相三相(sn xin)(sn xin)变压器各绕组相间的极性变压器各绕组相间的极性( (同名端同名端) )测定测定 绕组的同名端，即同极性端，同为高电位，绕组的同名绕组的同名端，即同极性端，同为高电位，绕组的同名端上用黑圆点表示。端上用黑圆点表示。第31页/共49页第三十二页，共49页。1. 1. 高低压边绕组的极性测定高低

22、压边绕组的极性测定(cdng)(cdng) （1 1）先用万用表的）先用万用表的“R“R档档”分出高低压边绕组；分出高低压边绕组； （2 2）属同一绕组的两端标上标号）属同一绕组的两端标上标号( (假设假设) )，如图，如图5-115-11所示；所示； （3 3）判）判U(A)U(A)相高低压边极性：将相高低压边极性：将X X、x x短接；短接；A A相加交流相加交流100V100V；测量测量UAa(U1U1UAa(U1U1、2U1)2U1)，UAx(U1U1UAx(U1U1、1U2),1U2),及及Uax(U2U1Uax(U2U1、2U2)2U2)；若；若UAa=|UAX- Uax|UAa=

23、|UAX- Uax|，则假设标号对；否则，标号不对，应把，则假设标号对；否则，标号不对，应把a a、x(2U1,2U2)x(2U1,2U2)对调之。对调之。 （4 4）同理，用（）同理，用（3 3）的方法，确定其它两相的高低压边极性）的方法，确定其它两相的高低压边极性。 第32页/共49页第三十三页，共49页。图5-11 测定柱式铁心(ti xn)三相变压器的极性 第33页/共49页第三十四页，共49页。 2. 2. 高压高压(goy)(goy)边边U(A)U(A)，V(B)V(B)，W(C)W(C)相同极性测定相同极性测定 （1 1）判）判U U、W(AW(A、C)C)相间极性相间极性 将将

24、XZXZ短接；短接；B B相加交流相加交流100V100V；测量；测量UAC(U1U1UAC(U1U1、1W1)1W1)、UAX(U1U1UAX(U1U1、1U2)1U2)及及UCZ(U1W1UCZ(U1W1、1W2)1W2)；若；若UAC=|UAX-UAC=|UAX-UCZ|UCZ|，则标号对；否则，标号错，只要将，则标号对；否则，标号错，只要将U U、W(AW(A、C)C)两相中任意一相两相中任意一相首尾标号对调即行。例如将首尾标号对调即行。例如将1U1(A)1U1(A)与与1U2(X)1U2(X)对调，同时将对调，同时将2U1(a)2U1(a)与与2U2(x)2U2(x)对调。对调。 （

25、2 2）同理，以）同理，以U(A)U(A)相为基准，用上述方法可以确定相为基准，用上述方法可以确定(V(V、W)W)、(B(B、C)C)相间极性。相间极性。 第34页/共49页第三十五页，共49页。5.1.2.2 5.1.2.2 三相变压器联结组的测试与验证三相变压器联结组的测试与验证 用双踪示波器测量用双踪示波器测量U2U1U2U1、2V12V1波形滞后于波形滞后于U1U1U1U1、1V11V1波形的相位角波形的相位角 线路如图线路如图5-125-12所示。将一探头接到所示。将一探头接到1V11V1、另一探头接到、另一探头接到2V12V1，接，接地线与地线与1U11U1、或、或2U12U1相

26、联相联(1U1(1U1与与 2U1 2U1短接短接) )，合上开关，合上开关SASA调压器电调压器电压由零逐渐压由零逐渐(zhjin)(zhjin)调到调到100V100V，观察示波器屏幕上，观察示波器屏幕上U1U1U1U1、1V1 1V1 与与U2U1U2U1、2V12V1波形的相位，由此确定绕组的联结组别。波形的相位，由此确定绕组的联结组别。第35页/共49页第三十六页，共49页。图5-12 用示波器测试(csh)联结组别 第36页/共49页第三十七页，共49页。 2. 2. 计算电压值法校验联结组别计算电压值法校验联结组别 首先将高压和低压两个相同的出线端，如将首先将高压和低压两个相同的

27、出线端，如将1U11U1与与2U12U1连接起来，如图连接起来，如图5-135-13所示，并在高压绕组上施加电压所示，并在高压绕组上施加电压100V100V，用电压表分别测量其它几个端点，用电压表分别测量其它几个端点(dun din)(dun din)的电压。的电压。例如：例如：Y/Y/-11-11接线，参看图接线，参看图5-13a5-13a。测量下列电压：。测量下列电压：U1VU1V、2V 2V 、U1WU1W、2v 2v 、 U1v U1v、2w2w。由于。由于1U11U1与与2U12U1重合，得到重合，得到如图如图5-13b5-13b所示的相量图。所示的相量图。第37页/共49页第三十八

28、页，共49页。图5-13 计算电压值法校验(xio yn)联结组别(a)接线图 (b)相量图第38页/共49页第三十九页，共49页。 若一次绕组的线电压为U1U1、1V1 ，二次侧的线电压为U2U1、2V1 ，则变压比为 由图5-13b可见 若实测(sh c)的电压数据与上面的公式计算所得的数据相同，则表示绕组连接正确，可以断定为Y/-11联结组。 用上述的试验方法，对不同数字的联结组别，根据所测的具体电压数据代入表5-1所给的公式，数据满足那个组别的公式，该变压器的属于这个组别。第39页/共49页第四十页，共49页。 表5-1 变压器联结组别的校核(xio h)公式第40页/共49页第四十一

29、页，共49页。第41页/共49页第四十二页，共49页。 注： 设 。否则(fuz)，表中公式要乘以。第42页/共49页第四十三页，共49页。5.2.15.2.1实习目的实习目的 1. 1. 掌握三相变压器的试验方法；掌握三相变压器的试验方法； 2. 2. 掌握三相变压器参数测定及计算方法；掌握三相变压器参数测定及计算方法；5.2.2 5.2.2 实习内容实习内容(nirng) (nirng) 1.1.空载试验空载试验 (1) (1)试验目的试验目的 测定三相变压器的变比测定三相变压器的变比K K、空载电流、空载电流I0I0及空载损耗及空载损耗p0p0。 (2) (2)试验电路及方法试验电路及方

30、法 空载试验一般要考虑仪表及操作安全等因素，故在低压侧进行较空载试验一般要考虑仪表及操作安全等因素，故在低压侧进行较好，如图好，如图5-145-14所示。所示。第43页/共49页第四十四页，共49页。图5-14 空载(kn zi)试验电路及方法（a）单相（b）三相第44页/共49页第四十五页，共49页。 操作步骤如下，高压(goy)侧绕组处于开路状态，低压侧绕组施加规定频率的额定电压，测量并记录U1、U20、I0及p0。 根据测量数据计算变比K, 励磁阻抗 励磁电阻 励磁电抗 换算到高压(goy)侧时，阻抗值乘以K2。第45页/共49页第四十六页，共49页。 2. 2. 短路试验短路试验 (1

31、) (1)试验目的试验目的 求短路阻抗及铜耗求短路阻抗及铜耗pkpk。 (2) (2)试验线路及方法试验线路及方法按图按图5-155-15所示接线，短接试验一般所示接线，短接试验一般(ybn)(ybn)在高压侧进行，将低压侧在高压侧进行，将低压侧短接。短接。 图5-15 短路试验(shyn)线路及方法（a）单相 （b）三相第46页/共49页第四十七页，共49页。 操作程序如下：自耦变压器由零开始逐渐升高电压，并注意观察电流表。电流表读数达到高压侧的额定电流时，停止升压，并记录短路(dunl)电流Ik值，短路(dunl)损耗功率pk值和短路(dunl)电压Uk值。根据测得数据计算各参数： 短路(dunl)阻抗或漏抗 短路(dunl)电阻 短路(dunl)电抗或漏抗 第47页/共49页第四十八页，共49页。 按照技术标准规定，绕组的电阻值应换算到它的绝缘等级的参考温度时的值，A、B、E级绝缘的参考温度为75。所以在试验时需记录测量时的绕组温度。 换算公式： 式中 测量时绕组的温度(单位：)； R 温度为时绕组的电阻值； RT温度为T时(T为75或115)绕组的电阻值； T参考温度，根据(gnj)绕组的绝缘等级取(75或115)； 235铜(或铝)的温度系数(铜为235，铝取245)。 第48页/共49页第四十九页，共49页。