電機學,變壓器習題

1、第二章 變壓器一、填空：1. 一臺單相變壓器額定電壓為380V/220V，額定頻率為50HZ，如果誤將低壓側(cè)接到380V上，則此時 , , , 。（增加，減少或不變）答：增大，增大，減小，增大。2. 一臺額定頻率為50Hz的電力變壓器接于60Hz，電壓為此變壓器的6/5倍額定電壓的電網(wǎng)上運行，此時變壓器磁路飽和程度 ，勵磁電流 ，勵磁電抗 ，漏電抗 。答：飽和程度不變，勵磁電流不變，勵磁電抗增大，漏電抗增大。3. 三相變壓器理想并聯(lián)運行的條件是（1） ，（2） ，（3） 。答：（1）空載時并聯(lián)的變壓器之間無環(huán)流；（2）負載時能按照各臺變壓器的容量合理地分擔負載；（3）負載時各變壓器分擔的電流應(yīng)

2、為同相。4. 如將變壓器誤接到等電壓的直流電源上時，由于E= ，U= ，空載電流將 ，空載損耗將 。答：E近似等于U，U等于IR，空載電流很大，空載損耗很大。5. 變壓器空載運行時功率因數(shù)很低，其原因為 。答：激磁回路的無功損耗比有功損耗大很多，空載時主要由激磁回路消耗功率。6. 一臺變壓器，原設(shè)計的頻率為50Hz，現(xiàn)將它接到60Hz的電網(wǎng)上運行，額定電壓不變，勵磁電流將 ，鐵耗將 。答：減小，減小。7. 變壓器的副端是通過 對原端進行作用的。答：磁動勢平衡和電磁感應(yīng)作用。8. 引起變壓器電壓變化率變化的原因是 。答：負載電流的變化。9. 如將額定電壓為220/110V的變壓器的低壓邊誤接到2

3、20V電壓，則激磁電流將 ，變壓器將 。答：增大很多倍，燒毀。10. 聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運行，是因為 。答：若連接，將在變壓器之間構(gòu)成的回路中引起極大的環(huán)流，把變壓器燒毀。11. 三相變壓器組不宜采用Y,y聯(lián)接組，主要是為了避免 。答：電壓波形畸變。12. 變壓器副邊的額定電壓指 。答：原邊為額定電壓時副邊的空載電壓。13. 為使電壓波形不發(fā)生畸變，三相變壓器應(yīng)使一側(cè)繞組 。答：采用d接。14. 通過 和 實驗可求取變壓器的參數(shù)。答：空載和短路。15. 變壓器的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括 ， ， ， ， 。答：激磁電阻，激磁電抗，繞組電阻，漏電抗，變比。16. 在采用標幺制計算時，額定值的標幺值為

4、 。答：1。17. 既和原邊繞組交鏈又和副邊繞組交鏈的磁通為 ，僅和一側(cè)繞組交鏈的磁通為 。答：主磁通，漏磁通。18. 變壓器的一次和二次繞組中有一部分是公共繞組的變壓器是 。答：自耦變壓器。19. 并聯(lián)運行的變壓器應(yīng)滿足（1） ，（2） ，（3） 的要求。答：（1）各變壓器的額定電壓與電壓比應(yīng)相等；（2）各變壓器的聯(lián)結(jié)組號應(yīng)相同；（3）各變壓器的短路阻抗的標幺值要相等，阻抗角要相同。20. 變壓器運行時基本銅耗可視為 ，基本鐵耗可視為 。答：可變損耗，不變損耗。二、選擇填空1. 三相電力變壓器帶電阻電感性負載運行時，負載電流相同的條件下，越高，則 。A：副邊電壓變化率u越大，效率越高，B：副

5、邊電壓變化率u越大，效率越低，C：副邊電壓變化率u越大，效率越低，D：副邊電壓變化率u越小，效率越高。 答：D2. 一臺三相電力變壓器=560kVA， =10000/400(v), D,y接法，負載時忽略勵磁電流，低壓邊相電流為808.3A時，則高壓邊的相電流為 。 A： 808.3A ， B: 56A， C: 18.67A ， D: 32.33A。 答：C3. 一臺變比為k的變壓器，從低壓側(cè)作空載實驗，求得副邊的勵磁阻抗標幺值為，那末原邊的勵磁阻抗標幺值是 。：,：,：.。 答：A4. 變壓器的其它條件不變，外加電壓增加，則原邊漏抗，副邊漏抗和勵磁電抗將 。 ：不變， ：增加% ，：減少%

6、。（分析時假設(shè)磁路不飽和） 答：A5 相電力變壓器磁勢平衡方程為 。 A：原，副邊磁勢的代數(shù)和等于合成磁勢 B：原，副邊磁勢的時間向量和等于合成磁勢 C：原，副邊磁勢算術(shù)差等于合成磁勢 答：B6 壓與頻率都增加5時，穿過鐵芯線圈的主磁通 。 A 增加 B 減少 C 基本不變答：C7 升壓變壓器，一次繞組的每匝電勢 二次繞組的每匝電勢。 A 等于 B 大于 C 小于答；A8 三相變壓器二次側(cè)的額定電壓是指原邊加額定電壓時二次側(cè)的 電壓。A 空載線 B 空載相 C 額定負載時的線 答：A9 單相變壓器通入正弦激磁電流，二次側(cè)的空載電壓波形為 。 A 正弦波 B 尖頂波 C 平頂波 答：A10 變壓

7、器的其它條件不變，若原副邊的匝數(shù)同時減少10，則，及的大小將 。 A：和同時減少10，增大 B：和同時減少到0.81倍, 減少 C：和同時減少到0.81倍，增加 D：和同時減少10，減少 答：B11 如將額定電壓為220/110V的變壓器的低壓邊誤接到220V電壓，則激磁電流將 ，變壓器將 。A：不變；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:發(fā)熱但無損壞危險；F:嚴重發(fā)熱有燒壞危險答：C，F(xiàn)12 聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運行，是因為 。A:電壓變化率太大； B:空載環(huán)流太大；C:負載時激磁電流太大； D:不同聯(lián)接組號的變壓器變比不同。答：B13 三相變壓器組不宜采用Y,y聯(lián)接組，主

8、要是為了避免 。A：線電勢波形放生畸變； B：相電勢波形放生畸變；C：損耗增大； D：有效材料的消耗增大。 答：B14 變壓器原邊匝數(shù)增加5%，副邊匝數(shù)下降5%，激磁電抗將 。A：不變 B：增加約10% C：減小約10%答：B15 三相變壓器的變比是指之比。A：原副邊相電勢 B：原副邊線電勢 C：原副邊線電壓答：A16 磁通，電勢正方向如圖，W1匝線圈感應(yīng)的電勢e為 。A：d/dt B：W1d/dt C：-W1d/dt答：C17 變壓器鐵耗與銅耗相等時效率最大，設(shè)計電力變壓器時應(yīng)使鐵耗 銅耗。A：大于 B：小于 C：等于答：A18 兩臺變壓器并聯(lián)運行時，其負荷與短路阻抗 分配。A：大小成反比

9、B：標么值成反比 C：標么值成正比答：B19 將50Hz 的變壓器接到60Hz電源上時，如外加電壓不變，則變壓器的鐵耗 ；空載電流 ；接電感性負載設(shè)計，額定電壓變化率 。A變大 B 變小答：B，B，A20 當一臺變壓器的原邊匝數(shù)比設(shè)計少10%（副邊匝數(shù)正常）則下列各值的變化為：磁通 ； ； ； ；U20 I0 。A：變大 B：變小 C：不變答：A，B，C，B，A，A21 一臺Y/-12和一臺Y/-8的三相變壓器，變比相等，能否經(jīng)過改接后作并聯(lián)運行 。A能 B不能 C不一定 D不改接也能答：A22 一臺 50Hz的變壓器接到60Hz的電網(wǎng)上，外時電壓的大小不變，激磁電流將 。A,增加 B,減小

10、C，不變.答：B23 變壓器負載呈容性，負載增加時，副邊電壓 。A,呈上升趨勢； B,不變， C,可能上升或下降答：C24 單相變壓器鐵心疊片接縫增大，其他條件不變，則空載電流 。A,增大； B，減??； C,不變。答：A25 一臺單相變壓器額定電壓為220/110V。Y/y-12接法，在高壓側(cè)作短路實驗，測得的短路阻抗標幺值為0.06，若在低壓側(cè)作短路實驗，測得短路阻抗標幺值為 。A:0.06 ， B：0.03 ， C：0.12 ， D：0.24 。 答：A三、判斷1. 變壓器負載運行時副邊電壓變化率隨著負載電流增加而增加 。 （ ）答：對2. 電源電壓和頻率不變時，制成的變壓器的主磁通基本為

11、常數(shù)，因此負載和空載時感應(yīng)電勢為常數(shù) 。 （ ）答：錯3. 變壓器空載運行時，電源輸入的功率只是無功功率 。 （ ）答：錯4. 變壓器頻率增加，激磁電抗增加，漏電抗不變。 （ ）答：錯5. 變壓器負載運行時，原邊和副邊電流標幺值相等 。 （ ）答：錯6. 變壓器空載運行時原邊加額定電壓，由于繞組電阻r1很小，因此電流很大。 （ ）答：錯7. 變壓器空載和負載時的損耗是一樣的。 （ ）答：錯8. 變壓器的變比可看作是額定線電壓之比。 （ ）答：錯9. 只要使變壓器的一、二次繞組匝數(shù)不同，就可達到變壓的目的。 （ ）答：對10. 不管變壓器飽和與否，其參數(shù)都是保持不變的。 （ ）答：錯11. 一臺

12、Y/-12和一臺Y/-8的三相變壓器，變比相等，能經(jīng)過改接后作并聯(lián)運行。（ ）答：對12. 一臺 50HZ的變壓器接到60HZ的電網(wǎng)上，外時電壓的大小不變，激磁電流將減小。（ ）答：對13. 變壓器負載成容性，負載增加時，副邊電壓將降低。 （ ）答：錯14. 變壓器原邊每匝數(shù)增加5%，副邊匝數(shù)下降5%，激磁電抗將不變。 （ ）答：錯15. 聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運行，是因為電壓變化率太大。 （ ）答：錯四、簡答1. 從物理意義上說明變壓器為什么能變壓，而不能變頻率？答： 變壓器原副繞組套在同一個鐵芯上, 原邊接上電源后，流過激磁電流im， 產(chǎn)生勵磁磁動勢fm，在鐵芯中產(chǎn)生交變主磁通m,

13、其頻率與電源電壓的頻率相同，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，原副邊因交鏈該磁通而分別產(chǎn)生同頻率的感應(yīng)電動勢e1和e2，且有、顯然，由于原副邊匝數(shù)不等，即N1N2，原副邊的感應(yīng)電動勢也就不等，即e1e2，而繞組的電壓近似等于繞組電動勢,即U1E1、U2E2，故原副邊電壓不等，即U1U2, 但頻率相等。2. 試從物理意義上分析，若減少變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù)（二次線圈匝數(shù)不變）二次線圈的電壓將如何變化？答：由、可知，所以變壓器原、副兩邊每匝感應(yīng)電動勢相等。又U1» E1, U2E2，因此，當U1 不變時，若N1減少, 則每匝電壓增大，所以將增大?；蛘吒鶕?jù)，若 N1減小，則增大， 又，故U2增大。3. 變壓

14、器鐵芯的作用是什么，為什么它要用0.35mm厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片迭成？答：變壓器的鐵心構(gòu)成變壓器的磁路，同時又起著器身的骨架作用。為了減少鐵心損耗，采用0.35mm厚、表面涂的絕緣漆的硅鋼片迭成。4. 變壓器有哪些主要部件，它們的主要作用是什么？答：鐵心: 構(gòu)成變壓器的磁路,同時又起著器身的骨架作用。繞組: 構(gòu)成變壓器的電路,它是變壓器輸入和輸出電能的電氣回路。分接開關(guān): 變壓器為了調(diào)壓而在高壓繞組引出分接頭,分接開關(guān)用以切換分接頭,從而實現(xiàn)變壓器調(diào)壓。油箱和冷卻裝置: 油箱容納器身,盛變壓器油,兼有散熱冷卻作用。絕緣套管: 變壓器繞組引線需借助于絕緣套管與外電路連接，使帶電的繞組引線與

15、接地的油箱絕緣。5. 變壓器原、副方額定電壓的含義是什么？答：變壓器一次額定電壓U1N是指規(guī)定加到一次側(cè)的電壓，二次額定電壓U2N是指變壓器一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)空載時的端電壓。6. 為什么要把變壓器的磁通分成主磁通和漏磁通？它們之間有哪些主要區(qū)別？并指出空載和負載時激勵各磁通的磁動勢？答：由于磁通所經(jīng)路徑不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分別考慮它們各自的特性，從而把非線性問題和線性問題分別予以處理 區(qū)別：1. 在路徑上，主磁通經(jīng)過鐵心磁路閉合，而漏磁通經(jīng)過非鐵磁性物質(zhì) 磁路閉合。 2在數(shù)量上，主磁通約占總磁通的99%以上，而漏磁通卻不足1%。 3在性質(zhì)上，主磁通磁路飽和，m與im呈非線

16、性關(guān)系，而漏磁通磁路不飽和，1與i1呈線性關(guān)系。 4在作用上，主磁通在二次繞組感應(yīng)電動勢，接上負載就有電能輸出， 起傳遞能量的媒介作用，而漏磁通僅在本繞組感應(yīng)電動勢，只起了漏抗壓降的作用。空載時，有主磁通和一次繞組漏磁通，它們均由一次側(cè)磁動勢激勵。 負載時有主磁通，一次繞組漏磁通，二次繞組漏磁通。主磁通由一次繞組和二次繞組的合成磁動勢即激勵，一次繞組漏磁通由一次繞組磁動勢激勵，二次繞組漏磁通由二次繞組磁動勢激勵。7. 變壓器的空載電流的性質(zhì)和作用如何？它與哪些因素有關(guān)？答：作用：變壓器空載電流的絕大部分用來供勵磁，即產(chǎn)生主磁通，另有很小一部分用來供給變壓器鐵心損耗，前者屬無功性質(zhì)，稱為空載電流

17、的無功分量，后者屬有功性質(zhì)，稱為空載電流的有功分量。性質(zhì)：由于變壓器空載電流的無功分量總是遠遠大于有功分量，故空載電流屬感性無功性質(zhì)，它使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，輸送有功功率減小。大?。河纱怕窔W姆定律，和磁化曲線可知，I0 的大小與主磁通m, 繞組匝數(shù)N及磁路磁阻有關(guān)。就變壓器來說，根據(jù)，可知， 因此，由電源電壓U1的大小和頻率f以及繞組匝數(shù)N1來決定。根據(jù)磁阻表達式可知，與磁路結(jié)構(gòu)尺寸，有關(guān)，還與導磁材料的磁導率有關(guān)。變壓器鐵芯是鐵磁材料，隨磁路飽和程度的增加而減小，因此隨磁路飽和程度的增加而增大。綜上，變壓器空載電流的大小與電源電壓的大小和頻率，繞組匝數(shù)，鐵心尺寸及磁路的飽和程度有關(guān)。8. 變

18、壓器空載運行時，是否要從電網(wǎng)取得功率？這些功率屬于什么性質(zhì)？起什么作用？為什么小負荷用戶使用大容量變壓器無論對電網(wǎng)和用戶均不利？答：要從電網(wǎng)取得功率，有功功率供給變壓器本身功率損耗，即鐵心損耗和繞組銅耗，它轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)到周圍介質(zhì)中；無功功率為主磁場和漏磁場儲能。小負荷用戶使用大容量變壓器時，在經(jīng)濟技術(shù)兩方面都不合理。對電網(wǎng)來說，由于變壓器容量大，勵磁電流較大，而負荷小，電流負載分量小，使電網(wǎng)功率因數(shù)降低，輸送有功功率能力下降，對用戶來說，投資增大，空載損耗也較大，變壓器效率低。9. 為了得到正弦形的感應(yīng)電動勢，當鐵芯飽和和不飽和時，空載電流各呈什么波形，為什么？答：鐵心不飽和時，空載電流、電

19、動勢和主磁通均成正比，若想得到正弦波電動勢，空載電流應(yīng)為正弦波；鐵心飽和時，空載電流與主磁通成非線性關(guān)系（見磁化曲線），電動勢和主磁通成正比關(guān)系，若想得到正弦波電動勢，空載電流應(yīng)為尖頂波。10. 試述變壓器激磁電抗和漏抗的物理意義。它們分別對應(yīng)什么磁通，對已制成的變壓器，它們是否是常數(shù)？答：激磁電抗是表征鐵心磁化性能和鐵心損耗的一個綜合參數(shù)；漏電抗是表征繞組漏磁效應(yīng)的一個參數(shù)。激磁電抗對應(yīng)于主磁通，漏電抗對應(yīng)于漏磁通，對于制成的變壓器，勵磁電抗不是常數(shù)，它隨磁路的飽和程度而變化，漏電抗在頻率一定時是常數(shù)。11. 變壓器空載運行時，原線圈加額定電壓，這時原線圈電阻r1很小，為什么空載電流I0不大

20、？如將它接在同電壓（仍為額定值）的直流電源上，會如何？答： 因為存在感應(yīng)電動勢E1, 根據(jù)電動勢方程：可知，盡管很小，但由于勵磁阻抗很大，所以不大.如果接直流電源，由于磁通恒定不變，繞組中不感應(yīng)電動勢，即，因此電壓全部降在電阻上，即有，因為很小，所以電流很大。12. 變壓器在制造時，一次側(cè)線圈匝數(shù)較原設(shè)計時少，試分析對變壓器鐵心飽和程度、激磁電流、激磁電抗、鐵損、變比等有何影響？答：根據(jù)可知，因此，一次繞組匝數(shù)減少,主磁通將 增加，磁密，因不變，將隨的增加而增加，鐵心飽和程度增加，磁導率下降。因為磁阻，所以磁阻增大。根據(jù)磁路歐姆定律，當線圈匝數(shù)減少時，勵磁電流增大。 又由于鐵心損耗，所以鐵心損

21、耗增加。勵磁阻抗減小，原因如下：電感， 激磁電抗，因為磁阻增大，匝數(shù)減少，所以激磁電抗減小。設(shè)減少匝數(shù)前后匝數(shù)分別為、，磁通分別為、，磁密分別為、，電流分別為、，磁阻分別為、，鐵心損耗分別為、。根據(jù)以上討論再設(shè)，同理，于是。又由于，且（是勵磁電阻，不是磁阻），所以，即 ，于是，因，故，顯然，勵磁電阻減小。勵磁阻抗 ，它將隨著和的減小而減小。變比將減小。13. 如將銘牌為60Hz的變壓器，接到50Hz的電網(wǎng)上運行，試分析對主磁通、激磁電流、鐵損、漏抗及電壓變化率有何影響？答：根據(jù)可知，電源電壓不變，從60Hz降低到50Hz后，頻率下降到原來的（1/1.2），主磁通將增大到原來的1.2倍，磁密也將

22、增大到原來的1.2倍， 磁路飽和程度增加， 磁導率降低， 磁阻增大。于是，根據(jù)磁路歐姆定律可知, 產(chǎn)生該磁通的激磁電流必將增大。 再由討論鐵損耗的變化情況。 60Hz時， 50Hz時， 因為，所以鐵損耗增加了。漏電抗，因為頻率下降，所以原邊漏電抗，副邊漏電抗減小。又由電壓變化率表達式可知，電壓變化率將隨，的減小而減小。14. 變壓器負載時，一、二次線圈中各有哪些電動勢或電壓降，它們產(chǎn)生的原因是什么？寫出它們的表達式，并寫出電動勢平衡方程？答：一次繞組有主電動勢，漏感電動勢，一次繞組電阻壓降，主電動勢由主磁通交變產(chǎn)生，漏感電動勢由一次繞組漏磁通交變產(chǎn)生。一次繞組電動勢平衡方程為；二次繞組有主電動

23、勢，漏感電動勢，二次繞組電阻壓降，主電動勢由主磁通交變產(chǎn)生，漏感電動勢由二次繞組漏磁通交變產(chǎn)生,二次繞組電動勢平衡方程為。 15. 變壓器鐵心中的磁動勢，在空載和負載時比較，有哪些不同？答：空載時的勵磁磁動勢只有一次側(cè)磁動勢，負載時的勵磁磁動勢是一次側(cè)和二次側(cè)的合成磁動勢，即,也就是。16. 試說明磁勢平衡的概念及其在分析變壓器中的作用。答：磁勢平衡就是在變壓器中，當副邊有電流產(chǎn)生時，使得整個磁勢減小，那么原邊就要增加，試，這就是磁勢平衡。在分析變壓器中，可據(jù)此從一個已知電流求出另一個電流，并知其電磁本質(zhì)。17. 為什么可以把變壓器的空載損耗近似看成是鐵耗，而把短路損耗看成是銅耗？變壓器實際負

24、載時實際的鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無區(qū)別？為什么？答：因為空載時電流很小，在空載損耗中鐵耗占絕大多數(shù)，所以空載損耗近似看成鐵耗。 而短路時，短路電壓很低，因而磁通很小，鐵耗也很小，短路損耗中銅耗占絕大多數(shù)，所以近似把短路損耗看成銅耗。 實際負載時鐵耗和銅耗與空載時的鐵耗和銅耗有差別，因為后一個是包含有其它損耗。18. 變壓器的其它條件不變，僅將原、副邊線圈匝數(shù)變化10，試問對和的影響怎樣？如果僅將外施電壓變化10，其影響怎樣？如果僅將頻率變化10，其影響又怎樣？答：因為，所以當原、副邊匝數(shù)變化10時，變化20。由于N變化10，而U不變，使變化10。又因為，磁通變化10時由于飽和影響，變

25、化k，所以的變化大于20。將外施電壓變化10時，也將變化10，使不變，的變化大于10。這是因為變化10，由于磁路飽和影響，變化大于10。如果將頻率變化10，所以變化10，而f變化10，則因為U不變，使變化10。同樣使的變化大于10。19. 變壓器空載時，一方加額定電壓，雖然線圈（銅耗）電阻很小，電流仍然很小，為什么？答：因為一方加壓后在線圈中的電流產(chǎn)生磁場，使線圈有很大的自感電勢（接近額定電壓，比額定電壓?。?，所以雖然線圈電阻很小，電流仍然很小。20. 一臺的單相變壓器，如接在直流電源上，其電壓大小和銘牌電壓一樣，試問此時會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？副邊開路或短路對原邊電流的大小有無影響？（均考慮暫態(tài)過程

26、）答：因是直流電，變壓器無自感和感應(yīng)電勢，所以加壓后壓降全由電阻產(chǎn)生，因而電流很大，為。如副邊開路或短路，對原邊電流均無影響，因為不變。21. 變壓器的額定電壓為220/110V，若不慎將低壓方誤接到220V電源上，試問激磁電流將會發(fā)生什么變化？變壓器將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：誤接后由知，磁通增加近一倍，使激磁電流增加很多（飽和時大于一倍）。此時變壓器處于過飽和狀態(tài)，副邊電壓440V左右，繞組銅耗增加很多，使效率降低、過熱，絕緣可能被擊穿等現(xiàn)象發(fā)生。22. 一臺Y/連接的三相變壓器，原邊加對稱正弦額定電壓，作空載運行，試分析：（1） 原邊電流、副邊相電流和線電流中有無三次諧波成分？（2） 主磁通及

27、原副邊相電勢中有無三次諧波成分？原方相電壓及副方相電壓和線電壓中有無三次諧波成分？答：（1）由于原方Y(jié)接，三次諧波電流無通路。所以原邊電流沒有三次諧波成分。 副邊三角形接，相電流中有三次諧波成分，而線電流中沒有三次諧波成分。（2）主磁通中有三次諧波，原副方相電勢中也有三次諧波成分。原方的相電壓中有三次諧波成分，副邊相電壓及原副方線電壓中均無三次諧波成分。23. 變壓器有載運行時，變比是否改變?答：變壓器的變比，不論空載還是有載，其匝數(shù)比是不會改變的。不過在測量變壓比時，應(yīng)在空載時測出原、副邊電壓和。計算出來的值更準確。有載時歷測副邊電壓較相差較大，值就不準確。24. 變壓器的有功功率及無功功率

28、的轉(zhuǎn)換與功率因數(shù)有何關(guān)系？答；變壓器的額定容量一定時，視在功率一定，功率因數(shù)由負載而定。當較低時，變壓器輸出的有功功率小，無功功率大，當負載的功率因數(shù)高，例如全部帶照明負載，則，變壓器輸出的全部是有功功率。25. 勵磁電抗的物理意義如何？我們希望變壓器的是大還是小好？若用空氣心而不用鐵心，則是增加還是降低？如果一次繞組匝數(shù)增加5，而其余不變，則將如何變化？ 如果一次、二次繞組匝數(shù)各增加5，則將如何變化？ 如果鐵心截面積增大5，而其余不變，則將大致如何變化？如果鐵心疊裝時，硅鋼片接縫間存在著較大的氣隙，則對有何影響？答：激磁電抗是表征鐵心磁化性能和鐵心損耗的一個綜合參數(shù)大好；用空氣心，下降。N1

29、增加5，降低，則增加，；若N1，N2各增加5，仍然同上，增加；鐵心面積增加5，則增加5（大致），所以約增加5，疊裝時硅鋼片接縫間存在著較大，則降低。26. 有三臺單相變壓器，一、二次側(cè)額定電壓均為220/380V，現(xiàn)將它們聯(lián)結(jié)成Y，d11三相變壓器組（單相變壓器的低壓繞組聯(lián)結(jié)成星形，高壓繞組接成三角形），若對一次側(cè)分別外施380V和220V的三相電壓，試問兩種情況下空載電流I0、勵磁電抗和漏抗與單相變壓器比較有什么不同？答：三相變壓器，Y，d11（1）一次側(cè)加380V， V ，每臺單相變壓器的U1220V，與原來的空載運行一樣。所以I0、與均不變。（2）一次側(cè)加220V，則 V即每臺單相變壓器

30、的一次側(cè)所加電壓為127V<220V，所以此時的I0降低，增加，不變。五、計算1. 將一臺1000匝的鐵心線圈接到110V，50Hz的交流電源上，由安培表的讀數(shù)得知，把鐵心抽去后電流和功率為100A和10kW。假設(shè)不計漏磁，試 求：(1) 兩種情況下的參數(shù)；(2) 磁化電流和鐵耗電流；(3) 兩種情況下的相同最大值。解：（1）有鐵心時： 取出鐵心后：(2) 有鐵心時磁化電流鐵耗電流當鐵心取出后電流的有功分量空載電流的無功分量(3) 有鐵心時線圈感應(yīng)電勢根據(jù)得有鐵心時磁通的最大值當無鐵心時感應(yīng)電勢V所以無鐵心時磁通最大值 2. 有一臺單相變壓器，額定容量kVA，原副邊額定電壓V，Hz。原副

31、線圈的電阻及漏抗為，。試求：（1）折算到高壓邊的短路電阻，短路電抗及阻抗；（2）折算到低壓邊的短路電阻，短路電抗及阻抗；（3）將（1）、（2）求得的參數(shù)用標么值表示；（4）計算變壓器的短路電壓百分比及其分量，。（5）求滿載及等三種情況下的電壓變化率并討論計算結(jié)果。解：（1）折算到高壓邊的短路阻抗 （2）折算到低壓邊的短路阻抗 (3) 所以 (4 ) 短路電壓百分值（5）當滿載，功率因數(shù)時變壓器的電壓變化率 當滯后時， 當超前時， 對于電壓變化率，當即阻性負載時電壓變化率較小，當負載為感性時，電壓變化率大，當負載為容性時，負載時的端電壓可能高于空載時的端電壓。3. 一臺單相變壓器，已知，當滯后時

32、，副邊電流，。試求：(1) 用近似等效電路和簡化等效電路求，并將結(jié)果進行比較;(2) 畫出折算后的矢量圖和T形等效電路。解：（1）變壓器變比 所以 用近似等效電路計算時，以作參考向量 所以 故 用簡化等效電路計算時，仍以作參考向量 V所以 用兩種等效電路計算結(jié)果相差很小。U相同，I略變。（2）4. 一臺單相變壓器，空載及短路實驗的結(jié)果如下：實驗名稱電壓（V）電流（A）功率（W）電源加在空載630010.15000低壓邊短路324015.1514000高壓邊試計算：（1）折算到高壓邊的參數(shù)（實際值及標么值），假定， （2）畫出折算到高壓邊的T型等效電路；（3）計算短路電壓的百分值及其二分量；（4

33、）滿載及滯后時的電壓變化率及效率;（5）最大效率。解：（1）空載實驗可以得到折算到高壓邊的參數(shù) ，而k60/6.39.524所以根據(jù)短路實驗得到折算到低壓邊的參數(shù) 所以 （2）折算到高壓的T型等效電路（3） (4) 電壓變化率 此時， 而所以 故 則 （5）達到最大效率時， 所以 所以 5.一臺220/110V、50Hz的空心變壓器。參數(shù)如下：，（原線圈自感），；，（副線圈自感），試求（1）原副線圈的漏抗和變壓器的激磁電抗；（2）畫出T型等效電流，將各數(shù)值標在等效短路圖上，計算空載電流。 解：（1）根據(jù) 得， （2）它的等效電路圖 空載電流 （高壓邊）6.一臺三相變壓器，原、副方額定電壓，11

34、連接，匝電壓為14.189V，副方額定電流。試求（1）原副方線圈匝數(shù)；（2）原線圈電流及額定容量；（3）變壓器運行在額定容量且功率因數(shù)為、0.9（超前）和0.85（滯后）三種情況下的負載功率。解：（1）原方 副方 所以 （2）額定容量 （3）因 所以當時1000 W當時1000×0.9900 w當時1000×0.85850 w7.一臺3kVA，230/115V單相變壓器，原線圈電阻，副線圈電阻，原線圈漏抗，副圈漏抗，鐵耗，額定負載時銅耗。求：(1) 副方功率因數(shù)為0.9（滯后）時的電壓變化率；(2) 供給3.04kw，功率因數(shù)為0.95（滯后）負載時的效率。解：（1） 所以

35、 故副方(滯后)時電壓變化率5.524（2）供給負載3.04kw時，如不考慮電流對的影響時， 0.028×0.95+0.0681× 4.78此時端電壓 此時負載電流這個電流對電壓變化率的影響為所以考慮電流變化對電壓變化率的影響后電壓變化率 端電壓負載電流在這個負載時變壓器的鐵耗不變，銅耗為所以供給3.04kw、功率因數(shù)為0.95（滯后）負載時的效率為8一臺單相變壓器50kVA、7200/480V、60Hz。其空載和短路實驗數(shù)據(jù)如下實驗名稱電壓（V）電流（A）功率（W）電源加在空載4805.2245低壓邊短路1577615高壓邊試求：（1）短路參數(shù)及其標么值；（2）空載和滿載

36、時的銅耗和鐵耗；（3）額定負載電流、功率因數(shù)滯后時的電壓變化率、副邊電壓及效率。（注：電壓變化率按近似公式計算）解： (1) 短路參數(shù) 其阻抗基值 所以 (2) 空載時鐵耗 ; 銅耗 滿載銅耗 ; 鐵耗 (3) 額定負載電流時 根據(jù)電壓變化率近似公式得此時副方電壓 所以 w9.單相變壓器10kVA，參數(shù)：,。在額定電壓下鐵耗w，空載電流。求（1）假定原副邊漏抗折算到同一方時相等，求各參數(shù)的標幺值，并繪出T、等效電路；（2）假若副邊電壓和電流均保持為額定值且功率因數(shù)（滯后）時，求原邊電流及功率因數(shù)（用等效電路解）。解：（1） 所以 等效電路如圖 （2）設(shè)，則 所以 故原邊電流 10 一臺三相變壓

37、器，5600KVA，Y/11連接，變壓器空載基短路實驗數(shù)據(jù)如下：實驗名稱線電壓（V）線電流（A）三相功率（W）電源加在空載63007.46800低壓邊短路55032418000高壓邊求：（1）計算變壓器參數(shù)，實際值及標么值；（2）利用型等效電路，求滿載滯后時的副邊電壓基原邊電流；（3）求滿載滯后時的電壓變化率及效率。解：（1） 所以 則： 因 所以 （2）以作參考向量，即，并近似認為相位與相反，故可以得到所以故 kV 故 （3） （0.3201×0.6+5.48×0.6）3.54對于第（2）個問題，由于假設(shè)與同相，如想減小這一假設(shè)造成的誤差，可對相位進行修正現(xiàn)修正后的 這樣

38、，與arccos0.8很接近了。 11.設(shè)有一臺125MVA，50 Hz，110/10kV，Y0/11的三相變壓器，空載電流，空載損耗P0133kW，短路電壓（阻抗電壓uk10。5，短路損耗PkN600kW。（1） 試求短路阻抗和激磁阻抗（均用標么值），畫出近似型等效電路，標明各阻抗數(shù)值；（2） 求供給額定負載且滯后時的電壓變化率及效率。解：（1） 則： （2） 12.一臺三相雙繞組變壓器，SJ1100/3，100kVA，3000/400V，Y/Y012，P0616w，PkN2350w。現(xiàn)將其改成升壓自耦變壓器。試求：（1） 改接后折算到高壓方的參數(shù)；（實際值及標幺值）（2） 該自耦變壓器的額

39、定容量和線圈容量之比；（3） 當它供給滿載且功率因數(shù)為1時的電壓變化率和效率。解：因為 KVA，這是將3000/400V改成3000/3400自耦變壓器是的容量。 而 所以 （2） （3） 另解：當將3000/400變壓器改成400/3400變壓器（這種變比用自耦變壓器意義不大,反而會帶來其它問題）（1） KVA， k0.133 而 所以 （2） （3） 13 有一臺三線圈變壓器，額定容量電壓為110/38.5/11kV，Y0/Y0/1211連接，額定容量為10000/10000/10000kVA。短路實驗數(shù)據(jù)為：線圈短路損耗（kW）阻抗電壓（）高中111.2高低148.75中低82.7試計算

40、簡化等效電路中的各參數(shù)。解：根據(jù)短路實驗數(shù)據(jù)可以得知： 所以 故 而 所以 14.單相變壓器電壓為220/110V，如圖下圖所示，設(shè)高壓邊加220V電壓，空載勵磁電流為I0，主磁通為，若與連在一起，在端加330V電壓，此時勵磁電流，主磁通各為多少？若與連在一起，在端加110V電壓，則勵磁電流、主磁通又各為多少？解：U2、u1聯(lián)，順串 （N12N2）原： 2204.44N1f1 1104.44 N2f1現(xiàn)： 3304.44（N1+N2）f1 所以 原 現(xiàn) 所以 U2與u2聯(lián)，反串 現(xiàn)： 1104.44f1 所以 但現(xiàn)在： 所以 15.一臺單相變壓器，50kVA，7200/480V，60Hz。其空

41、載和短路實驗數(shù)據(jù)如下：實驗名稱電壓（V）電流（A） 功率（W）電源加在邊空載4805.2245低壓邊短路1577615高壓邊試求：（1）短路參數(shù)，及其相對值；（2）空載和滿載時的銅耗和鐵耗；（3）額定負載電流，功率因數(shù)（滯后）時的電壓變化率，二次側(cè)電壓及效率。（注：電壓變化率用近似公式計算）解：(1) SN50kVA I1NSN/U1N6.94A Z1NU1N/I1N1037.46短路實驗時， Ik7AINZkUk/Ik=157/7=22.43 (2) 鐵耗： 銅耗： (3) V 16.三相變壓器的額定值為SN1800kVA，U1N/U2N6300/3150V，Y，d11聯(lián)結(jié)，空載損耗P06.

42、6kW，短路損耗Pk21.2kW，求（1） 當輸出電流I2I2N，時的效率；（2） 效率最大時的負載系數(shù)。解：1、 2、當PcuPFe時發(fā)生、所以17.一臺三相變壓器的銘牌數(shù)據(jù)如下，SN750kVA，U1N/U2N10000/400V，Y，yn0聯(lián)結(jié)。低壓邊空載實驗數(shù)據(jù)為：U20400V，I2060A，P03800w。高壓邊短路實驗數(shù)據(jù)為：U1k440V，I1k43.3A，Pk10900w，室溫200C，試求：（1） 變壓器的參數(shù)，并畫出等值電路；（2） 當：a）額定負載，b）時，計算電壓變化率、二次側(cè)電壓U2及效率。解： A 1、空載實驗：低壓方： 由短路實驗：200C時； 所以 2、 （滯

43、后）且 當（超前）時： 18.有一臺三相變壓器容量SN100kVA，U1N/U2N6000/400V，Y，yn0聯(lián)結(jié)，數(shù)據(jù)：uk4.5，Pk2270w，此變壓器二次側(cè)接至三角形聯(lián)結(jié)的平衡三相負載，每相負載阻抗ZL3.75+j2.85，求：（1）在此負載下的負載電流及二次側(cè)端電壓；（2）一次側(cè)功率因數(shù)（不計勵磁電流）。解： A A 折算為Y接： 1) A V2) 19. 某工廠由于生產(chǎn)的發(fā)展，用電量由500kVA增加到800kVA。原有一臺變壓器SN =560kVA, U1N/U2N6000/400，Y，yn0聯(lián)結(jié)，uk4.5。現(xiàn)有三臺變壓器可供選用，它們的數(shù)據(jù)是：變壓器1：320kVA，6300/400V