電工機械 第3章 變壓器 3-1變壓器之原理 3-2變壓器的構造及特性 3-3變壓器連結法 3-4變壓器的試驗及維護 3-5特殊變壓器.

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1 電工機械 第3章 變壓器 3-1變壓器之原理 3-2變壓器的構造及特性 3-3變壓器連結法 3-4變壓器的試驗及維護 3-5特殊變壓器

2 變壓器之原理 3-1 變壓器的基本構成 變壓器構造示意圖

3 變壓器之原理 3-1 變壓器的感應電勢 變壓器原理 變壓器原理圖

4 變壓器之原理 3-1 理想變壓器 應電勢與應數比 1.鐵心無磁滯損失及渦流損失。 2.鐵心無磁阻，磁化曲線為直線。 3.線圈無電阻，無銅損。
4.磁通完全耦合無漏磁。 應電勢與應數比

5 變壓器之原理 3-1

6 3-1 變壓器之原理 (a)波形圖　　 (b)相量圖 端電壓磁通及應電勢之關係圖

7 變壓器之原理 3-1

8 變壓器之原理 3-1 變壓器之電流及匝數比 無負載之變壓器

9 變壓器之原理 3-1 加上負載之變壓器

10 變壓器之原理 3-1 漏磁電抗 變壓器之漏磁通分布情形

11 變壓器之原理 3-1 相量圖 (a)精確電路圖

12 變壓器之原理 3-1 (a)未加負載之變壓器 (b)一次無載電流()之相量圖

13 (b)相量圖（註：圓圈內的數字表示其繪製的順序）
變壓器之原理 3-1 (b)相量圖（註：圓圈內的數字表示其繪製的順序） 變壓器相量圖

14 變壓器之原理 3-1 等效電路 理想變壓器之等效電路

15 變壓器之原理 3-1 實際變壓器之等效電路

16 變壓器之原理 3-1 　匝數等於1的實際變壓器等效電路圖

17 將二次側折算至一次側後的精確等效電路圖（匝數比不等於1時）
變壓器之原理 3-1 將二次側折算至一次側之等效電路 將二次側折算至一次側後的精確等效電路圖（匝數比不等於1時）

18 3-1 變壓器之原理 將二次側折算至一次側的近似等效電路圖

19 3-1 變壓器之原理

20 變壓器的構造及特性 3-2 變壓器之構造 變壓器構造之一例

21 變壓器的構造及特性 3-2 變壓器之構造 變壓器構造之一例

22 變壓器的構造及特性 3-2 變壓器之鐵心 此變壓器鐵心材料必須符合下列特性： 1.高導磁係數 2.鐵心損失小
1.高導磁係數　　2.鐵心損失小 3.機械強度高　　4.易於加工 5.廉價經濟 圖11-2　內鐵式變壓器構造圖 圖11-3　外鐵式變壓器構造圖

23 3-2 變壓器的構造及特性 　捲鐵式變壓器構造圖

24 3-2 變壓器的構造及特性 變壓器之繞組 1.直接繞 2.模型繞 (a)圓筒型繞組 　　　 (b)多重圓筒型繞組

25 變壓器的構造及特性 3-2 (c)螺狀型繞組 (d)盤形繞組 (a)同心配置（外鐵式） 高低壓線圈配置方式

26 變壓器的構造及特性 3-2 變壓器的冷卻

27 變壓器的構造及特性 3-2 油浸自冷式變壓器圖

28 變壓器的構造及特性 3-2 　油浸水冷式變壓器示意圖

29 變壓器的構造及特性 3-2 送油風冷式　 送油水冷式

30 變壓器的構造及特性 3-2 變壓器絕緣油 絕緣油應具備下列條件： 1.絕緣耐力大。 2.引火點高，蒸發量少。 3.粘度低而冷卻作用良好。
4.凝固點低。 5.不含酸性，對金屬不產生腐蝕作用。 6.電氣及化學性能穩定。 　(a)實體圖 　　　 (b)示意圖

31 變壓器的構造及特性 3-2 變壓器絕緣套管 　(a)單一形 　 (b)填劑式 圖11-14　變壓器之絕緣套管

32 變壓器的構造及特性 3-2 　(c)充油式 　　　 (d)電容式 變壓器之絕緣套管(續)

33 變壓器的構造及特性 3-2 變壓器之電壓調整率 電壓調整率的定義

34 變壓器的構造及特性 3-2 (a)等效電路圖 (b)相量圖 折算至二次側之等效電路及相量圖

35 變壓器的構造及特性 3-2

36 變壓器的構造及特性 3-2

37 變壓器的構造及特性 3-2 變壓器之損失及其量度

38 變壓器的構造及特性 3-2 無載損失

39 鐵損之量測―開路實驗（open circuit test）
變壓器的構造及特性 3-2 鐵損之量測―開路實驗（open circuit test） 變壓器開路實驗接線圖

40 3-2 變壓器的構造及特性

41 銅損之量測―短路實驗（short-circuit test）
變壓器的構造及特性 3-2 銅損之量測―短路實驗（short-circuit test） 變壓器短路實驗接線圖

42 變壓器的構造及特性 3-2

43 變壓器的構造及特性 3-2 變壓器之效率

44 變壓器的構造及特性 3-2 最大效率

45 3-3 變壓器連結法 變壓器之極性 加極性、減極性 　(a)內鐵式 (b)外鐵式 減極性變壓器的標示

46 變壓器連結法 3-3 (a)內鐵式 (b)外鐵式 加極性變壓器的標示

47 變壓器連結法 3-3

48 變壓器連結法 3-3 極性的判定 直流法 向正方向偏轉，表示該變壓器為減極性。 壓器極性測試─直流法

49 變壓器連結法 3-3 交流法 變壓器極性測試─交流法

50 變壓器連結法 3-3 比較法 變壓器極性測試─比較法

51 變壓器連結法 3-3 單相變壓器之接線

52 變壓器連結法 3-3 變壓器的三相連接 「一具三相」/「三具單相」的比較
以三具單相變壓器進行三相連接供電三相電源，其優點是：由於其三具獨立 ，散熱容易；當其中一具故障時，另外兩具還可接成V型接線，繼續供給 部分用電，無須全面停電；備用容量較三相變壓器為小；缺點是：較佔空 間、設備成本高。 (a)原理圖　　　　　　　　　　　　　　　　(b)實體圖 三相變壓器

53 變壓器連結法 3-3 Y形與△形接線

54 變壓器連結法 3-3 各種三相連接 Y-Y接線

55 變壓器連結法 3-3

56 變壓器連結法 3-3

57 變壓器連結法 3-3

58 線電流較相電流落後30°，線電壓和相電壓同相。
變壓器連結法 3-3 線電流較相電流落後30°，線電壓和相電壓同相。 (a)實體圖 (b)接線圖

59 變壓器連結法 3-3 (c)電壓電流方向圖 圖12-9　△－△接線

60 變壓器連結法 3-3 (d)相量圖 圖12-9　△－△接線

61 變壓器連結法 3-3 Y－△接線

62 變壓器連結法 3-3 圖 Y－△接線

63 變壓器連結法 3-3 圖12-11　△－Y接線

64 變壓器連結法 3-3

65 變壓器連結法 3-3 V－V接線 　 (a)實體圖 (b) 接線圖

66 變壓器連結法 3-3 (c)電壓電流方向圖

67 變壓器連結法 3-3 (d)相量圖 圖12-12　 V－V接線

68 變壓器連結法 3-3

69 變壓器連結法 3-3

70 變壓器連結法 3-3 T－T接線 (a)結線圖

71 變壓器連結法 3-3 (b)結線示意圖 三相T－T連接結線圖

72 變壓器連結法 3-3

73 變壓器連結法 3-3

74 變壓器連結法 3-3

75 變壓器連結法 3-3 史考特接線 (a)接線圖 (b)相量圖 三相變成二相―史考特接線

76 變壓器連結法 3-3 (b)相量圖 三相變成二相―史考特接線

77 變壓器連結法 3-3 變壓器之並聯運轉 單相變壓器並聯運用 單相變壓器之並聯運轉

78 變壓器連結法 3-3 　變壓器並聯運用之等值電路

79 變壓器得試驗與維護 3-4 Y－Y與Y－Y △－△與△－△ Y－△與Y－△ △－Y與△－Y △－△與Y－Y △－Y與Y－△
三相變壓器並聯運用 Y－Y與Y－Y    △－△與△－△ 　Y－△與Y－△   △－Y與△－Y △－△與Y－Y   △－Y與Y－△ 不可以並聯運用之相連接 　△－△與△－Y Y－Y與△－Y △－△與Y－△ Y－Y與Y－△

80 變壓器得試驗與維護 3-4 變壓器的直流電阻測定試驗

81 變壓器得試驗與維護 3-4 變壓器的匝數比試驗

82 變壓器得試驗與維護 3-4 變壓器的溫升試驗 實際負載試驗法 返饋負載法 返饋負載法溫升試驗電路

83 (a)量測高、低壓繞組之間 (b)量測高壓繞組與外殼之間 (c)量測低壓繞組之與外殼之間
變壓器得試驗與維護 3-4 變壓器的絕緣電阻試驗 (a)量測高、低壓繞組之間　(b)量測高壓繞組與外殼之間　(c)量測低壓繞組之與外殼之間 變壓器絕緣電阻試驗接線圖

84 變壓器得試驗與維護 3-4

85 變壓器得試驗與維護 3-4 變壓器的其它試驗 變壓器的絕緣油耐壓試驗 絕緣耐壓試驗

86 變壓器得試驗與維護 3-4 感應電壓試驗 衝擊電壓試驗 變壓器之溫升

87 變壓器得試驗與維護 3-4

88 變壓器得試驗與維護 3-4 變壓器的維護 日常檢查 變壓器之定期檢查 變壓器之內部檢驗

89 變壓器得試驗與維護 3-4

90 特殊變壓器 3-5 自耦變壓器 普通變壓器

91 (a)降壓自耦變壓器 (b)升壓自耦變壓器
特殊變壓器 3-5 (a)降壓自耦變壓器　　　　　　　　　　　　 (b)升壓自耦變壓器 自耦變壓器

92 特殊變壓器 3-5

93 特殊變壓器 3-5

94 特殊變壓器 3-5 耦變壓器輸出容量為原普通變壓器額定容量的倍，亦即可用較小的額定容量作較大容量的輸出。 自耦變壓器有下列優缺點：
1.以較小的固有容量，得到較大的輸出容量。

95 (a)屋外油入單相計器用 (b)鑄型比壓器 (c)Epoxy樹脂成鑄型計器用比壓器
特殊變壓器 3-5 2.節省材料，體積小，製造成本較普通變壓器為低。 3.減少漏磁電抗，降低電壓變動率。 4.激磁電流小，減少損失，提高效率。 缺點： 1.高、低壓在同一繞組，沒有分開，致使絕緣困難。 2.由於絕緣困難，導致電壓比很低，通常在1：2以下。 儀表用變壓器―比壓器與比流器 比壓器 (a)屋外油入單相計器用 (b)鑄型比壓器 (c)Epoxy樹脂成鑄型計器用比壓器 比壓器6600/110V kV/110V/50VA 型比壓器之構造

96 特殊變壓器 3-5 比壓器接線圖例

97 (a)比壓器之V接線 (b)比壓器之△接線
特殊變壓器 3-5 (a)比壓器之V接線 (b)比壓器之△接線 比壓器三相結線例

98 特殊變壓器 3-5 比流器 　(a)繞線式比流器 (b)貫穿式比流器 比流器之各種結構外形

99 (c)套管用比流器 (d)Epoxy樹脂成鑄型比流器
特殊變壓器 3-5 比流器 　 (c)套管用比流器 　　　 (d)Epoxy樹脂成鑄型比流器 比流器之各種結構外形

100 特殊變壓器 3-5 比流器量測之接線

101 特殊變壓器 3-5 　 (a)Y形接線 　　　 (b)△形接線 比流器之三相結線

102 特殊變壓器 3-5 高漏磁變壓器 高漏磁變壓器之磁路

103 特殊變壓器 3-5 霓虹燈用高漏磁變壓器

104 特殊變壓器 3-5 　(a)外形 　　 (b)電路圖 電焊機用漏磁變壓器

105 特殊變壓器 3-5 (c)漏磁迴路 　電焊機用漏磁變壓器