电机与变压器参赛教案.docx

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电机与变压器参赛教案

《电机与变压器》教案首页

课程名称

《电机与变压器》

学时

2

授课班级

任课教师

专业技

术职务

讲师

教学日期

2012.02.29

授课题目

§1—1变压器的分类和用途、变压器的结构和冷却方式

基本教材或参考书

《电机与变压器》中国劳动社会保障出版社、全国中等职业技术学校、电工类专业通用教材

教学目的与要求

1.通过教学使学生掌握变压器的定义、变压器的用途和分类。

。

2.了解变压器的结构和主要附件的作用及冷却方式等。

3.培养学生的学习兴趣及独立思考问题、解决问题的能力。

教学重点

与难点

变压器的用途和分类

技能及

知识点

变压器的定义、用途和分类

教学方法

理论讲授联系实际应用

教学过程

一、新课引入5分钟

二、讲授新课75分钟

三、小结5分钟

四、布置作业5分钟

五、课后分析

教学环节

教学过程及主要内容

备注

一

二

三

四

五

新课引入

1.教师师用幻灯片出示各种生活中常见到的变压器图片及实物，要求学生说说这些元件你分别在哪里见过？

它们做啥用？

（教师一边展示，边指导观察）

2.和学生互动举例：

有小区附近的降压变压器、有充电器插头上的降压变压器、有变电站里见到的升压变压器，还有家庭使用的变压器。

3.采用“情景导入法”，利用生活的常识储备创设情境，使学生走出课堂，与生活实际相结合，引起学生的兴趣，调动学生的学习热情。

（能学习这些平时感觉深不可测的电器）

4.引入变压器的作用----改变电压或电流的装置.

讲授新课

§1—1变压器的分类和用途

§1—2变压器的结构与冷却方式

一、变压器的主要用途

变压器是一种通过电磁感应作用将一定数值的电压、电流、阻抗的交流电转换成同频率的另一数值的电压、电流、阻抗的交流电的静止电器。

在电力系统中，专门用于升高电压和降低电压的变压器统称为电力变压器。

电力变压器是使用最广泛的变压器。

变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。

它能将某一电压值的交流电变换成同频率的所需电压值的交流电，以满足高压输电、低压供电及其他用途的需要。

在绝大多数情况下，交流电能来自于远离用电地区的水力发电站、火力发电站、核电站的交流发电机。

由于绝缘材料和散热等方面的限制，交流发电机发出的电压不可能太高，一般多为10.5kV和18kV。

如果以此等级的电压直接向远距离的用电地区传送大功率的电能，那么输电线路必然流过很大的电流，大大增加了输电线路上的电能损耗和电压损耗，这是很不经济的，甚至于不能将电能送出去。

如果采用升压变压器，把发电机发出的电压升高到几十千伏或几百千伏的电压后，再向远距离的用电地区传送大功率的电能，那么输电线路上流过的电流自然就变小了，这样就能经济地把电能送出去。

一般地，输电电压的高低与输电距离、输电功率有关，若要求输电距离较远且输电功率较大，则要求较高的输电电压。

而用电设备的电压等级绝大多数为380V或220V，用电设备不能直接与高压输电线路连接，必须采用降压变压器，先将输电电压降低到合适的电压等级，再供用户使用。

二、变压器的分类

变压器可以按照用途、绕组数目、相数、冷却方式、调压方式分类。

按照用途分，主要有电力变压器、调压变压器、仪用互感器（如测量用电流互感器和电压互感器）、供特殊电源用的变压器（如整流变压器、电炉变压器、电焊变压器、脉冲变压器）。

按照绕组数目分，主要有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器。

按照相数分，主要有单相变压器、三相变压器、多相变压器。

按照冷却方式分，主要有干式变压器、充气式变压器、油浸式变压器（按照冷却条件，又可细分为自冷、风冷、水冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷变压器）。

按照调压方式分，主要有无载调压变压器、有载调压变压器、自动调压变压器。

容量大小：

小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。

三、变压器的基本结构

三相油浸式电力变压器主要由铁心、绕组及其他部件组成。

现简单叙述各部件的结构、作用。

1

图1三相油浸式电力变压器

1—油箱2—铁心及绕组3—储油柜4—散热筋

5—高、低压绕组6—分接开关7—气体继电器

8—信号温度计

1．铁心

铁心作为变压器的闭合磁路和固定绕组及其他部件的骨架。

为了减小磁阻、减小交变磁通在铁心内产生的磁滞损耗和涡流损耗，变压器的铁心大多采用薄硅钢片叠装而成。

变压器的铁心有心式和壳式两种基本形式。

心式变压器的铁心由铁心柱、铁轭和夹紧器件组成，绕组套在铁心柱上，如图3.3所示。

心式变压器的结构简单，绕组的装配工艺、绝缘工艺相对于壳式变压器简单，国产三相油浸式电力变压器大多采用心式结构。

壳式变压器的铁心包围了绕组的四面，就像是绕组的外壳，如图3.4所示。

壳式变压器的机械强度相对较高，但制造工艺复杂，所用材料较多，一般的电力变压器很少采用。

图2三相心式变压器

1—铁心柱2—铁轭3—高压绕组4—低压绕组

图3单相壳式变压器

1—铁心柱2—铁轭3—绕组

2．绕组

绕组是变压器的电路部分，原绕组吸取供电电源的能量，副绕组向负载提供电能。

变压器的绕组由包有绝缘材料的扁导线或圆导线绕成，有铜导线和铝导线两种。

按照高、低压绕组之间的安排方式，变压器的绕组有同心式和交叠式两种基本形式。

3．其他部件

（1）油箱

变压器的器身放置在灌有高绝缘强度、高燃点变压器油的油箱内。

变压器运行时，铁心和绕组都要发出热量，使变压器油发热。

发热的变压器油在油箱内发生对流，将热量传送至油箱壁及其上的散热器，再向周围空气或冷却水辐射，达到散热的目的，从而使变压器内的温度保持在合理的水平上。

（2）储油柜（也称为油枕）

储油柜装置在油箱上方，通过连通管与油箱连通，起到保护变压器油的作用。

变压器油在较高温度下长期与空气接触容易吸收空气中的水分和杂质，使变压器油的绝缘强度和散热能力相应降低。

装置储油柜的目的是为了减小油面与空气的接触面积、降低与空气接触的油面温度并使储油柜上部的空气通过吸湿剂与外界空气交换，从而减慢变压器油的受潮和老化的速度。

（3）气体继电器（也称为瓦斯继电器）

气体继电器装置在油箱与储油柜的连通管道中，对变压器的短路、过载、漏油等故障起到保护的作用。

（4）安全气道（也称为防爆管）

安全气道是装置在较大容量变压器油箱顶上的一个钢质长筒，下筒口与油箱连通，上筒口以玻璃板封口。

当变压器内部发生严重故障又恰逢气体继电器失灵时，油箱内部的高压气体便会沿着安全气道上冲，冲破玻璃板封口，以避免油箱受力变形或爆炸。

（5）绝缘套管

绝缘套管是装置在变压器油箱盖上面的绝缘套管，以确保变压器的引出线与油箱绝缘。

（6）分接开关

分接开关装置在变压器油箱盖上面，通过调节分接开关来改变原绕组的匝数，从而使副绕组的输出电压可以调节，以避免副绕组的输出电压因负载变化而过分偏离额定值。

分接开关有无载分接开关和有载分接开关两种。

一般的分接开关有三个挡位，+5%挡、0挡和-5%挡。

若要副绕组的输出电压降低，则将分接开关调至原绕组匝数多的一挡，即+5%挡；若要副绕组的输出电压升高，则将分接开关调至原绕组匝数少的一挡，即-5%挡。

四、变压器的冷却方式

1.变压器的发热

2.冷却方式

1）三相油浸自冷式

2）三相油浸风冷式

3）三相强迫油循环风冷式

4）三相强迫油循环水冷式

小结

1.变压器的用途及功能

主要改变交流电压，还可以改变交流电流、变换阻抗等。

2.变压器原理

变压器利用电磁感应原理改变交流的电压、电流及变换阻抗等。

3.变压器的结构

变压器主要由变压器绕组和变压器铁心构成。

绕组是变压器的电路部分，铁心是变压器主磁通的通道和安放绕组的骨架。

布置作业

1.习题册1—2页

2.课本12页思考题2：

变压器铁心为什么常用导磁材料—硅钢片叠装而成？

课后分析

1.教学过程中需要较好地把握教材的结构，突出重点与难点，使教学环节流畅。

从学生的课堂回答可以看出，学生已经较好地了解了本节课的教学内容。

2.让学生拿万用表来亲自实验测量原副线圈的电压与匝数的关系，让学生在感观上理解本节的重点知识。

且有成功的体验。

本课时原理讲解中，借助于动画，让学生化抽象为具体，来理解磁通量的变化。

观察各种变压器的图片和实物，从而拉近了学生和让人生畏的变压器之间的距离。

这样既发挥学生的主体作用，又与学生进行了互动。

提出能够引发学生思考的问题，并给予学生一定的思考和讨论时间，这激活了学生的思维。

另外例题讲解、练习巩固中都可以巩固知识，提高学生解题能力，也发展了学分析应用能力。

而且在引导学生得到多个副线圈的电流与匝熟关系时，让学生在学习始终把能量守恒定律进行联系与区别，贯穿在物理知识中。

3不足及改进：

本堂课缺少进行与学生实际相符合的深层次的思考，没注意到学情，解说过难，造成学生主动参与还不足，课堂气氛较为紧张。

今后将进一步改进，提高课堂效率和教学效果。

注意与学

生的互动

列举实例

进行讲解

设问：

为什么要用变压器进行远距离传输送电

结合幻灯片讲解，使得学生有直观认识及印象

和学生共同总结要点