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1、第二单元章节备课 教学内容 第二单元变压器绕组的极性测定与连接 教学目标 1、掌握单相变压器绕组的极性及其判定； 2、应用所学知识会进行变压器绕组极性的判定； 3、培养学生刻苦钻研、不畏困难的精神。 4、会进行三相变压器星形和三角形和相变压器星星组极性的连接； 5、培养学生细心、认真的学习态度。 6、掌握三相变压器及连接组别 教学重点 1.单相变压器绕组的极性及其判定 2.三相变压器及连接组别 教学难点 1.单相变压器绕组的极性及其判定 2.三相变压器及连接组别 教学反思 第二单元课时备课 教学内容 §2—1
2、单相变压器绕组的极性 2课时 教学目标 1、掌握单相变压器绕组的极性及其判定； 2、应用所学知识会进行变压器绕组极性的判定； 3、培养学生刻苦钻研、不畏困难的精神。 教学重点 单相变压器绕组的极性及其判定 教学难点 单相变压器绕组的极性及其判定 教学过程 导入新课 1、变压器的损耗、效率及冷却方式 2、变压器的故障检修及一般试验 变压器绕组之间进行连接时，极性是至关重要的。一旦极性接反，轻者不能正常工作；重者致绕组和设备的损坏。所以我们要知晓变压器绕组的极性及其判定方法。 新授 （教师结合教材P24图2-1讲解变压器绕组的极性，学生理解掌握） （师
3、生共同讨论绕组的串联） 新授 （师生共同讨论绕组的串联） （教师讲解极性的判别方法） （教师讲解测试法，判定变压器的极性，学生理解） 一、变压器绕组的极性 变压器绕组的极性是指变压器一次侧、二次侧绕组在同一磁通作用下所产生的感应电动势之间的相位关系，通常用同名端来标记。在图2--1中，铁心上绕制的所有线圈都被铁心中交变的主磁通所穿过，在任何某个瞬间，电动势都处于相同极性(如正极性)的线圈端就称同名端；而另一端就成为另一组同名端，它们也处于同极性(如负极性)。不是同极性的两端就称为异名端。例如在交变磁通曲的作用下，感应电动势与的正方向所指的lU2、2U
4、2是一对同名端，在互感器绕组上常用“+”和“—”来表示(并不表示真正的正负意义)。 对一个绕组而言，哪个端点作为正极性都无所谓，但一旦定下来，其他有关的线圈的正极性也就根据同名端关系定下了。有时也称为线圈的首与尾，只要一个线圈的首尾确定了，那些与它有磁路穿通的线圈的首尾也就定下了。 二、极性的重要性 1．绕组串联时 (1)正向串联，也称为首尾相连，即把两个线圈的异名端相连，总电动势为两个电动势相加，电动势会越串越大。 (2)反向串联，也称为尾尾相连(或首首相连)，总电动势为两个电动势之差，电动势将变小。 正因为正、反向串联的总电动势相差很大，所以常用
5、此法来判别两个绕组的同名端。 2．绕组并联时也有两种连接方法。 (1)同极性并联，它又分两种情况。 1)与大小一样，则两个绕组回路内部的总电动势为零，不会产生内部环流，这是最理想状态，变压器的并联，就应符合这种条件： 2) 与大小不等，则两个绕组回路内部的总电动势不为零，外部不接负载时，也会产生一定的环流。这对绕组的正常工作不利，环流会产生损耗和发热，输出电压、电流都减少，严重时甚至烧坏绕组。 (2)反极性并联 这时两个绕组回路内部的环流将很大，甚至烧坏线圈，这种接法是不允许的，应绝对避免。以上说明绕组极性判别对变压器绕组的连接是十分重要的。
6、三、极性的判别 1．直观法 因为绕组的极性是由它的绕制方向决定的，所以可以用直观法判别它们的极性。 2．测试法 无法观察到绕组的绕制方向(如绕组密封在内部)，只能借助仪表来测试。 （1）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 (2)检流计法 P为检流计(检流计指针偏向电流流人的一端)。当合上开关飞，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。用这个方法时，为了省电和保护检流计，一般将高压侧接检流计。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
7、显为止。 以上是对单相绕组的极性判别。对三相变压器来说，它的每一相的一次侧、二次侧绕组之间的同名端判别，同单相变压器一样。但三相绕组之间严格地讲不属于同名端判别范畴。 课堂练习 判定变压器的极性 板书 小结 1、变压器绕组的极性 2、绕组的串并联 3、极性的判别 作业 P33:1.2.3. 第二单元课时备课 教学内容 变压器绕组的极性的判断 2课时实训 教学目标 会判断变压器绕组的极性的判断 教学重点 变压器绕组的极性的判断 教学难点 变压器绕组的极性的判断 教学过程 导入新课 通过理论知识，知道了怎样判断变压器的极性，下面学生用仪
8、器来判断变压器的极性。 新授 新授 一、理论判断： 1．绕组串联时 (1)正向串联，也称为首尾相连，即把两个线圈的异名端相连，总电动势为两个电动势相加，电动势会越串越大。 (2)反向串联，也称为尾尾相连(或首首相连)，总电动势为两个电动势之差，电动势将变小。 正因为正、反向串联的总电动势相差很大，所以常用此法来判别两个绕组的同名端。 2．绕组并联时也有两种连接方法。 (1)同极性并联，它又分两种情况。 1)与大小一样，则两个绕组回路内部的总电动势为零，不会产生内部环流，这是最理想状态
9、变压器的并联，就应符合这种条件： 2) 与大小不等，则两个绕组回路内部的总电动势不为零，外部不接负载时，也会产生一定的环流。这对绕组的正常工作不利，环流会产生损耗和发热，输出电压、电流都减少，严重时甚至烧坏绕组。 (2)反极性并联 这时两个绕组回路内部的环流将很大，甚至烧坏线圈，这种接法是不允许的，应绝对避免。以上说明绕组极性判别对变压器绕组的连接是十分重要的。 二、极性的判别（学生判断） 1．直观法 因为绕组的极性是由它的绕制方向决定的，所以可以用直观法判别它们的极性。 2．测试法 无法观察到绕组的绕制方向(如绕组密封在内部)，只能借助仪表来测试。 （
10、1）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 (2)检流计法 P为检流计(检流计指针偏向电流流人的一端)。当合上开关飞，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。用这个方法时，为了省电和保护检流计，一般将高压侧接检流计。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。 以上是对单相绕组的极性判别。对三相变压器来说，它的每一相的一次侧、二次侧绕组之间的同名端判别，同单相变压器一样。但三相绕组之间严格地讲不属于同名端判别范畴。 课堂练习
11、万用表的使用 板书 小结 一、理论判断： 1．绕组串联时 2．绕组并联时也有两种连接方法。 二、极性的判别：测试法 作业 P33:3.4. 第二单元课时备课 教学内容 §2—2 三相变压器绕组的连接及连接组别 2课时 教学目标 掌握三相变压器及连接组别 教学重点 掌握三相变压器及连接组别 教学难点 掌握三相变压器及连接组别 教学过程 导入新课 三相交流电无论在经济、技术上都有极大的优越性，所以现代电力系统都采用三相交流电，为此三相交流变压器被广泛应用。它可以由三个单相变压器连接组成，称为三相组式变压器。但大多数均采用三相合为一体的三相芯式变压器，
12、因为它体积小，经济性也好。 新授 （教师结合教材P26图2-6讲解三相变压器的磁路结构） 新授 （师生共同讨论星形接法的优缺点） 一、三相变压器的磁路结构 1．三相组式变压器的磁路 它的三个单相变压器铁心磁路是各自独立的，只要三相电压平衡，则磁路也是对称一样的，每只变压器可作为单相变压器来分析。 2．三相芯式变压器的磁路 三相芯式变压器有三个铁心柱，供三相磁通Φ、Φv、Φw分别通过。在三相电压平衡时，磁路也是对称的，总磁通Φ=Φ+Φv +Φw=0，所以就不需要另外的铁心来供参总通过。类似于三相对称电路中省去中线一样，这样就大量节省了铁心
13、的材料。但由于中间铁心磁路短一些，造成三相磁路不平衡，使三相空载电流也略有不平衡，但大变压器的空载电流Io很小，影响不大。由于三相芯式变压器体积小，经济性好，所以被广泛使用。 二、 相芯式变压器绕组的连接 1、 三相绕组的首尾判别 2、 星型接法 (1)星形接法的优点 1）与三角型接法相比，相电压低，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。 (2)星形接法的缺点 1）存在谐波，造成损耗增加，1800kVA以上的变压器不能
14、采用此种接法 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。 3．三角形接法 它是把三相绕组的各相首尾相接构成一个闭合回路，把三个连接点接到电源上去。因为首尾连接的顺序不同，可分为正相序和反相序两种接法。与星形接法一样，如果一次侧有一相首尾接反了，磁通也不对称，就会同样出现空载电流急剧增加，比星形接法还严重，这是不允许的。 二次侧绕组正确接法时，闭合回路的三相电动势之和为零，所以也就不产生环流。电动势相量图是闭合的，这时任意打开回路中的一个接点，测量该点两端所得的电压，称为三角形的开口电压，其值应该为零。 （1）三
15、角形接法的优点 1)输出电流比星形接法大，可以省铜，对大电流变压器很合适， 2)当一相有故障时，另外两相可接成V形运行。 （2）缺点是没有中性点，没有接地点，不能接成三相四线制。 三、连接组及其判别 1．连接组 根据不同的需要，一次侧、二次侧有各种不同接法，形成了不同的连接组别，也反映出不同的一次侧、二次侧的线电压之间的相位关系。两台三相变压器并联，如果它们的一次侧、二次侧电压大小一样，但相位不同，不能并联，要求它们的连接组别一样才能并联，从而说明连接组别判别的重要性。 国际上规定，标志三相变压器高、低压绕组线电动势的相位关系用时钟表示法。即规定高压侧线电动势为长针，永远指向12
16、点位置；低压侧线电动势为短针，它指向几点钟，就是连接组别的标号。如Y，d11表示高压边为星形接法，低压边为三角形接法，一次侧线电压落后二次侧线电压相位30°。虽然连接组别有许多，但为了便于制造和使用，国家标准规定了五种常用的连接组。 2．连接组别的判别方法 在常用的连接组别中，可分成Y，y和Y，d两类接法，下面分别介绍它们的判别方法。 (1)Y，y接法 知道变压器的绕组连接图及各相一次侧、二次侧的同名端，如图2-15a所示，可按下列步骤判别。 步骤一，首先要在接线图中标出每个相电动势的正方向及和的正方向，一次侧和二次侧都指向各自的首端即1U1、2U1。再画出一次侧绕组(高压边)电动势
17、相量图，最好按书中方位画，这样画出的线电势，正巧在钟表“12”的位置，不用再移动了。 步骤二，画出二次侧绕组的电动势相量图，由接线图中的同名端可判断出，和一次侧的电动势是同相位(即同极性)，所以它的相量图也和一次侧一样 步骤三，画出时钟的钟点，只要把一次侧的直l放在“12”点，再把二次侧作为短针放上去即可，很明显二次侧是12点，也就是0点，所以是Y，y0连接组。 如果接线图改变了，二次侧的同名端换成另一端，则二次侧的相电动势反相，结果会怎样呢?不需重新画图，只要把二次侧的线电压反过去180°就可以了，即由0点变成了6点，标记变成了Y，y6。当然，如果二次侧不变，而把一次侧的极性接反，结果
18、也是一样。 （1） Y,d接法 课堂练习 用交流法怎样判断？ 板书 小结 一、三相变压器的磁路结构 1．三相组式变压器的磁路 2．三相芯式变压器的磁路 二、相芯式变压器绕组的连接 1.三相绕组的首尾判别 2.星型接法 作业 P43:1.2.3 第二单元课时备课 教学内容 §2—3 用交流法测定三相变压器绕组的极性 2课时实训 教学目标 掌握三相变压器及连接组别 教学重点 掌握三相变压器及连接组别 教学难点 掌握三相变压器及连接组别 教学过程 导入新课 新授 新授
19、 课堂练习 学生判断极性 板书 小结 作业 P43:4.5.6. 第二单元课时备课 教学内容 §2—4 电力变压器铭牌 2课时 教学目标 掌握电力变压器铭牌及参数的简单计算 教学重点 电力变压器铭牌及参数的简单计算 教学难点 电力变压器铭牌及参数的简单计算 教学过程 导入新课 1、三相变压器的星形连接及三角形连接； 2、变压器的并联运行的原因及条件。 每个变压器都有铭牌，它是了解和使用变压器的依据。今天我们就来学习电力变压器铭牌及参数的简单计算。。据器
20、 变压器 新授 新授 一、 国产电力变压器的铭牌 1． 型号 型号表示变压器的结构特点、额定容量(kVA)和高压
21、侧的电压等级(kV)。 (1)旧型号 SJL—560／10。 第一字母S——三相，D——单相； 第二字母J——油浸自冷，F——风冷，G——干式，S——水冷； 第三字母L——铝线，P——强迫油循环； 数字560——额定容量(kVA)，10——高压侧电压(kV)。 (2)新型号 S7—500／10——三相电力变压器第7设计序号。S=500kVA， =10kV(高压侧)。 S9—80／10——三相电力变压器第9设计序号，S=80KVA， U=10kV； SZ9——代表有载调压三相电力变压器； S9—M——代表全密封三相电力变压器。 2．额定电压U 一次侧额定电压是指它正常工
22、作时的线电压，它是由变压器的绝缘强度和允许发热条件所规定的。二次侧额定电压是指一次侧额定电压时，分接开关位于额定电压位置上，二次侧空载时的线电压，单位是V。 3，额定电流 额定电流是指在某环境温度、某种冷却条件下允许规定的满载线电流值。当环境温度和拎却条件改变时，额定电流也应变化。额定电流的大小主要由绕组绝缘和散热条件限制。例如，干式变压器加风扇散热后，电流可提高50％。我国规定变压器的环境温度是40℃。 4．额定容量S 额定容量的单位为kVA，也称视在功率，表示在额定工作条件下变压器的最大输出功率，而满负荷时实际的输出功率为：P= ScosΦ。当然，S也和I一样受到环境和冷却条件的影响
23、 单相时：S= U I 三相时：S= U I 通常可忽略损耗，认为U I= U I，以计算一次侧、二次侧的额定电流I、I。 5．阻抗电压U 阻抗电压U也称短路电压，与输出电压的稳定性有关，也与承受短路电流的能力有关，要综合考虑。 6．温升 温升是变压器额定工作条件下，内部绕组允许的最高温度与环境温度之差,它取决于所用绝缘材料的等级。绕组的最高允许温度为额定环境温度加变压器额定温升，如40+65=105℃，为A级绝缘的耐热温度。这时变压器油面的最高温度为40+55=95℃，一般上层油温应工作在85℃以下，以控制油的老化不致太快。 7．冷却方式 ONAN——油浸自冷。 8．绝
24、缘水平 L1——雷击耐压75LV，AC——交流耐压35kV。 9．其他数据 其他数据还有油质量、器身质量、总质量等，这些数据为变压器维修提供依据，根据它来准备变压器油、起吊设备、其他维修材料和设备。具体标准可查有关标准代号。 二、国产电力变压器的简介 我国已生产多种系列电力变压器，多数采用油浸式。除普通三相双线圈变压器外，还生产三相三线圈变压器和三相自耦变压器。目前使用最多的是20~6300kVA之间的中小型三相电力变压器，它们主要包括如下。 1． SJ6系列 2． SJL系列 3． SJL1系列 4． S7与SL7系列 5． S9系列 6． S10-M系列 7． 树脂
25、浇注型干式变压器 三、变压器参数的计算 课堂练习 讨论变压器的参数 板书 小结 §2—3 电力变压器铭牌及参数的简单计算 一、国产电力变压器的铭牌 1.型号 型号表示变压器的结构特点、额定容量(kVA)和高压侧的电压等级(kV)。 2．额定电压U 3.额定电流 4．额定容量S 5．阻抗电压U 6．温升 7．冷却方式 8．绝缘水平 9．其他数据 二、国产电力变压器的简介 作业 简述电力变压器的每个参数。 第二单元课时备课 教学内容 2课时 教学目标 教学重点 教学难点 导入新课 新授 新授 课堂练习 板书 小结 作业 P
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