第一篇_變壓器

1、第一篇變壓器一、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(shí) m Io , Zm, PFe 。（增加，減少或不變）答：m增大，Io增大，Zm減小，PFe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(yùn)行，此時(shí)變壓器磁路飽和程度 ,勵(lì)磁電流 ,勵(lì)磁電抗 , 漏電抗。答：飽和程度不變，勵(lì)磁電流不變，勵(lì)磁電抗增大，漏電抗增大。3 .三相變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的條件是（1 ） , （2 ）, （3）。答：（1）空載時(shí)并聯(lián)的變壓器之間無環(huán)流；（2）負(fù)載時(shí)能按照各臺變壓器的容

2、量合理地分擔(dān)負(fù)載；（3）負(fù)載時(shí)各變壓器分擔(dān)的電流應(yīng)為同相。4 . 如將變壓器誤接到等電壓的直流電源上時(shí)，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(yùn)行時(shí)功率因數(shù)很低，其原因?yàn)?。答：激磁回路的無功損耗比有功損耗大很多，空載時(shí)主要由激磁回路消耗功率。6 . 一臺變壓器，原設(shè)計(jì)的頻率為50Hz ,現(xiàn)將它接到60Hz的電網(wǎng)上運(yùn)行，額定電壓不變， 勵(lì)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(jìn)行作用的。答：磁動(dòng)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(fù)載電流的變化。9

3、 . 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。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(yùn)行，是因?yàn)?。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(shí)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(shí)驗(yàn)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

4、，繞組電阻，漏電抗，變比。16 .在采用標(biāo)幺制計(jì)算時(shí)，額定值的標(biāo)幺值為 。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(yùn)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(biāo)幺值要相等，阻抗角要相同。20 .變壓器運(yùn)行時(shí)基本銅耗可視為 ,基本鐵耗可視為。答：可變損耗，不變損耗。、選擇填空1. 三相電力變壓器帶電阻電感性負(fù)載運(yùn)行時(shí)

5、，負(fù)載電流相同的條件下，cos越高,u越大，效率刀越（Wj, u越大，效率打越低, u越大，效率打越低, u越小，效率Y越高。A:副邊電壓變化率A B:副邊電壓變化率A C:副邊電壓變化率A D:副邊電壓變化率A 答：DD,y接法，負(fù)載時(shí)2. 一臺三相電力變壓器SN=560kVA , U1N/U2N =10000/400(v),忽略勵(lì)磁電流，低壓邊相電流為808.3A 時(shí)，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= 1 0的變壓器，從低壓側(cè)作空載實(shí)驗(yàn)，求得副邊的勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值為1 6 ,那末原邊的勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值是

6、 。A: 1 6 ,B : 1 6 0 0 , C : 0.16。答：A4. 變壓器的其它條件不變，外加電壓增加1 0 %,則原邊漏抗Xi,副邊漏抗X2和勵(lì)磁電抗Xm將A：不變,B :增加1 0 % ,C :減少10 %。（分析時(shí)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(shí)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(shí)，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

7、二次側(cè)的額定電壓是指原邊加額定電壓時(shí)二次側(cè)的 電壓。A空載線 B 空載相 C額定負(fù)載時(shí)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. 變壓器的其它條件不變，若原副邊的匝數(shù)同時(shí)減少10%,則X1, X2及Xm的大小將。A : Xi和X2同時(shí)減少10, Xm增大B : Xi和X2同時(shí)減少到0.81倍，Xm減少C : X1和X2同時(shí)減少到0.81倍，Xm增加D : X1和X2同時(shí)減少10%, Xm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

8、倍；C:增加很多倍；D:正常工作；E:發(fā)熱但無損壞危險(xiǎn)；F:嚴(yán)重發(fā)熱 有燒壞危險(xiǎn)答：C, F12. .聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)?。A：電壓變化率太大；B：空載環(huán)流太大；C：負(fù)載時(shí)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 :

9、原副邊線電壓答：A16. 磁通6,電勢e正方向如圖，W1匝線圈感應(yīng)的電勢 e為。A: d /dt B : Wd /dt C : -Wd /dt答：C17. 變壓器鐵耗與銅耗相等時(shí)效率最大，設(shè)計(jì)電力變壓器時(shí)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(yùn)行時(shí)，其負(fù)荷與短路阻抗 分配。A:大小成反比B :標(biāo)么值成反比C :標(biāo)么值成正比答：B19. 將50Hz的變壓器接到60Hz電源上時(shí)，如外加電壓不變，則變壓器的鐵耗 空載電流;接電感性負(fù)載設(shè)計(jì)，額定電壓變化率 。A變大B變小答：B, B, A20. 當(dāng)一臺變壓器的原邊匝數(shù)比設(shè)計(jì)少10% （副邊匝數(shù)正常）則下列各值的

10、變化為：磁通； X1 ; X2 ; Xm;0I_ 0。A:變大B:變小C:不變答：A, B, C, B, A, A21. .一臺Y/ y0-12和一臺Y/ y0-8的三相變壓器，變比相等，能否經(jīng)過改接后作并聯(lián)運(yùn)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(shí)電壓的大小不變，激磁電流將 OA,增加B,減小答：B23. 變壓器負(fù)載呈容性，負(fù)載增加時(shí)，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. .

11、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(shí)驗(yàn)，測得的短路阻抗標(biāo)幺值為 0.06 ,若在低壓側(cè)作短路實(shí)驗(yàn)，測得短路阻抗標(biāo)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(fù)載運(yùn)行時(shí)副邊電壓變化率隨著負(fù)載電流增加而增加。（）答：對2. 電源電壓和頻率不變時(shí)，制成的變壓器的主磁通基本為常數(shù)，因此負(fù)載和空載時(shí)感應(yīng)電勢Ei為常數(shù)。（）答：錯(cuò)3. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)，電源輸入的功率只是無功功率。（）答：錯(cuò)4. 變壓器頻率增加， 激磁電抗增加，漏電抗不變。（）答：錯(cuò)5. 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，原邊和副邊電流標(biāo)幺值相等。（）答：

12、錯(cuò)6. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)原邊加額定電壓，由于繞組電阻ri很小，因此電流很大。（）答：錯(cuò)7. 變壓器空載和負(fù)載時(shí)的損耗是一樣的。（）答：錯(cuò)8. 變壓器的變比可看作是額定線電壓之比。（）答：錯(cuò)9. 只要使變壓器的一、二次繞組匝數(shù)不同，就可達(dá)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(cuò)11. 一臺Y/ yo-12和一臺Y/ yo-8的三相變壓器，變比相等，能經(jīng)過改接后作并聯(lián)運(yùn)行。 （）答：對12. 一臺50HZ的變壓器接到 60HZ的電網(wǎng)上，外時(shí)電壓的大小不變， 激磁電流將減小。（） 答：對13. 變壓器負(fù)載成容性，負(fù)載增加時(shí)，副邊電壓將降低。（）答：錯(cuò)14.

13、 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(cuò)15. 聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)殡妷鹤兓侍蟆?（）答：錯(cuò)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(gè)鐵芯上，原邊接上電源后，流過激磁電流i m,產(chǎn)生勵(lì)磁磁動(dòng)勢fm,在鐵芯中產(chǎn)生交變主磁通。 m,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(dòng)勢e1和e2,且有e1N1ddtde2N2d顯然，由于原副邊匝數(shù)不等，即N1WN2,原副邊的感應(yīng)電動(dòng)勢也就不等，即 e1dtwe2,而繞組的電壓近似等于繞組電動(dòng)勢 ，即Ui

14、 = E1、U2=E2,故原副邊電壓不等， 即UwU2,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e Ni > e2N2d一可知 豆 旦，所以變壓器原、副兩邊每匝感應(yīng)電dtdt N1 N2動(dòng)勢相等。又Ui Ei, U 2=E2,因此U2N1U2 r,當(dāng)N2UiUi不變時(shí)，若Ni減少，則每匝電壓 Ni增大，所以U 2U2 -N23 將增大?；蛘吒鶕?jù)UiEi 4.44 fN1 m,若Ni減小，則 m增大,Ni又U24.44 fN2 m,故 U2 增大。3. 變壓器鐵芯的作用是什么，為什么它要用0.35mm厚、表面涂有絕

15、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(shí)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(shí)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(shí)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接地的油箱絕緣。5. 變壓器原、副方額定電

16、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(shí)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(fù)載時(shí)激勵(lì)各磁通的磁動(dòng)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

17、磁路飽和，。 m與im呈非線性關(guān)系，而漏磁通磁路不飽和，。1,與ii呈線性關(guān)系。4 在 作 用 上 ， 主磁 通在 二 次 繞 組 感 應(yīng) 電 動(dòng)勢 ， 接 上 負(fù)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(dòng)勢，只起了漏抗壓降的作用。空載時(shí)，有主磁通m和一次繞組漏磁通 1,它們均由一次側(cè)磁動(dòng)勢 F10激勵(lì)。負(fù)載時(shí)有主磁通m ，一次繞組漏磁通1 ，二次繞組漏磁通2 。主磁通m 由一次繞組和二次繞組的合成磁動(dòng)勢即Fm Fl F2激勵(lì)，一次繞組漏磁通1由一次繞組磁動(dòng)勢 Fl激勵(lì)，二次繞組漏磁通2由二次繞組磁動(dòng)勢 F2激勵(lì)。7. 變壓器的空載電流的性質(zhì)和作用如何？它與哪

18、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(lì)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(yuǎn)遠(yuǎn)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。大小：由磁路歐姆定律m 10X1,和磁化曲線可知，|0的大小與主磁通。m,繞組匝Rm數(shù)N及磁路磁阻Rm有關(guān)。就變壓器來說，根據(jù)Ui El 4.44 fNi m,可知，m 一U1,4.44 fNi因此， m由電源電壓Ui的大小和頻率f以及繞組匝數(shù) N來決定。根據(jù)磁阻表達(dá)式 Rm L可知，

19、Rm與磁路結(jié)構(gòu)尺寸l , A有關(guān)，還與導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)率 A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Rm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. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)，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(fù)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(chǔ)能。小負(fù)荷用戶使用大容量變壓 器時(shí)，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)兩方面都不合理。對電網(wǎng)來說，由于變壓器容量大

20、，勵(lì)磁電流較大，而負(fù)荷 小，電流負(fù)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(dòng)勢，當(dāng)鐵芯飽和和不飽和時(shí)， 空載電流各呈什么波形， 為什么？答：鐵心不飽和時(shí)，空載電流、電動(dòng)勢和主磁通均成正比，若想得到正弦波電動(dòng)勢，空載電流應(yīng)為正弦波；鐵心飽和時(shí)，空載電流與主磁通成非線性關(guān)系(見磁化曲線)，電動(dòng)勢和主磁通成正比關(guān)系，若想得到正弦波電動(dòng)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(gè)綜合參

21、數(shù)；漏電抗是表征繞組漏磁效 應(yīng)的一個(gè)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(lì)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(shí)是常數(shù)。11. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)，原線圈加額定電壓，這時(shí)原線圈電阻ri很小，為什么空載電流 Io不大？如將它接在同電壓(仍為額定值)的直流電源上，會(huì)如何？答：因?yàn)榇嬖诟袘?yīng)電動(dòng)勢 Ei,根據(jù)電動(dòng)勢方程：UiEiEiloRiIo(RmjXm)jI°Xi10plI°ZmIo(RijXi )可知，盡管Ri很小，但由于勵(lì)磁阻抗 Zm很大，所以Io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(dòng)勢，即 Ei 0,

22、Ei 0,因此電壓全部降在電阻上，即有I J/R,因?yàn)镽1很小,所以電流很大。12. 變壓器在制造時(shí)，一次側(cè)線圈匝數(shù)較原設(shè)計(jì)時(shí)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：卞據(jù)Ui Ei 4.44 fNi m可知,Ui i,因此，一次繞組匝數(shù)減少，主磁4.44 fNi通 m將增加，磁密BmBm將隨 m的增加而增加，鐵心飽和程度增加,磁導(dǎo)率 Fe下降。因?yàn)榇抛鐵e一,所以磁阻增大。根據(jù)磁路歐姆定律I。NimRm，A當(dāng)線圈匝數(shù)減少時(shí)，勵(lì)磁電流增大。又由于鐵心損耗PFeBmn所以鐵心損耗增加。勵(lì)磁阻抗減小，原因如下：電感L m0Ni0i0 i 0Ni Mi。ioRmN

23、2 ,Rm激磁電XmLm 2 fM,因?yàn)榇抛鑂m增大，匝數(shù)RmNi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Ni. Ni,磁通分別為m磁密分別為Bm、Bm,電流分別為I。、I阻分別為Rm、Rm ,鐵心損耗分別為PFe、PFe。根據(jù)以上討論再設(shè)m kim(ki i)，理，BmkiBm(ki) , Rmk2 Rm (k2i) ， NiksNiM i),mRmki mk2%蛆Nik3Ni2i.3 一 -I。又由于 PFe Bmf ，且 PFe210 rm ( rm 是勵(lì)磁電阻，不是磁阻Rm）,所以旭PFeBmBm'2 'I 0 rm,即I 0 rmki2第，于是，爭k3 rmk

24、3 rmk3 i ,故rm rm，顯然，勵(lì)磁電阻減小。勵(lì)磁阻抗ZmrmjXm,它將隨著rm和Xm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(yùn)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：卞據(jù)Ui Ei 4.44fNi m可知，電源電壓不變，f從60Hz降低到50Hz后，頻率f下降到原來的（i/i.2），主磁通將增大到原來的i.2倍，磁密Bm也將增大到原來的i.2倍，磁路飽和程度增加，磁導(dǎo)率Fe降低，磁阻Rm增大。于是，根據(jù)磁路歐姆定律I0N1 Rm m可知，產(chǎn)生該磁通的激磁電流I0必將增大。再由PFeBf"討論鐵損耗的變化

25、情況。60Hz 時(shí)，PFe Bm f 1.350Hz 時(shí)，PFe (1.2Bm)2(-1- f)1.31.2因?yàn)?，?12 1.207 1.14,所以鐵損耗增加了。PFe1.21.3漏電抗X L 2 fL ,因?yàn)轭l率下降，所以原邊漏電抗X1 ,副邊漏電抗 X2減小。又由電壓變化率表達(dá)式UI*(R：cos 2 X：sin 2) I*(R* R；)cos 2 X1* X； sin 2可知，電壓變化率U將隨X1，X2的減小而減小。14. 變壓器負(fù)載時(shí)，一、二次線圈中各有哪些電動(dòng)勢或電壓降，它們產(chǎn)生的原因是什么？寫 出它們的表達(dá)式，并寫出電動(dòng)勢平衡方程？答：一次繞組有主電動(dòng)勢E1,漏感電動(dòng)勢 E1，一

26、次繞組電阻壓降11rl，主電動(dòng)勢E1由主磁通0交變產(chǎn)生，漏感電動(dòng)勢 E1由一次繞組漏磁通1交變產(chǎn)生。一次繞組電動(dòng)勢平衡方程為U1E1 I1(R jX1)；二次繞組有主電動(dòng)勢 E2,漏感電動(dòng)勢E2 ,二次繞組電阻壓降I2R2,主電動(dòng)勢E2由主磁通0交變產(chǎn)生，漏感電動(dòng)勢E2由二次繞組漏磁通2交變產(chǎn)生，二次繞組電動(dòng)勢平衡方程為 U2 E2 I2(R2 jX2)。15. 變壓器鐵心中的磁動(dòng)勢，在空載和負(fù)載時(shí)比較，有哪些不同？答：空載時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢只有一次側(cè)磁動(dòng)勢Fm F0 I0N1,負(fù)載時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢是一次側(cè)和二次側(cè)的合成磁動(dòng)勢，即Fm F1 F2,也就是I0N1 I1N1 I2N2。16. 試說明磁

27、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(dāng)副邊有電流產(chǎn)生時(shí)，12使得整個(gè)磁勢減小 N2I2,那么原邊就要增加I1，試N1 I1 N2I2,這就是磁勢平衡。在分析變壓器中，可據(jù)此從一個(gè)已知電 流求出另一個(gè)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(shí)際 負(fù)載時(shí)實(shí)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?yàn)榭蛰d時(shí)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(shí)，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(shí)際負(fù)載時(shí)鐵耗和銅

28、耗與空載時(shí)的鐵耗和銅耗有差別，因?yàn)楹笠粋€(gè)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X1和Xm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？2答：因?yàn)閄12 fN1 1 , E1 4.44fN1 m U1,所以當(dāng)原、副邊匝數(shù)變化10%時(shí)，2X1變化 20%。由于N變化 10 %,而U不變，使 m變化 10%。又因?yàn)閄m 2 fN1 m,磁通 m變化10%時(shí) m由于飽和影響， m變化 k%，所以Xm的變化大于 20%。將外施電壓變化10%時(shí)，m也將變化 10%,使X1不變，Xm的變化大于10%。這是因?yàn)閙變化

29、10%,由于磁路飽和影響，m變化大于 10%。如果將頻率變化10%, X1 f ,所以X1變化10%,而f變化10%,則因?yàn)閁不變，使m變化 10%。同樣使Xm的變化大于 10%。19. 變壓器空載時(shí)，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?yàn)橐环郊訅汉笤诰€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50Hz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(shí)會(huì)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）答：因是直流電，變壓器無自感和感應(yīng)電勢，

30、所以加壓后壓降全由電阻產(chǎn)生，因而電流很大，為U型。如副邊開路或短路，對原邊電流均無影響，因?yàn)?不變。R121. 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(huì)發(fā)生什么變化？變壓器將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：誤接后由U E 4.44 fN m知，磁通增加近一倍，使激磁電流增加很多（飽和時(shí)大于一倍）。此時(shí)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(yùn)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

31、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)由于原方丫接，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(yùn)行時(shí)，變比是否改變 ？Ni Ei答：變壓器的變比 k 11 ,不論空載還是有載，其匝數(shù)比是不會(huì)改變的。N2 E2不過在測量變壓比時(shí)，應(yīng)在空載時(shí)測出原、副邊電壓U1和U2。計(jì)算出來的K值更準(zhǔn)確。有載時(shí)歷測副邊電壓 U2較E2相差

32、較大，K值就不準(zhǔn)確。24. 變壓器的有功功率及無功功率的轉(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(shí)，視在功率SN一定，功率因數(shù)cos 2由負(fù)載而定。當(dāng)cos 2較低時(shí)，變壓器輸出的有功功率小，無功功率大，當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)高，例如全部帶照明負(fù)載，則cos 2 1,變壓器輸出的全部是有功功率。25. 勵(lì)磁電抗 Xm的物理意義如何？我們希望變壓器的Xm是大還是小好？若用空氣心而不用鐵心，則Xm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Xm將如何變化？如果一次、二次繞組匝數(shù)各增加5%,則Xm將如何變化？如果鐵心截面積增大5%,而其余不變，則 Xm將大致如何變化？如果鐵心疊裝時(shí)

33、，硅鋼片接縫間存在著較大的氣隙，則對Xm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(gè)綜合參數(shù)Xm大好；用空氣心，Xm下降。N1增加5 % , m降低，則Xm增加，XmLmN2 m；若N1, N2各增加5%, Xm仍然同上，增加；鐵心面積增加 5%,則 m增加5% (大致)，所以Xm約增加5%,疊裝時(shí)硅鋼片接縫間存在著較大，則Xm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Io、勵(lì)磁電抗Xm

34、和漏抗X1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 , U1220 V ,每臺單相變壓器的 Ui = 220V ,與原來的空載運(yùn)行一樣。所以I 0、Xm與Xi均不變。(2) 一次側(cè)加 220V ,則 U1220/<3 127 V即每臺單相變壓器的一次側(cè)所加電壓為127V<220V，所以此時(shí)的I。降低，Xm增加，X1不變。五、計(jì)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100A和10kWo假設(shè)不計(jì)漏磁，試I10.5A, P 10W ,把鐵心抽去后電流和功率為求：(1)兩種情況下的參數(shù)；(2)磁化

35、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(shí)：Zm U1 110 220I10.5100.5240X20.013Xm Z Rm2202 402 195.96取出鐵心后:Zm0Ui'110100(2)有鐵心時(shí)磁化電流鐵耗電流Rm0211310 101002Xm° N。R20.1.12 120.458Xm Zm0.5195.962200.4454AFe11-Rm 0.5 型 0.091A Zm220當(dāng)鐵心取出后電流的有功分量IA0 I；' 100 90.91AZm01.1空載電流的無功分量,W 11 Zm00.458100 41.64A1.1(3) 有

36、鐵心時(shí)線圈感應(yīng)電勢E U | Z U11根據(jù)E 4.44fN m得有鐵心時(shí)磁通的最大值EU14.44 fN 4.44 fN1104.44 50 100030.4955 10 Wb當(dāng)無鐵心時(shí)感應(yīng)電勢E 100 0.458 45.8 V所以無鐵心時(shí)磁通最大值m0E4.44 fN45.84.44 50 1000 _ 30.2063 10 3Wb“c U1N 60002. 有一臺單相變壓器，額定容量S 100kVA ,原副邊額定電壓二 V,NU 2302NfN 50 Hz。原副線圈的電阻及漏抗為R,4.32 , R20.0063 , X18.9試求：（1 ）折算到高壓邊的短路電阻 Rk ,短路電抗Xk

37、及阻抗Zk ;（2）折算到低壓邊的短路電阻Rk',短路電抗X；及阻抗Zk'；（3）將（1）、（2）求得的參數(shù)用標(biāo)么值表示；（4）計(jì)算變壓器的短路電壓百分比必及其分量ukr , ukxo（5）求滿載及cos 2 1,cos 2 0.8（滯后），cos 2 0.8（超前）等三種情況下的電壓變化率 u,并討論計(jì)算結(jié)果。解：（1）折算到高壓邊的短路阻抗U 1Nk26.087U2N _'_2_ 2_ _RkR1 R2R1 k R24.32 26.0870.0063 8.61Xk X1X2 X1 k2X28.9 26.0872 0.013 17.75Rk jXk 8.61 j17.

38、75 19.73 64.12（2）折算到低壓邊的短路阻抗''RkXkR1 k2X1k2R2X24.322 0.0063 0.0126526.0878.92 0.01326.0870.0261ZkRkjXk 0.01265 j0.0261 0.029 64.12I 1NSN16.67 AI 2NZ1N2NU1NSNU2NU1NI 1NU2NI 2N434.78A600016.67230434.78359.930.529所以Rk以 8.610.0239Z1N359.93XkZkXk17.75-0.0493乙n 359.93Zk 19.73-0.0548(4 ) 短路電壓百分值Ukr

39、 Rkukx X kuk ZK(5)當(dāng)滿載，功率因數(shù)RkXk''Zk100%100%100%cos 2RkZ2NXkZ2NZkZ2N0.012650.02390.5290.0261 , 0.04930.5290.0290.05480.5290.02390.04930.0548100%100%100%2.39%4.93%5.48%1時(shí)變壓器的電壓變化率*u (Rk cos 2(0.0239* _ .Xksin 2) 100%1 0) 2.39%當(dāng)cos 20.8滯后時(shí)，sin 20.6乙n 359.93* _ 一Xksin 2) 100%k 2(0.0239 0.8 0.0493

40、 0.6) 100% 4.87%當(dāng) cos 2 0.8 超前時(shí)，sis 20.6u (Rkcos 2 Xksin 2) 100%(0.0239 0.8 0.0493 0.6) 100%1.046%對于電壓變化率，當(dāng) cos 2 1即阻性負(fù)載時(shí)電壓變化率較小，當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)，電壓變化率大，當(dāng)負(fù)載為容性時(shí)，負(fù)載時(shí)的端電壓可能高于空載時(shí)的端電壓。3.一臺單相變壓器，已知R12.19 , Xi15.4 , R2 0.15 , X20.964Rm 1250,Xm 12600, N1876匝，N2260匝，當(dāng)cos 2 0.8滯后時(shí)，副邊電流I2180A, U26000V o試求：（1）用近似等效電路和簡

41、化等效電路求U1和I1,并將結(jié)果進(jìn)行比較；(2)畫出折算后的矢量圖和T形等效電路。所以用近似等效電路計(jì)算時(shí),解：（1）變壓器變比N1876 ,N2260R12.19k24.23.372X115.4k23.372Rm1250k23.372Xm12600k223.372k3.370.1931.357110.161109.96U 2作參考向量R1XmX1U2 6000 0 V18036.67 A所以U1U2 I2(Z1Z2)6000 018036.87(0.193 j1.357 0.15 j0.964)6300.08j 2987.166307.08 2.7I1U16307.08 2.7180110.

42、16 j1109.9636.67184.06 141.9 AU1 kU13.37(6307.08 2.7 )212502.7 VLlk184.06 141.954.63 141.9 A3.37用簡化等效電路計(jì)算時(shí)，仍以U2作參考向量所以U1''11UiIiU2I2N1Z2)6307.082.7 V18036.67 AkU13.37(6307.08 2.7 )21250 2.7 V''11k180 143.1353.42 143.13 A3.37用兩種等效電路計(jì)算結(jié)果相差很小。U相同，I略變。（2）0,工即G1 Q=II=tl|U1360c口先整田4. 一臺單相變

43、壓器，Sn 1000KVA , U里 -60-kV , f N 50Hz ,空載及短路實(shí)驗(yàn)的U2N 6.3結(jié)果如下:實(shí)驗(yàn)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(jì)算：（1）折算到高壓邊的參數(shù)（實(shí)際值及標(biāo)么值），假定R1 R2' Rk, X1 X22Xk2(2)畫出折算到高壓邊的 T型等效電路;(3)計(jì)算短路電壓的百分值及其二分量;(4)滿載及cos 2 0.8滯后時(shí)的電壓變化率及效率(5)最大效率。解：（1 ）空載實(shí)驗(yàn)可以得到折算到高壓邊的參數(shù)2 U 0 /八Zmk ，而 k = 60/6.3= 9.52410所

44、以2 6300Zm 9.52456.577 k10.1Rmk?”I 09.5242500010.14.446kX Z2八 m , mmR256.402k根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)得到折算到低壓邊的參數(shù)RiR2RkPk2I214000” 廣2 30.52 15.152所以*Xm*R1*X1ZkX1ZiNUk77X2U 1N1N32402 15.15213.86(Zk)2 R； 102.5 2U2N3.6kSnRm乙NXm乙N*R2*X24.4461.2353.656.40215.6673.6R1Z1NX1(2)折算到高壓的T型等效電路a： t.30.533 8.472 103.6 103102.532.847

45、2 10 23.6 10ukxukukX .1.692 5.6925.94%（4）電壓變化率ukr cos 2 ukx sin 2(1.69 0.8 5.69 0.6)% 4.77%此時(shí),所以P2P2U2 U1NI 2 I 1Nu Uin57.138kVS16.667 AU1N' '_ _ _U 212cos 2 57.138 16.667 0.8 952.3kWP。(5)2 Pk 974.24kW I k100%952 3100% 97.75%974.24（5）達(dá)到最大效率時(shí),PFe5000kW所以Pcu ,Rk50006 619.05Amax(1I 2I1N9.0516.6

46、70.543Po*2 _I2 Pk.*2 ,I 2 SN C0s 2 P0 I 2 Pk)100%(3) ukr RK 100% 0.0169 100% 1.69%XK 100% 0.0569 100% 5.69%所以5. 一臺 220/110V_25000 0.5432 14000(132) 100%0.543 1000 103 0.8 5000 0.5432 1400098.19%、50Hz的空心變壓器。參數(shù)如下：Ri 0.02 , L1 0.036H （原線圈自感）,Li0.00036H ； R2 0.005 , L2 0.009H （副線圈自感）,L20.00009H ,試求（1）原副

47、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(biāo)在等效短路圖上，計(jì)算空載電流。解：（1）根據(jù) Li 0.00036H 得,Xi2 fL1250 0.00036 0.113X22 fL2250 0.00009 0.0283Xm 2 fL1 250 0.036 11312220 2X2 k X2()0.0283 0.113110(2)它的等效電路圖時(shí)4或 ona破nm於 0.121a-=>.1 njlmt,“ UIL盯肽新夏細(xì)畫也鼾T國停好由制空載電流19.26A (高壓邊)220% 10/3.15kV,Y/ -11連接，匝電壓為J0.O22 (0.113 11.31)2U2

48、N6. 一臺三相變壓器，原、副方額定電壓14.189V ，副方額定電流I2N 183.3A。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(yùn)行在額定容量且功率因數(shù)為COS 2 1、0.9 （超前）和0.85 （滯后）三種情況下的負(fù)載功率。10解：（1）原萬U 1N-j= 5.7735kV副方U2N3.15kVU1N 5773.5所以N1 40714.18914.189（2）額定容量所以當(dāng)cos 2 1時(shí)N2SnSnI 1NP2U 2N315014.18914.189222當(dāng)cos0.9時(shí)當(dāng)cos0.85 時(shí)7. 一臺3kVA , 230/115V原線圈漏抗Xi 0.83U

49、2N I2N,3 3.15183.31000 KVASn3u in10003 1057.74ASn COS 2P21000P2 1000P2 1000x 0.9X0.85= 900 w= 850 w單相變壓器，原線圈電阻R1 0.3 ,副線圈電阻R2 0.05副圈漏抗X20.1 ，鐵耗PFe 45W,額定負(fù)載時(shí)銅耗0.317.634Pcu 85W 。求：副方功率因數(shù)為0.9 （滯后）時(shí)的電壓變化率；(2)供給3.04kw ,功率因數(shù)為0.95 （滯后）負(fù)載時(shí)的效率。Sn3000解：（1）I 1 N13.043A230230S n3000 I 2N26.087 A115115_U 1NZin17.634I 1NU 2NZ2N4.408I 2NR2Z2NQ05 0.02844.408* R所以 RkRiR2LZ1N*Xk*Xi*X2Xi X2Z1NZ2N0.80.117.634 4.4080.0681端電壓負(fù)載電流P23040109.1727.85A故副方cos 2 0.8(滯后)時(shí)電壓變化率u (Rk cos 2 Xk sin 2) 100%=5.524 %(2)供給負(fù)載3.04kw 時(shí)，如不考慮電流對u的影響時(shí),*u (Rk cos