第一篇：變壓器原理教案

變壓器的結(jié)構(gòu)及原理

授課老師：黃易平

復(fù)習(xí)引入

一、電子線路中常見變壓器：電源變壓器、開關(guān)變壓器、耦合變壓器等 新課講授：

一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)： 變壓器主要由：鐵芯、線圈。

1、鐵芯：變壓器的磁路部分

由含硅量5%，厚度0.35mm或0.5mm硅鋼片疊加而成。其特點(diǎn)是在較低的外磁場作用下能產(chǎn)生較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，并隨外磁場的增加磁感應(yīng)強(qiáng)度很快達(dá)到飽和，磁場去掉后，材料磁場基本消失，剩磁很小。由于硅的加入鋼片電阻率增大，渦流損耗降低，不易發(fā)熱且老化現(xiàn)象減小。

2、繞組：變壓器的電路部分

由漆包線繞制而成，分初級繞組和次級繞組。

二、變壓器電路符號：

三、變壓器的種類及作用：

變壓器的種類很多, 有在電力系統(tǒng)中用電力變壓器；有在電子設(shè)備和儀器中常用小功率電源變壓器；有在放大電路中用耦合變壓器起傳遞信號或進(jìn)行阻抗的匹配。變壓器雖然大小懸殊, 用途各異, 但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理卻是相同的。

變壓器是利用電磁感應(yīng)原理傳輸電能或電信號的器件, 它具有變換電壓、變換電流和變換阻抗的作用。

四、電磁感應(yīng)原理實驗（1）：

四、電磁感應(yīng)原理實驗（2）：

五、電磁感應(yīng)實驗結(jié)論：

1、在線圈中感應(yīng)電壓的大小方向與線圈中，磁通的大小的變化率成正比。即： E= N ΔΦ/Δt

2、磁通量大小與電流大小成正比,即 NΦ=Li,其中L是電感系數(shù),于是, E=NΔΦ/dt=ΔLi/dt。

3、楞次定律：

當(dāng)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時，感應(yīng)電流的方向總是要阻礙線圈中原磁通量的變化。

六、PROTUES實驗仿真：驗證變壓過程。

第二篇：變壓器工作原理

變壓器工作原理

變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。

一、變壓器的制作原理：

在發(fā)電機(jī)中，不管是線圈運(yùn)動通過磁場或磁場運(yùn)動通過固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動，這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓，電流和阻抗的器件。

二、分類

按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。

按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。

按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。

按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。

三、電源變壓器的特性參數(shù)

工作頻率

變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來設(shè)計和使用，這種頻率稱工作頻率。

額定功率

在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。額定電壓

指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規(guī)定值。

電壓比

指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別。空載電流

變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。

空載損耗

指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗（銅損），這部分損耗很小。

效率

指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。

絕緣電阻

表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān)。

四、音頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù)

頻率響應(yīng)

指變壓器次級輸出電壓隨工作頻率變化的特性。

通頻帶

如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0，當(dāng)輸出電壓（輸入電壓保持不變）下降到0.707U0時的頻率范圍，稱為變壓器的通頻帶B。

初、次級阻抗比

變壓器初、次級接入適當(dāng)?shù)淖杩筊o和Ri,使變壓器初、次級阻抗匹配，則Ro和Ri的比值稱為初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在最佳狀態(tài)，傳輸效率最高。

五、低頻變壓器的技術(shù)參數(shù)

對不同類型的變壓器都有相應(yīng)的技術(shù)要求，可用相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)表示。如電源變壓器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調(diào)整率、絕緣性能和防潮性能。對于一般低頻變壓器的主要技術(shù)參數(shù)是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。

電壓比：

變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)N2>N1 時，其感應(yīng)電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當(dāng)N2

式中n 稱為電壓比(圈數(shù)比)。當(dāng)n<1 時，則N1>N2，V1>V2，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。

變壓器的效率：

在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即 式中η 為變壓器的效率；P1 為輸入功率，P2 為輸出功率。

當(dāng)變壓器的輸出功率P2 等于輸入功率P1 時，效率η 等于100%，變壓器將不產(chǎn)生任何損耗。但實際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產(chǎn)生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗。當(dāng)電流通過線圈電阻發(fā)熱時，一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。

變壓器的鐵損包括兩個方面。一是磁滯損耗，當(dāng)交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當(dāng)變壓器工作時。鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。

變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。

第三篇：變壓器保護(hù)原理

保護(hù)原理 3.1差動保護(hù) 3.1.1 啟動元件

保護(hù)啟動元件用于開放保護(hù)跳閘出口繼電器的電源及啟動該保護(hù)故障處理程序。各保護(hù)CPU的啟動元件相互獨(dú)立，且基本相同。

啟動元件包括差流突變量啟動元件、差流越限啟動元件。任一啟動元件動作則保護(hù)啟動。a)差電流突變量啟動元件的判據(jù)為： | iφ(t)-2iφ(t-T)+iφ(t-2T)|>0.5Icd ； 其中：φ為a,b,c三種相別； Icd為差動保護(hù)動作定值；

當(dāng)任一差電流突變量連續(xù)三次大于啟動門坎時，保護(hù)啟動。

b)差流越限啟動元件是為了防止經(jīng)大電阻故障時差電流突變量啟動元件靈敏度不夠而設(shè)置的輔助啟動元件。該元件在差動電流大于差流越限啟動門坎并持續(xù)5ms后啟動。差流越限啟動門坎為差動動作定值的80%。

3.1.2 差動電流速斷保護(hù)元件

本元件是為了在變壓器區(qū)內(nèi)嚴(yán)重性故障時快速跳開變壓器各側(cè)開關(guān)，其動作判據(jù)為：

Id >Isd

其中：Id為變壓器差動電流 Isd為差動電流速斷保護(hù)定值 3.1.3 二次諧波制動元件

本元件是為了在變壓器空投時防止勵磁涌流引起差動保護(hù)誤動, 其動作判據(jù)為：

I ⑵>Id * XB 2；

其中：I⑵為差動電流中的二次諧波含量； Id為變壓器差動電流；

XB2為差動保護(hù)二次諧波制動系數(shù)； 3.1.4 波形對稱判別元件

本元件采用波形對稱算法，將變壓器空載合閘時產(chǎn)生的勵磁涌流與故障電流分開。當(dāng)變壓器空載合閘至內(nèi)部故障或外部故障切除轉(zhuǎn)化為內(nèi)部故障時，本保護(hù)能瞬時動作。本保護(hù)原理已申請國家專利，專利號為ZL-95-1-12781.0。

3.1.5 比率制動元件

本元件是為了在變壓器區(qū)外故障時差動保護(hù)有可靠的制動作用,同時在內(nèi)部故障時有較高的靈敏度，其動作判據(jù)為：

Icdd =|I1+I2+I3|；

Izdd =max(|I1|,|I2|,|I3|)；

Icdd≥Icd 并且Izdd<=Izd 或3Izd>Izdd>Izd，Icdd-Icd≥K1*(Izdd-Izd)或Izdd>3Izd，Icdd-Icd-K1*2Izd≥K2*(Izdd-3Izd)其中： I1為I側(cè)電流； I2為II側(cè)電流；

I3為III側(cè)電流； Icd為差動保護(hù)電流定值；

Icdd為變壓器差動電流； Izdd為變壓器差動保護(hù)制動電流，Izd為差動保護(hù)比率制動拐點(diǎn)電流定值, 軟件設(shè)定為高壓側(cè)額定電流值；

K1,K2為比率制動的制動系數(shù)，軟件設(shè)定為K1=0.5,K2=0.7； 3.1.6 TA回路異常判別元件

本元件是為了變壓器在正常運(yùn)行時判別TA回路狀況，發(fā)現(xiàn)異常情況發(fā)告警信號，并可由控制字投退來決定是否閉鎖差動保護(hù)。其動作判據(jù)為：

(1)|⊿iφ|≥0.1In且|IH|<|IQ|；(2)相電流≤IWI且ID≥IWI ；

(3)本側(cè)|Ia+Ib+Ic|≥IWI（僅對TA為Y形接線方式）；(4)max(Ida,Idb,Idc)> IWI(5)max(Ida,Idb,Idc)>0.577Icd 其中：⊿iφ為相電流突變量 Ida,Idb,Idc為A,B,C三相差流值； Icd 為差動保護(hù)電流定值 In 為額定電流 IQ 前一次測量電流 IH 當(dāng)前測量電流

ID 無流相的差動電流 IWI無電流門檻值，取0.04倍的TA額定電流；

以上條件同時滿足(1)、（2）、（3）、（4）判TA斷線，僅條件（5）滿足，判為差流越限。3.1.7 變壓器各側(cè)電流相位補(bǔ)償元件

變壓器各側(cè)電流互感器采用星形接線，二次電流直接接入本裝置。電流互感器各側(cè)的極性以母線側(cè)為極性端。

變壓器各側(cè)TA二次電流相位由軟件調(diào)整，裝置采用Y->Δ變化調(diào)整差流平衡。對于Y0/Δ-11的接線，其校正方法如下：

Ia’=(IA-IB)/ ；Ib’=(IB-IC)/ ；Ic’=(IC-IA)/ ；

如有其它接線方式，請在定貨合同或技術(shù)協(xié)議中特別說明。3.1.8 過負(fù)荷監(jiān)測元件

本保護(hù)反應(yīng)變壓器的負(fù)荷情況，僅監(jiān)測變壓器各側(cè)的三相電流。動作判據(jù)為： max(Ia,Ib,Ic)>Igfh；

其中: Ia、Ib、Ic為變壓器各側(cè)三相電流； Igfh為變壓器過負(fù)荷電流定值； 3.1.9 過負(fù)荷啟動冷卻器元件

本保護(hù)反應(yīng)變壓器的負(fù)荷情況，監(jiān)測變壓器高壓側(cè)三相電流。動作判據(jù)為： max(Iah，Ibh，Ich)>ITFH；

其中: Iah、Ibh、Ich為變壓器高壓側(cè)三相電流；

ITFH為變壓器過負(fù)荷啟動冷卻器元件電流定值； 3.1.10 過負(fù)荷閉鎖調(diào)壓元件 本保護(hù)反應(yīng)變壓器的負(fù)荷情況，僅監(jiān)測變壓器高壓側(cè)三相電流。動作判據(jù)為： max(Ia，Ib，Ic)>ITY；

其中: Ia，Ib，Ic為變壓器高壓側(cè)三相電流； ITY為變壓器過負(fù)荷閉鎖調(diào)壓元件電流定值。3.2 非電量保護(hù)

本保護(hù)完全獨(dú)立于電氣保護(hù)，僅反應(yīng)變壓器本體開關(guān)量輸入信號，驅(qū)動相應(yīng)的出口繼電器和信號繼電器，為本體保護(hù)提供跳閘功能和信號指示。

本非電量保護(hù)可選擇信息上傳功能，如非電量信息需通過通訊上傳，請在保護(hù)技術(shù)協(xié)議或合同中說明。3.3 斷路器保護(hù)裝置（PST-1206B）

本保護(hù)裝置共有斷路器失靈電流判別、斷路器非全相保護(hù)和變壓器冷卻器全停延時回路。斷路器失靈電流判別元件為斷路器失靈保護(hù)提供電流判別。延時元件為非電量保護(hù)提供計時功能。3.3.1 斷路器失靈電流啟動回路

按照25條反措要求，采用相電流、自產(chǎn)零序電流和負(fù)序電流元件判別斷路器的失靈，第一時限解鎖母差保護(hù)的復(fù)合電壓元件，第二時限啟動母差保護(hù)的斷路器失靈回路。

3.3.2 斷路器非全相保護(hù)

本保護(hù)只用于220KV側(cè)分相跳閘的斷路器；檢測斷路器的位置接點(diǎn)、自產(chǎn)零序電流和負(fù)序電流元件確定斷路器的運(yùn)行狀態(tài)，延時跳被保護(hù)的斷路器，并不啟動本斷路器的失靈保護(hù)。

本保護(hù)包括以下元件： 1)過流元件，動作判據(jù)為：

3I0 >Ifqx ； I2 >I2dz ；

其中：3I0為三相電流Ia,Ib,Ic在軟件中合成的零序電流，3I0=Ia+Ib+Ic； I2 為負(fù)序電流；

Ifqx為零序過流的電流定值； I2dz為負(fù)序過流的電流定值； 2)斷路器位置節(jié)點(diǎn)檢測元件 3.3.3 變壓器冷卻器全停延時回路

在變壓器非電量保護(hù)中，冷卻器全停保護(hù)在原有可直跳基礎(chǔ)上增加保護(hù)邏輯，其動作邏輯為變壓器冷卻器全停接點(diǎn)和變壓器油溫高接點(diǎn)作為開入量(強(qiáng)電開入)，變壓器冷卻器全停接點(diǎn)動作啟動時間繼電器，時間繼電器動作且變壓器油溫高接點(diǎn)動作(與門)啟動出口跳閘。變壓器冷卻器全停保護(hù)邏輯中是否經(jīng)油溫高閉鎖可由控制字選擇，變壓器冷卻器全停保護(hù)是否投入可采用投退控制字選擇。

3.4 后備保護(hù)

3.4.1 復(fù)合電壓閉鎖（方向）過流保護(hù)

本保護(hù)反應(yīng)相間短路故障，可作為變壓器的后備保護(hù)。交流回路采用90°接線，本側(cè)TV斷線時，本保護(hù)的方向元件退出。TV斷線后若電壓恢復(fù)正常，本保護(hù)也隨之恢復(fù)正常。本保護(hù)包括以下元件：

1)復(fù)合電壓元件，電壓取自變壓器各側(cè)TV，動作判據(jù)為： min(Uab,Ubc,Uca)Ufx； 以上兩個條件為“或”的關(guān)系；

其中：Uab、Ubc、Uca為線電壓； Uddy為低電壓定值； U2為負(fù)序電壓； Ufx為負(fù)序電壓定值；

2)功率方向元件，電壓電流取自本側(cè)的TV和TA，TA的正極性端指向母線，動作判據(jù)為： a)若方向由復(fù)壓方向投退控制字選擇為“0”時，方向指向變壓器：

Uab～I(xiàn)c Ubc～I(xiàn)a Uca～I(xiàn)b三個夾角（電流落后電壓時角度為正），其中任一個滿足式 45°>б>-135°最大靈敏角為-45°，動作特性為：

b)若方向由控制字選擇為“1”時，方向指向系統(tǒng)（母線），則動作區(qū)與正向相反。c)若方向由控制字選擇為“2”時，表示方向元件退出，本保護(hù)變?yōu)閺?fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)。

3)過流元件，電流取自本側(cè)的TA。動作判據(jù)為： Ia>Ifgl； Ib>Ifgl； Ic>Ifgl； 其中：Ia,Ib,Ic為三相電流； Ifgl為過電流定值；

說明： 220kV側(cè)復(fù)合電壓方向過流保護(hù)，方向朝向變壓器，以較短時限動作斷開變壓器110kV斷路器；以較長時限動作斷開變壓器各側(cè)斷路器。

110kV側(cè)復(fù)合電壓方向過流保護(hù)，方向朝110kV母線，以較短時限動作斷開110kV母聯(lián)或母分?jǐn)嗦菲鳎灰暂^長時限動作斷開變壓器本側(cè)斷路器。

35（10）kV側(cè)復(fù)合電壓方向過流保護(hù)，方向朝35kV母線，第一時限動作斷開35kV母分?jǐn)嗦菲鳎坏诙r限動作斷開變壓器本側(cè)斷路器；第三時限動作斷開變壓器各側(cè)斷路器；

各側(cè)復(fù)合電壓方向過流保護(hù)方向元件的指向、方向元件的投入退出可通過控制字選擇； 當(dāng)發(fā)生TV斷線時，方向元件退出，閉鎖復(fù)合電壓方向過流保護(hù)；

3.4.2 復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)

本保護(hù)反應(yīng)相間短路故障，可作為變壓器的后備保護(hù)。本保護(hù)包括以下元件：

1)復(fù)合電壓元件，電壓取自變壓器各側(cè)TV，動作判據(jù)為： min(Uab ,Ubc ,Uca)Ufx ； 以上兩個條件為“或”的關(guān)系；

其中：Uab、Ubc、Uca為線電壓； Uddy為低電壓定值； U2為負(fù)序電壓； Ufx為負(fù)序電壓定值； 2)過流元件，電流取自本側(cè)的TA。動作判據(jù)為：

Ia>Ifgl ； Ib>Ifgl ； Ic>Ifgl ； 以上三個條件為“或”的關(guān)系，其中： Ia,Ib,Ic為三相電流； Ifgl為過電流定值；

說明：220KV側(cè)復(fù)合電壓過流保護(hù)：動作斷開變壓器各側(cè)斷路器。

110KV側(cè)復(fù)合電壓過流保護(hù)：第一時限動作斷開變壓器本側(cè)母聯(lián)或分段斷路器；

第一時限動作斷開變壓器本側(cè)斷路器 3.4.3 零序（方向）過流保護(hù) 本保護(hù)反應(yīng)單相接地故障，可作為變壓器的后備保護(hù)。交流回路采用0°接線，電壓電流取自本側(cè)的TV和TA。TV斷線時，本保護(hù)的方向元件退出。TV斷線后若電壓恢復(fù)正常，本保護(hù)也隨之恢復(fù)正常。本保護(hù)包括以下元件：

1）零序過流元件，動作判據(jù)為： 3I0 >I0gl ；

其中：3I0為三相電流Ia,Ib,Ic在軟件中合成的零序電流 3I0=Ia+Ib+Ic

I0gl為零序過流的電流定值； 2)零序功率方向元件，動作判據(jù)為：

3U0～3I0夾角δ（電流落后電壓時角度為正，3U0>1V）

-195°>δ>-15° 其中：

3U0為三相電壓Ua，Ub，Uc在軟件中和成的零序電壓，3U0=Ua+Ub+Uc。

最大靈敏角為-105°，動作特性為：

當(dāng)零序功率方向選擇控制字=“0”時，零序功率方向指向變壓器，保護(hù)動作區(qū)-15°>б>-195°，最大靈敏角為-105°；

當(dāng)零序功率方向選擇控制字=“1”時，零序功率方向指向系統(tǒng)（母線），保護(hù)動作區(qū)165°>б>-15°，最大靈敏角為75°； 當(dāng)零序功率方向選擇控制字=“2”時，零序功率方向元件退出。

說明：220KV側(cè)裝設(shè)兩段式零序方向電流保護(hù)，方向指向變壓器，每段的第一時限跳變壓器110kV斷路器；第二時限跳變壓器各側(cè)斷路器。

110kV側(cè)裝設(shè)兩段式方向零序電流保護(hù)，方向指向110kV母線，每段的第一時限跳110kV母聯(lián)或母分?jǐn)嗦菲鳎坏诙r限跳變壓器本側(cè)斷路器。

3.4.4 零序過流保護(hù)

本保護(hù)反應(yīng)單相接地故障，可作為變壓器的后備保護(hù)。本保護(hù)包括以下元件： 1)零序過流元件，動作判據(jù)為： 3I0 >I0gl ；

其中：3I0為零序電流，取自本側(cè)TA。I0gl為零序過流的電流定值；

說明：零序電流保護(hù)，跳變壓器各側(cè)斷路器。

3.4.5 間隙零序保護(hù)

本保護(hù)反應(yīng)變壓器間隙電壓和間隙擊穿的零序電流，可作為變壓器的后備保護(hù)。保護(hù)包括以下元件： 1)間隙零序過壓元件，動作判據(jù)為： 3U0 >U0L ；

其中：3U0為零序電壓，取自本側(cè)零序TV； U0L為間隙零序過壓的電壓定值； 2)間隙零序過流元件，動作判據(jù)為： 3I0g >Iggl ；

其中：3I0g為間隙零序電流，取自本側(cè)中性點(diǎn)間隙TA； Iggl為間隙零序過流的電流定值；

說明：間隙零序保護(hù)的過壓元件和過流元件各帶時間元件，保護(hù)動作跳變壓器各側(cè)斷路器。

3.4.6 公共繞組零序過流保護(hù)

本保護(hù)反應(yīng)自藕變壓器中性點(diǎn)電流，本保護(hù)包括以下元件： 公共繞組零序過流元件，動作判據(jù)為： Izxd >Iz ；

其中：Izxd為公共繞組自產(chǎn)零序電流，取自本側(cè)公共繞組TA； Izxd=Ia+Ib+Ic，Ia、Ib、Ic為公共繞組三相電流； Iz為公共繞組零序過流的電流定值；

說明：公共繞組零序過流保護(hù)，保護(hù)動作跳變壓器各側(cè)斷路器。

3.4.7 公共繞組復(fù)壓過流保護(hù)

本保護(hù)作為變壓器的總后備保護(hù)。本保護(hù)包括以下元件：

1)復(fù)合電壓元件，電壓取自變壓器各側(cè)TV，動作判據(jù)為： min(Uab ,Ubc ,Uca)Ufx ； 以上兩個條件為“或”的關(guān)系；

其中：Uab、Ubc、Uca為線電壓； Uddy為低電壓定值； U2為負(fù)序電壓； Ufx為負(fù)序電壓定值； 2)過流元件，電流取自公共繞組的TA。動作判據(jù)為：

Ia>Ifgl ； Ib>Ifgl ； Ic>Ifgl ； 以上三個條件為“或”的關(guān)系，其中： Ia,Ib,Ic為三相電流； Ifgl為過電流定值；

說明：公共繞組復(fù)壓過流保護(hù)：動作斷開變壓器各側(cè)斷路器。

3.4.8 公共繞組過負(fù)荷保護(hù)

本保護(hù)僅反應(yīng)自藕變壓器公共繞組情況，僅監(jiān)測公共繞組A相電流。動作判據(jù)為： Ia >Igfh ；

其中: Ia為公共繞組A相電流；Igfh為變壓器公共繞組過負(fù)荷電流定值； 3.4.9 TV回路異常判別元件

本元件僅在保護(hù)正常運(yùn)行時投入；當(dāng)保護(hù)啟動后，退出本元件。動作判據(jù)為： 1)U2>8V；

2)min(Uab,Ubc,Uca)<70V； 3)U1<4V；

U1、U2分別為本側(cè)的正序電壓和負(fù)序電壓。滿足條件1）、2）判為TV斷線，滿足3）判為TV三相失壓。

第四篇：變壓器教案

變壓器

教學(xué)目標(biāo)

一、知識目標(biāo)

1、知道的構(gòu)造．知道是用來改變交流電壓的裝置．

2、理解互感現(xiàn)象，理解的工作原理．

3、掌握理想工作規(guī)律并能運(yùn)用解決實際問題．

4、理解理想的原、副線圈中電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系，能應(yīng)用它分析解決基本問題．

5、理解的輸入功率等于輸出功率．能用的功率關(guān)系解決簡單的的電流關(guān)系問題．

6、理解在遠(yuǎn)距離輸電時，利用可以大大降低傳輸線路的電能消耗的原因．

7、知道課本中介紹的幾種常見的．

二、能力目標(biāo)

1、通過觀察演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生物理觀察能力和正確讀數(shù)的習(xí)慣．

2、從工作規(guī)律得出過程中培養(yǎng)學(xué)生處理實驗數(shù)據(jù)及總結(jié)概括能力．

3、從理想概念引入使學(xué)生了解物理模型建立的基礎(chǔ)和建立的意義．

三、情感目標(biāo)

1、通過原副線圈的匝數(shù)與繞線線徑關(guān)系中體會物理學(xué)中的和諧、統(tǒng)一美．

2、讓學(xué)生充分體會能量守恒定律的普遍性及辯證統(tǒng)一思想．

3、培養(yǎng)學(xué)生尊重事實，實事求是的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度．

教學(xué)建議

教材分析及相應(yīng)的教法建議

1、在學(xué)習(xí)本章之前，首先應(yīng)明確的是，是用來改變交變電流電壓的．不能改變恒定電流的電壓．互感現(xiàn)象是工作的基礎(chǔ)．讓學(xué)生在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)上理解互感現(xiàn)象．這里的關(guān)鍵是明白原線圈和副線圈有共同的鐵芯，穿過它們的磁通量和磁通量的變化時刻都是相同的．因而，其中的感應(yīng)電動勢之比只與匝數(shù)有關(guān)．這樣原、副線圈的匝數(shù)不同，就可以改變電壓了．

2、在分析的原理時，課本中提到了“次級線圈對于負(fù)載來講，相當(dāng)于一個交流電源”；一般情況下，忽略的磁漏，認(rèn)為穿過原線圈每一匝的磁通量與穿過副線圈的磁通量總是相等的．這兩個條件，都是“理想”的工作原理的內(nèi)容．利用課本中的這些內(nèi)容，教師在課堂上，首先可以幫助學(xué)生分析原理，原線圈上加上交變流電后，鐵心中產(chǎn)生交變磁通量；在副線圈中產(chǎn)生交變電動勢，則副線圈相當(dāng)于交流電源對外供電．在這個過程中，如果從能量角度分析，可以看成是電能（原線圈中的交變電流）轉(zhuǎn)換成磁場能（鐵心中的變化磁場），磁場能又轉(zhuǎn)換成電能（副線圈對外輸出電流）．所以，是一個傳遞能量的裝置．如果不計它的損失，則在工作中只傳遞能量不消耗能量．

要使學(xué)生明白，理想是忽略了中的能量損耗，它的輸出功率與輸入功率相等，這樣才得出原、副線圈的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系式．在解決有兩個副線圈的的問題時，這一點(diǎn)尤其重要．當(dāng)然，在初學(xué)時，有兩個副線圈的的問題，不做統(tǒng)一要求，不必急于去分析這類問題．對于學(xué)有余力的學(xué)生，可引導(dǎo)他們進(jìn)行分析討論．

3、學(xué)生對原理和中原、副線圈的電壓、電流的關(guān)系常有一些似是而非的模糊認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真討論章后習(xí)題，對學(xué)生澄清認(rèn)識會有所幫助．

4、的電壓公式是直接給出的．課本中利用原、副線圈的匝數(shù)關(guān)系，說明了什么是升壓和什么是降壓，這也是為了幫助學(xué)生能記住電壓關(guān)系公式．利用的輸出功率和輸人功率相等的關(guān)系，得到了 ．建議教師做好用輸出負(fù)載調(diào)節(jié)輸入功率的演示實驗．引導(dǎo)學(xué)生注意觀察，當(dāng)負(fù)載端接入的燈泡逐漸增多時，原、副線圈上的電壓基本上不發(fā)生變化，原線圈中的電流逐漸增大，副線圈中的電流也逐漸增大．

5、介紹幾種常見的，是讓學(xué)生能見到真實的的外型和了解的實際構(gòu)造．教師應(yīng)當(dāng)盡可能多地找一些的給學(xué)生看一看．在生產(chǎn)和生活中有十分廣泛的應(yīng)用．課本中介紹了一些，教學(xué)中可根據(jù)實際情況向?qū)W生進(jìn)行介紹，或看掛圖、照片、實物，或參觀，以開闊學(xué)生眼界，增加實際知識

6、電能的輸送，定性地說明了在遠(yuǎn)距離輸送電能時，采用進(jìn)行高壓輸電可以大大減少輸電線路上的電能損失．這里重點(diǎn)描述了輸電線上的電流大小與造成的電熱損失的關(guān)系，教師應(yīng)幫助學(xué)生分析，理解采用高壓輸電的必要性．

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法

1、重點(diǎn)：工作原理及工作規(guī)律．

2、難點(diǎn)：

（l）理解副線圈兩端的電壓為交變電壓．

（2）推導(dǎo)原副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系．

（3）掌握公式中各物理量所表示對象的含義．

3、疑點(diǎn)：鐵心是否帶電即如何將電能從原線圈傳輸出到副線圈．

4、解決辦法：

（l）通過演示實驗來研究工作規(guī)律使學(xué)生能在實驗基礎(chǔ)上建立規(guī)律．

（2）通過理想化模型建立及理論推導(dǎo)得出通過原副線圈電流與匝數(shù)間的關(guān)系．

（3）通過運(yùn)用工作規(guī)律的公式來解題使學(xué)生從實踐中理解公式各物理量的含義．

第五篇：變壓器教案

《變壓器》教案

課題研究目標(biāo)：

該節(jié)課的重點(diǎn)是理解變壓器工作原理，探究變壓器線圈兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系。創(chuàng)立情境，讓學(xué)生探究、思考，總結(jié)處理實際的方法，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)物理的興趣。開發(fā)物理微型課程專題，提高課堂教學(xué)效率。

教學(xué)目標(biāo)：

知識和技能：

1．了解變壓器的構(gòu)造及其工作原理；

2．掌握理想變壓器的原、副線圈中電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系，并能應(yīng)用它分析解決基本問題。

過程與方法：

1．通過探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系實驗，培養(yǎng)學(xué)生物理觀察能力和正確讀數(shù)的習(xí)慣，并學(xué)會處理數(shù)據(jù)并提高概括能力。

2．從理想變壓器概念引入使學(xué)生了解物理模型建立的基礎(chǔ)和建立的意義。

情感態(tài)度和價值觀：

1．通過原副線圈的匝數(shù)與線圈電壓關(guān)系中體會物理學(xué)中的和諧、統(tǒng)一美。

2．讓學(xué)生充分體會能量守恒定律的普遍性及辯證統(tǒng)一思想。教學(xué)重點(diǎn)：

變壓器的工作原理和規(guī)律 教學(xué)難點(diǎn)：

理解副線圈兩端電壓是與原線圈頻率相同的交變電流，推導(dǎo)變壓器原、副線圈電流、電壓與匝數(shù)的關(guān)系，學(xué)會處理實際問題 教學(xué)方法：

定性分析、定量推導(dǎo) 教學(xué)過程：

一、新課引入

在日常生活中，不同地方所需電壓不一樣。家用電器所需電壓為220V，半導(dǎo)體收音機(jī)所需的電壓不超過10V，電視機(jī)顯像管卻需要10000以上的高電壓······而大型發(fā)電站發(fā)出的交流電壓有幾萬伏，所以常常需要改變交流電壓的電壓值，以適應(yīng)各種不同的需要。變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備。

二、新課教學(xué)

（一）變壓器的構(gòu)造

由鐵芯和線圈組成,如圖1所示。

（二）工作原理：互感現(xiàn)象

在原、副線圈中由于交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象。由于互感現(xiàn)象，繞制原、副線圈的導(dǎo)線雖然并不相連，電能卻可以通過磁場從原線圈到達(dá)副線圈。變壓器只改變交流電的電壓，并不改變其周期和頻率。

（二）理想變壓器的基本規(guī)律

1、理想變壓器：忽略能量損失的變壓器（忽略原副線圈的電阻和各種電磁能量損失的變壓器）。

2、電壓關(guān)系

推導(dǎo)過程：由法拉第電磁感應(yīng)定律可知

E1?n1???? E2?n2

?t?t故E1:E2?n1:n2

又對理想變壓器：E1?U1 E2?U

2所以U1:U2?E1:E2?n1:n2

當(dāng)n1?n2時，U1?U2；升壓變壓器

n1?n2時，U1?U2；降壓變壓器。

3、功率關(guān)系：無能量損失，故P1?P2

4、電流關(guān)系：由功率關(guān)系可得U1I1?U2I2又知U1:U2?n1:n2，則I1:I2?n2:n1（只適用于只有一個副線圈的變壓器）。

5、對于有多個副線圈的變壓器

電壓關(guān)系：U1:U2:U3:.....?n1:n2:n3:......功率關(guān)系：p1?p2?p3?......電流關(guān)系：U1I1?U2I2?U3I3?......6、變壓器各物理量之間的制約關(guān)系

（1）在理想變壓器中，原線圈的端電壓U1是不變的，其值由電源決定，與原副線圈的匝數(shù)n1、n2無關(guān)；副線圈的端電壓U2由U1和匝數(shù)比n1/n2共同決定的，與負(fù)載電阻無關(guān)。

（2）在原副線圈的匝數(shù)比n1/n2和輸入電壓U1確定的情況下，原線圈的輸入電流I1是由副線圈的輸出電流I2決定的。

（3）變壓器的輸入功率隨輸出功率而變化，但變壓器不能改變P 入?P出的關(guān)系。