专题三 认识变压器（教案）-山东省职教高考《电机与拖动》（高教版） 专题复习讲练测

专题三 认识变压器（教案）-《电机与拖动》高教版-专题版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.理解单相变压器的结构和工作原理，包括电磁感应导致的电压变换过程。 2.掌握三相变压器的内部结构和连接方式，以及铭牌上的各项额定参数解读。 3.熟悉特殊变压器如仪用互感器和自耦变压器的应用特点及工作原理。 4.培养学生安全操作意识，包括正确的设备接地和操作规范的重要性。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 三相变压器可以由3台单相变压器连接而成,又称为三相变压器组,但大部分三相变压器是将三相绕组分别绕在同一个铁心的3个铁心柱上,构成三相一体的心式变压器。目前使用最广泛的是三相油浸式电力变压器。 目前使用最广泛的是三相油浸式电力变压器。图2-1-8所示为S系列电力变压器外形图。 一、结构组成 1.铁心和绕组铁心是三相变压器的磁路部分,由厚 0.3 mm 以下的硅钢片叠压而成。新型电力变压器铁心均采用高磁导率、低损耗的冷轧晶粒取向硅钢片制作,以降低损耗,提高变压器的效率。绕组是三相电力变压器的电路部分,一般用绝缘纸包的扁铜线或扁铝线绕成。三相电力变压器大多采用同心式绕组结构,三相变压器器身如图 2-1-9所示。为了便于绕制和铁心绝缘,通常将低压绕组靠近铁心。 2.油箱及冷却装置油箱由钢板焊接而成,它除放置变压器的器身外,充满了变压器油。变压器油是一种作为绝缘介质和散热媒介的矿物油,新型电力变压器油箱多采用片式散热器散热。在油箱的上部安装有储油柜(也称油枕),通过连接管与油箱相通,其作用是在油箱外给油的热胀冷缩提供一个空间,并减小油与空气的接触面,从而降低变压器油受潮和老化的速度新型的全充油密封式电力变压器则取消了储油柜,变压器运行时由于温度和负载的变化引起油体积变化,完全由设在侧壁的膨胀式散热器(金属波纹油箱)来补偿。 二、保护装置： 有的电力变压器的保护装置主要采用气体继电器和防爆管,在油箱与储油柜之间的连接管中装有气体继电器,在油箱顶部装有防爆管。当变压器发生故障时,内部绝缘物汽化,使气体继电器动作,发出信号或使开关跳闸。若变压器内部发生严重放障,继电器失灵,防爆管发挥作用、以免造成变压器箱体爆裂。有的变压器采用的保护装置是压力释放阀,当变压器因故障使内部压力增大到一定程度时,压力释放阀动作,释放压力或报警,当压力减小到正常值时恢复原状,保证了变压器继续运行。还有的变压器装有信号温度计和瓦斯继电器,以达到设定的温度跳闸或报警,轻、重瓦斯报警保护作用。 绝缘套管变压器内部的高、低压引线是经高、低压套管(统称为绝缘套管)引到油箱外部的,如图2-1-8所示,它起着固定引线和对地绝缘的作用。绝缘套管由带电部分和绝缘部分组成。带电部分可以是导电杆、导电管、电缆或铜排。绝缘部分分为外绝缘和内绝缘。外绝缘为瓷管，内绝缘为变压器油、附加绝缘和电容性绝缘。 三相变压器一次绕组出线端有调节挡为±5% 额定电压的分接开关,通过分接开关改变分接头的连接,可以改变一次绕组的匝数,从而调节变压器的输出电压。 三、铭牌与额定值 每台变压器都有铭牌,上面标有名称、型号、功能、规格、出厂日期、制造厂等字样,它们是了解和使用变压器的依据。三相变压器铭牌如图2-1-10 所示。 四、三相变压器的连接方式 三相变压器一次或二次绕组的连接方法可分为星形(Y形)联结或三角形(A形)联结,见表 2-1-2。 变压器的连接组别是指三相变压器一次、二次绕组之间连接关系的一种代号,它表示变压器一次、二次绕组对应电压之间的相位关系。一次、二次绕组对应的线电压之间的相位差总是30°的浆数倍,正好与钟面上小时数之间的角度一样,因此可用时钟法表示。方法就是把一次绕组线电压矢量作为时钟的分针将分针固定在12点(0点)上,二次绕组对应线电压天量作为时钟的时针,看时针在儿点钟的位置上,就以此时刻作为该接线 组的代号,如图 2-1-11 所示。 [真题练讲] 1.(2020年河北省统一考试)在单相变压器中，哪个部分起到增加磁路的作用？ A. 初级线圈 B. 次级线圈 C. 铁心 D. 磁性绝缘体 答案：C. 铁心 解析： 铁心在单相变压器中起到增加磁路和提高磁导率的作用，是磁场传导的主要支撑结构。 2.(2016年山东省统一考试)三相变压器中铭牌上的额定值是指？ A. 功率 B. 电压 C. 电流 D. 变比 答案：A. 功率 解析： 三相变压器铭牌上的额定值通常指的是功率，表示设备额定的功率容量。 3.(2022年山东省统一考试）仪用互感器主要用于测量和保护什么？ A. 电流和电压 B. 频率和功率因数 C. 阻抗和电感 D. 电容和电阻 答案：A. 电流和电压 解析： 仪用互感器主要用于测量和保护电路中的电流和电压，确保系统运行的安全性。 4.(2021年山东省统一考试)自耦变压器中共享的线圈称为？ A. 初级线圈 B. 次级线圈 C. 单匝线圈 D. 辅助线圈 答案：C. 单匝线圈 解析： 自耦变压器中共享的线圈通常称为单匝线圈，用于调节输出电压。 5.(2019年湖南省统一考试)特殊变压器中的自耦变压器相比常规变压器具有什么优势？ A. 更高的效率 B. 更小的尺寸 C. 更简单的结构 D. 更广泛的应用范围 答案：B. 更小的尺寸 解析： 自耦变压器相比常规变压器在相同功率下具有更小的尺寸，适合限制空间的应用场合。 [限时练讲] 1.单相变压器的主要组成部分包括： A. 电容器、电阻器、电感器 B. 铁芯、初级线圈、次级线圈 C. 变频器、断路器、继电器 D. 发电机、电动机、逆变器 答案：B. 铁芯、初级线圈、次级线圈 解析：单相变压器由铁芯、初级线圈和次级线圈构成，通过电磁感应原理实现电压的升降。 2.单相变压器通过什么原理实现电压的升降？ A. 预充电原理 B. 电化学原理 C. 电磁感应原理 D. 静电场原理 答案：C. 电磁感应原理 解析：单相变压器通过电磁感应原理，即初级线圈中的交变电流产生交变磁场，这个磁场诱发次级线圈中的电压变化，实现电压的升降。 3.以下哪项不是单相变压器的外特性之一？ A. 额定电压 B. 额定电流 C. 效率 D. 额定频率 答案：D. 额定频率 解析：单相变压器的外特性包括额定电压、额定电流和效率，额定频率不是其外特性。 4.三相变压器的构造要素中不包括： A. 三个独立的绕组 B. 铁心 C. 电容器 D. 冷却系统 答案：C. 电容器 解析：三相变压器由三个独立的绕组和铁心构成，用于连接三相电源的不同相位，不包括电容器。 5.仪用互感器主要用于： A. 测量和保护电路中的电流和电压 B. 调节电机的转速 C. 控制发电厂的输出功率 D. 传输信号和数据 答案：A. 测量和保护电路 7.自耦变压器与普通变压器最大的区别在于： A. 输出电压的调节方式 B. 结构材料的不同 C. 有无铁芯 D. 线圈的绕组方式 答案：A. 输出电压的调节方式 解析：自耦变压器与普通变压器最大的区别在于输出电压的调节方式，自耦变压器通过共享部分线圈来调节电压。 8.三相变压器的连接方式不包括以下哪种？ A. 星形连接 B. 三角形连接 C. Y-Δ连接 D. 并联连接 答案：D. 并联连接 解析：三相变压器的常见连接方式包括星形连接、三角形连接和Y-Δ连接，而并联连接不是其常见的连接方式之一。 8.单相变压器的结构是怎样的？简要描述其主要组成部分及各自的作用。 知识点包括： 铁芯：增加磁路磁导率，减小漏磁。 初级线圈：连接电源，产生交变磁场。 次级线圈：通过电磁感应产生输出电压。 答案:单相变压器主要由铁芯、初级线圈和次级线圈组成。铁芯用于增加磁路的磁导率并减小漏磁；初级线圈连接电源，产生交变磁场；次级线圈通过电磁感应产生输出电压。 9.单相变压器是如何工作的？简述其工作原理及电磁感应的作用过程。 知识点包括： 电磁感应：初级线圈中的交变电流产生交变磁场，诱发次级线圈中的电压变化。 答案:单相变压器通过电磁感应原理工作，即初级线圈中的交变电流产生交变磁场，这个磁场诱发次级线圈中的电压变化，实现电压的升降。 10.单相变压器的外特性指哪些参数？这些参数分别如何影响变压器的性能？ 知识点包括： 额定电压：稳定的输出电压。 额定电流：最大承载电流。 效率：电能转换过程中的能量损失。 答案:单相变压器的外特性包括额定电压、额定电流和效率。额定电压决定稳定的输出电压，额定电流表示最大承载能力，而效率则反映电能转换过程中的能量损失，直接影响其能效。 11.三相变压器的结构组成是什么？简述其构造要素及各自的作用。 知识点包括： 三个独立的绕组：对应三相电源的不同相位。 铁心：支持和隔离各个相位的电磁感应。 答案:三相变压器由三个独立的绕组和铁心构成。每个绕组分别对应三相电源的不同相位，铁心则支持和隔离各个相位的电磁感应，确保稳定的电能转换。 12.仪用互感器和自耦变压器有何特殊之处？简要描述它们在电气设备中的应用。 知识点包括： 仪用互感器：用于测量和保护电路中的电流和电压。 自耦变压器：通过共享一个部分的线圈来调节电压。 答案:仪用互感器用于测量和保护电路中的电流和电压，确保设备运行安全和效率。自耦变压器通过共享部分线圈来调节电压，常用于控制电机启动和调速等应用场合。 [学法建议] 重点复习知识点： 1.理解单相变压器的基本结构，包括铁芯、初级线圈和次级线圈的组成，以及它们在电磁感应中的作用。 2.掌握单相变压器的工作原理，即通过电磁感应导致的初级电流产生磁场，从而在次级线圈中诱发电压变化的过程。 3.熟悉单相变压器的外特性，如额定电压、额定电流和效率等，这些参数决定了其在实际应用中的稳定性和性能。 4.理解三相变压器的结构组成，包括三个独立的绕组和铁心的布局，以及在实际应用中如何根据电路需求选择星形或三角形连接方式。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$