电机与变压器教案

绪论

一、教学目标

1、了解电机在电能产生、传输、转换中的作用

2、了解电机的发展概况

3、明确本课程的任务和要求

二、教学重点与难点

1、电机在电能产生、传输、转换中的作用

2、明确本课程的任务和要求

三、教学时间：1学时

四、教学过程及主要内容

一、电机在电能产生、传输、转换中的作用

一）电能是怎样产生的？

一般情况下，水能、热能、核能等其他自然能源水水轮机、气轮机等原动机转动，再由原动机带动三相同步发电机转动产生三相电能。

二）变压器在电能的传输中有什么作用？

1、减少输电线电阻

2、提高输电电压

三）电动机在电能的使用上有什么优点？

二、电机发展概况

三、本课程的任务和要求

一）任务

1、掌握变压器、异步电动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、使用和维护知识；

2、了解同步电动机和特种电动机；

二）要求

1、学习要理论联系实际

2、注重对电机故障的分析、判断和检修能力的培养

3、为生产实习课与解决实际技术问题奠定理论和技能基础

第一单元变压器的分类、结构和原理

课题一变压器的分类和用途

一、教学目标

1、学生掌握变压器的定义

2、学生了解变压器的用途和分类

二、教学重点与难点

变压器的用途和分类

三、教学时间：1学时

四、教学过程及主要内容

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。

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。

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。

1、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）。

2、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。

3、按照相数分，主要有单相变压器、三相变压器、多相变压器。

4、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）。

5、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。

五、作业

变压器的分类方式有很多，按用途可以分为哪几种？

课题二变压器的结构与冷却方式

一、教学目标

1、学生掌握变压器的基本结构

2、学生了解变压器的冷却方式

3、熟悉变压器的主要附件

二、教学重点与难点

1、变压器的基本结构

2、变压器的主要附件

三、教学时间4学时

四、教学过程及主要内容

一、变压器的结构

图1-1为三相油浸式电力变压器的结构示意图。

图1-1 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

三相油浸式电力变压器主要由铁心、绕组及其他部件组成。

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。

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。

二、变压器的冷却方式

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

三、变压器的主要附件

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