课题二任务1电力变压器的认识.docx
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课题二任务1电力变压器的认识
电机变压器原理与维修一体化教学
授课名称
电机变压器原理与维修
授课时间
授课时数
2课时
授课班级
17机器人班
授课地点
授课教师
覃瑞勇
课题
课题二电力变压器——任务1电力变压器的认识
教学
目标
知识
目标
⏹1、了解电力变压器的种类和新型变压器的特点
⏹2、熟悉电力变压器的基本结构和主要附件
⏹3、理解电力变压器铭牌上数据的含义
⏹4、学会正确维护和检査电力变压器
能力
目标
通过本节课的学习加强学生与现实生活的联系,认识学习却生活的重要性,让学生学会主动学习,并学会总结生活中的经验结合到学习中,提高自身的能力素养。
情感目标
(1)在学习过程中提高学生的思维能力,感受学习的快乐,激发学习兴趣。
(2)认识掌握此项技能的重要性,增强做一名技工的责任感和荣誉感。
教学
重点
熟悉电力变压器的基本结构和主要附件
理解电力变压器铭牌上数据的含义
教学
难点
熟悉电力变压器的基本结构和主要附件
理解电力变压器铭牌上数据的含义
教学
用具
教材、教案、多媒体课件、一体化平台
教材
分析
本教材是根据自动化类企业所从事职业的实际需要和教学实际情况的变化,根据中职院校学生所具备的能力与知识结构而编写,同时在教材中融入较为成熟的课改理念和教学方法,以工作任务为主线组织教材内容,将理论与实践有机结合,激发学生学习兴趣,提高学生实践能力。
学情
分析
教学对象
部分学生综合素质低,没有养成良好的日常行为规范;理解、归纳问题能力有待于进一步提高;不具备主动学习的能力,好动,头脑灵活。
正确引导
心理上,学生对文字太多的书本不感兴趣,但对操作机械和以视频结合的课堂气氛十足。
我认为应抓住这些有利因素,以讲解-演示-实践为主线,并配以任务驱动法,引导学生身心投入课堂。
教学
方法
启发式、讲练法、任务驱动、总结提升
学习
方法
“教为主导、学为主体、练为主线”
教学过程
备注
一、组织教学
清点人数,师生相互问好,强调课堂纪律
2、旧知回顾
一、小型单相变压器的设计制作
小型单相变压器的设计制作思路是:
由负载的大小确定其容量、从负载侧所需电压的高低计算出两侧电压、根据用户的使用要求及环境决定其材质和尺寸
二、小型单相变压器的重绕修理
1、记录原始数据
2、重绕匝数核算
三、变压器绕组的极性
变压器绕组的极性是指变压器原、副绕组在同一磁通的作用下所产生的感应电势之间的相位关系。
同极性端(同名端):
任何瞬间,两绕组中电势极性相同的两个端钮。
用符号星号“*”或黑点“.”表示。
四、变压器的外特性
变压器的外特性是用来描述输出电压U2随负载电流I2的变化而变化的情况。
五、变压器的损耗、效率和冷却方式
六、小型变压器的维护
3、新课导入及分析
为了确保安全运行,工作人员必须对电力变压器进行日常维护和定期检查,及时发现事故隐患,将事故消灭在萌芽状态;此外,还要具备一旦发生事故,能够迅速判断原因和性质,及时作出相应处理,达到防止发生严重故障或事故的目的。
了解变压器的基本结构、主要附件的作用、铭牌上的一些重要参数以及电力变压器的日常维护等相关知识是正确使用和维护电力变压器的前提。
本任务将以一台电力变压器为例,认识其附件结构和功能,进而对变压器投入运行前和运行中进行检查,并做好检查记录。
4、新课授学(教师讲解、观看视频)
一、电力变压器的种类
1、按功能分
1)升压变压器
2)降压变压器
2、按相数分
1)单相变压器
2)三相变压器
3、按调压方式分
4、按绕组结构分
5、按绕组绝缘及冷却方式分类
电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分,有油浸式、干式和充气式(SF6),其中油浸式变压器,又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。
小容量变压器一般采用油浸自冷式,容量较小的变压器无散热管,仅靠油箱散热。
容量稍大的变压器,需加装散热片或散热管。
大容量的变压器为了提高冷却效果,加装冷却风扇,称风冷。
容量在50000kV·A以上采用强迫油循环水冷或风冷。
所谓充气式变压器是指变压器的磁路(铁心)与绕组均位于一个充有绝缘气体的外壳内的变压器。
一般情况下是采用SF6气体,所以又称气体绝缘变压器。
6、按绕组导体材质分
二、电力变压器的结构
电力变压器种类较多,其结构也有所不同。
电力变压器一般是三相变压器,容量较大,且多数为油浸式的。
如图2—1—1所示为油浸式三相电力变压器的外形结构图,它主要由铁心和绕组组成。
1.铁心
三相电力变压器铁心采用三相三柱式结构。
铁心的铁心柱和铁轭均由硅钢片叠装而成,铁心叠好后,铁心柱用绝缘带绑扎,铁轭由上下夹件夹紧。
为了保持整体性,上下夹件间用拉杆紧固。
铁心叠片通过接地片与夹件连接实现接地。
三个铁心柱供三相磁通Φu、Φv、Φw分别通过,在三相电压平衡时,磁通也是对称的,总磁通为Φu+Φv+Φw=0变压器铁心必须可靠接地,以防感应电压或漏电,而且铁心接地点只能有一个,以免在其内部形成闭合回路,产生环流。
2.绕组
电力变压器的绕组广泛采用同心式结构,其特点是低压绕组与高压绕组在同一铁心柱上同心排列,一般低压绕组在内,高压绕组在外。
电力变压器绕组都采用圆筒式绕法。
它的绕法是把一根或几根并联的导线在绝缘纸筒上沿铁心柱高度方向依次连续绕制。
一般低压绕组用扁铜线绕成单层或双层;高压绕组用圆导线绕成多层。
绕组与绕组、绕组与铁心间用电木纸或钢纸板做成的圆筒绝缘。
绕组的层间留有油道,以利于绝缘和散热。
3.主要附件
三、电力变压器的铭牌参数
为了使电力变压器安全、经济运行,并保证一定的使用寿命,制造厂按照标准规定了电力变压器的额定数据。
将有关额定数据标写在铭牌上,并将铭牌镶嵌在变压器的箱体表面铭牌上的数据主要包含变压器型号、相数、额定频率、额定电压、额定电流、额定容量等各种参数数据,它是了解和使用电力变压器的依据。
某电力变压器的铭牌式样如图2-1-5所示。
1.电力变压器的型号
按照国家标准规定,变压器的型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成,它表示变压器的结构特点、额定容量(kV·A)和高压侧的电压等级(kV)。
变压器的型号含义如图2-1-6所示。
例如:
SL9-800/10为三相铝绕组油浸式电力变压器,设计计序号为9,额定容量为800kV·A,高压绕组电压等级为10kV。
2.相数
电力变压器分单相和三相两种,220kV及以下电压等级的电力变压器都是三相变压器。
3.额定频率(fN)
变压器的额定频率是指所设计的运行频率,我国电网电压的额定频率规定为50Hz(常称“工频”),有些国家规定频率为60Hz。
4.额定电压(U1N、U2N)
额定电压是指变压器线电压的有效值,它应与所连接的输变电线路电压相符合,单位为V或kV。
我国输变电线路的电压等级(即线路终端电压)为0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000(kV)。
变压器一次绕组的额定电压U1N是指变压器正常工作时,加到变压器一次绕组端点的线电压。
二次侧的额定电压U2N是指一次侧为额定电压时,分接开关位于额定分接头上,二次
侧空载时的线电压。
5.额定电流(1N、12N
额定电流是变压器绕组允许长期连续通过的工作电流,是指在某环境温度、某种冷却条件下允许的满载线电流值。
当环境温度、冷却条件改变时,额定电流也应变化。
如干式变压器加风扇散热后,电流可以提高50%。
一次侧、二次侧的额定电流分别用1N、l2N表示,单位为A。
6.额定容量(SN)
变压器的额定容量是指变压器的视在功率,表示制造厂所规定的在额定工作状态(即在额定电压、额定频率、额定电流使用条件下的工作状态)下变压器输出的最大功率。
其大小是由变压器的额定电压与额定电流所决定的,当然也受到环境温度、冷却条件的影响。
其单位为V·A或kV·A。
单相变压器的额定容量为
SN=UINIIN=U2NI2N三相变压器的额定容量为:
SN=√3U1NI1N=3U2Nl27.绕组联结组标号
变压器的三相绕组可以连接成星形(Y)或三角形(D),变压器按高压、中压和低压绕组联接的顺序组合起来就是绕组的联接组别。
例如:
变压器的联结组标号为Dyn11,它表示一次绕组为三角形接法,二次绕组为星形接法,带中性线,组别号为11。
8.阻抗电压(U)
阻抗电压Uk也称短路电压,指二次侧短接,一次侧加电压,使其一次电流到达额定值时的一次电压。
它表示变压器通过额定电流时在变压器自身阻抗上所产生的电压损耗,一般用百分值表示,称阻抗电压百分数或短路电压百分数。
阻抗电压的单位为V。
表达式为
阻抗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。
U、越小,输出电压越稳定,但承受的短路电流也越小
9.温升(T)
温升是变压器在额定工作条件下,内部绕组允许的最高温度与周围环境温度之差,它取决于所用绝缘材料的等级。
如油浸式变压器中用的绝缘材料都是A\级绝缘。
国家规定绕组温升为65℃,考虑最高环境温度为40℃,则65℃+40℃=105℃,这就是变压器绕组的极限工作温度
变压器上层油温最高不超过95℃,一般不应超过85℃,以控制变压器油不致过速氧化允许温升为95℃-40℃=55℃。
10.冷却方式
电力变压器绕组和铁心在运行中,虽然效率高达99%,但还是有部分损耗的电能转化成热能,使变压器的铁心和绕组的温度升高。
温度越高,绝缘老化越快。
当绝缘老化到一定程度时,在运行中由于振动和电动力的作用,绝缘容易破裂,易发生电气击穿而造成故障。
运行温度直接影响到变压器的输出容量、安全和使用寿命,因此必须有效地对运行中的变压器铁心和绕组进行冷却。
如:
ONAN一油浸自冷式;ONAF一油浸风冷式;OFAF一强迫油循环风冷式;OFWF一强迫油循环水冷式。
11.绝缘水平
L1一雷击耐压(图2-1-5中为75kV);AC一交流耐压(图2-1-5中为35kV)。
12.其他数据
包括油质量、器身质量、总质量等,这些数据为变压器的维修提供依据,根据这些数据来准备变压器油、起吊设备等。
四、电力变压器的简单计算
从运行原理来看,三相变压器在对称负载下运行时,各相的电压和电流大小相等,相位互差120°,就其某一相来说,和单相变压器没什么区别。
在这种情况下,单相变压器的基本方程式、等效电路以及运行特性的分析方法和结论完全适用于三相变压器。
只是三相变压器在计算时要注意三相电功率的计算和绕组的连接方式等问题。
5、教学拓展
电力变压器的发展前景
1、中频变压器产量大、价格低,并以出口为主,出口带动其快速发展。
目前我国电子系统内企业中频变压器的行业平均价格为0.626元/只,但多数企业的平均出厂价在0.20~0.30元/只之间,高者在1元/只左右。
2、电源变压器市场需求旺盛。
电源变压器是劳动密集型产品,并以用户定制生产为主,近几年来国内外市场需求旺盛,成为发展迅速的热门产品。
而印度将增长25%。
通信、计算机、消费类电子产品是其三大主力市场,其中通信需求的增长将起很大的推动作用,现全球电源变压器年需求已超过百亿美元,并向表面安装、高功率和高压方面发展。
非晶合金变压器若能完全替代新S9系列配变,如10kV级配电变压器年需求量按5000万kVA计算时,那么,一年便可节电100亿kW?
h以上。
同时,还可带来少建电厂的良好的环保效益,少向大气排放温室气体,这样会大大地减轻对环境的直接污染,使其成为新一代名副其实的绿色环保产品。
总之,国家在城乡电力网系统发展与改造中,若能大量推广采用三相非晶铁芯配电变压器产品,其最终会获得节能与环保两方面的效益。
六、课堂小结
一、电力变压器的种类
1、按功能分
2、按相数分
3、按调压方式分
4、按绕组结构分
5、按绕组绝缘及冷却方式分类
6、按绕组导体材质分
二、电力变压器的结构
电力变压器种类较多,其结构也有所不同。
电力变压器一般是三相变压器,容量较大,且多数为油浸式的。
三、电力变压器的铭牌参数
为了使电力变压器安全、经济运行,并保证一定的使用寿命,制造厂按照标准规定了电力变压器的额定数据。
将有关额定数据标写在铭牌上,并将铭牌镶嵌在变压器的箱体表面铭牌上的数据主要包含变压器型号、相数、额定频率、额定电压、额定电流、额定容量等各种参数数据,它是了解和使用电力变压器的依据。
七、布置作业
课后【思考与练习】
8、板书设计
9、教学反思
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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