電機(jī)學(xué)3,4,5章完全答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——電機(jī)學(xué)3,4,5章完全答案第3章

3.1三相變壓器組和三相心式變壓器在磁路結(jié)構(gòu)上各有什么特點(diǎn)？

答：三相變壓器組磁路結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是各相磁路各自獨(dú)立，彼此無關(guān)；三相心式變壓器在磁路結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是各相磁路相互影響，任一瞬間某一相的磁通均以其他兩相鐵心為回路。

3.2三相變壓器的聯(lián)結(jié)組是由哪些因素決定的？答：三相變壓器的聯(lián)結(jié)組是描述高、低壓繞組對(duì)應(yīng)的線電動(dòng)勢(shì)之間的相位差，它主要與（1）繞組的極性（繞法）和首末端的標(biāo)志有關(guān)；（2）繞組的連接方式有關(guān)。

3.4Y，y接法的三相變壓器組中，相電動(dòng)勢(shì)中有三次諧波電動(dòng)勢(shì)，線電動(dòng)勢(shì)中有無三次諧波電動(dòng)勢(shì)？為什么？

答：線電動(dòng)勢(shì)中沒有三次諧波電動(dòng)勢(shì)，由于三次諧波大小相等，相位上彼此

00相差3?120?360，即相位也一致。當(dāng)采用Y，y接法時(shí)，線電動(dòng)勢(shì)為兩相電動(dòng)勢(shì)之差，所以線電動(dòng)勢(shì)中的三次諧波為零。以A,B相為例，三次諧波電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為EAB3?EA3?EB3?0，所以線電動(dòng)勢(shì)中沒有三次諧波電動(dòng)勢(shì)。

3.5變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的條件有哪些？答：變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的條件有：

（1）各變壓器高、低壓方的額定電壓分別相等，即各變壓器的變比相等；（2）各變壓器的聯(lián)結(jié)組一致；

（3）各變壓器短路阻抗的標(biāo)么值Zk相等，且短路電抗與短路電阻之比相等。

上述三個(gè)條件中，條件（2﹚必需嚴(yán)格保證。

3.6并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，假使聯(lián)結(jié)組不同或變比不等會(huì)出現(xiàn)什么狀況？答：假使聯(lián)結(jié)組不同，當(dāng)各變壓器的原方接到同一電源，副方各線電動(dòng)勢(shì)之間至少有30°的相位差。例如Y，y0和Y，d11兩臺(tái)變壓器并聯(lián)時(shí)，副邊的線電動(dòng)勢(shì)即使大小相等，由于對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)之間相位差300，也會(huì)在它們之間產(chǎn)生一電壓差?U，如下圖。其大小可達(dá)?U=2U2Nsin15°=0.518U2N。這樣大的電壓差作用在變壓器副繞組所構(gòu)成的回路上，必然產(chǎn)生很

大的環(huán)流（幾倍于額定電流），它將燒壞變壓器的繞組。假使變比不等，則在并聯(lián)運(yùn)行的變壓器之間也會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。

3.7兩臺(tái)容量不相等的變壓器并聯(lián)運(yùn)行，是希望容量大的變壓器短路電壓大一些好，還是小一些好？為什么？

答：希望容量大的變壓器短路電壓小一些好，這是由于短路電壓大的小，在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，不容許任何一臺(tái)變壓器長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行，因此并聯(lián)運(yùn)行時(shí)最大的實(shí)際總?cè)萘勘葍膳_(tái)額定容量之和要小，只可能是滿載的一臺(tái)的額定容量加上另一臺(tái)欠載的實(shí)際容量。這樣為了不浪費(fèi)變壓器容量，我們當(dāng)然希望滿載的一臺(tái)，即短路電壓小的一臺(tái)容量大，欠載運(yùn)行的一臺(tái)容量越小越好。

3.8為什么變壓器的正序阻抗和負(fù)序阻抗一致？變壓器的零序阻抗決定于哪

*...??些因素？

答：由于正序和負(fù)序均是對(duì)稱的，僅存在B相超前還是C相超前的區(qū)別，對(duì)變壓器的電磁本質(zhì)沒什么不同，因此負(fù)序系統(tǒng)的等效電路和負(fù)序阻抗與正序系統(tǒng)一致，即Z??Z??ZK；變壓器的零序阻抗主要決定于（1）三相變壓器繞組的連接方式（2）磁路的結(jié)構(gòu)等因素。

3.9從帶單相負(fù)載的能力和中性點(diǎn)移動(dòng)看，為什么Y，yn接法不能用于三相變壓器組，卻可以用于三相心式變壓器？

答：Y，yn接線的組式變壓器接單相負(fù)載時(shí)，由于零序阻抗大（Zm0?Zm），負(fù)載電流將很小，因此根本不能帶單相負(fù)載。但很小的零序電流就會(huì)產(chǎn)生很大的零序電動(dòng)勢(shì)，造成中點(diǎn)浮動(dòng)較大，相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱。在極端的狀況下，如一相發(fā)生短路，即短路電流僅為正常激磁電流的3倍，使其余兩相電壓提高到原來的

3倍，這是很危險(xiǎn)的。因此三相變壓器組不能接成Y，yn聯(lián)結(jié)組。

而心式變壓器，由于零序阻抗很?。╖m0很?。?，單相負(fù)載電流的大小主要由負(fù)載阻抗決定，因此它可以帶一定的單相負(fù)載。只要適當(dāng)限制中線電流，則相電壓的偏移也不會(huì)很大。因此三相心式變壓器組可以接成Y，yn聯(lián)結(jié)組。3.10一臺(tái)單相變壓器，U1N／U2N＝220V／110V，繞組標(biāo)志如右圖所示：將X與a連接，高壓繞組接到220V的交流電源上，電壓表接在Ax上，如A、a同極性，電壓表讀數(shù)是多少？如A、a異極性呢？解：A、a同極性時(shí)壓表讀數(shù)是：UAx?U1N?U2N?220V?110V?330VA、a異極性時(shí)壓表讀數(shù)是：UAx?U1N?U2N?220V?110V?110V3-11根據(jù)題圖3-2的接線圖，確定其聯(lián)結(jié)組別。1）2）3）題圖3-2解：1）2）3)

3.12根據(jù)以下變壓器的聯(lián)結(jié)組別畫出其接線圖：1）Y，d5；2）Y，y2；3）D，y11。

解：1）Y，d5，有兩種接法，如下圖a）、b）所示。

2）Y，y2，只有一種接法，如下圖2）所示。3）D，y11，有兩種接法，下圖3）所示高壓邊為AX-CZ-BY接法，另一種接法AX-CZ-BY略。

3-13兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，在SNI=1000kAV，SNII=500kAV，不允許任何一臺(tái)變壓器過載的狀況下，試計(jì)算以下條件并聯(lián)變壓器組可供給的最大負(fù)載，并對(duì)

****Z其結(jié)果進(jìn)行探討。1）kI=0.9ZkII；2）ZkII=0.9ZkI；

解：1）∵Z設(shè)?I?kI?Z?kII，∴第一臺(tái)變壓器先達(dá)滿載。Z?kI?1，則?II??IZ?kII?1?0.9?0.9Smax?SNI?SNII?II?1000kVA?500kVA?0.9?1450kVA??Z?ZkIIkI，∴其次臺(tái)變壓器先達(dá)滿載。2）∵Z?kII?I??II??1?0.9?0.9??1ZkI設(shè)II，則Smax?SNII?SNI?I?500kVA?1000kVA?0.9?1400kVA

?Zk較小，則并聯(lián)變壓器探討：可見，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，容量大的變壓器，其組利用率較高。3-14兩臺(tái)變壓器數(shù)據(jù)如下：SNI=1000kAV，ukI=6.5％，SNII=2000kAV，ukII=7.0％聯(lián)結(jié)組均為Y，d11額定電壓均為35/10.5kVA?，F(xiàn)將它們并聯(lián)運(yùn)行，試計(jì)算：1）當(dāng)輸出為3000kVA時(shí)，每臺(tái)變壓器承受的負(fù)載是多少？2）在不允許任何一臺(tái)過載的條件下，并聯(lián)組最大輸出負(fù)載是多少？此時(shí)并聯(lián)組的利用率是多少？?IukII7??ukI6.5解：1）由?IISNI?I?SNII?II?1000?I?2000?II?3000kVA得?I?1.05,?II?0.975SI?SNI?I?1000kVA?1.05?1050kVASII?SNII?II?2000kVA?0.975?1950kVAu?ukIkII2）∵設(shè)?I，∴第一臺(tái)變壓器先達(dá)滿載。?1，則?II??IukI6.5?1??0.9286ukII7Smax?SNI?SNII?II?1000kVA?2000kVA?0.9286?2857kVASmax2857??0.9523S1N?S2N1000?20003.15某變電所總負(fù)載是3000kVA，若選用規(guī)格完全一致的變壓器并聯(lián)運(yùn)行，每臺(tái)變壓器的額定容量為1000kVA。1）在不允許任何一臺(tái)變壓器過載的狀況下需要幾臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行？2）假使希望效率最高，需要幾臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行？已知每臺(tái)變壓器的損耗是：p0?5.4KW,pkN?15KW。解：1）n?S3000??3SN1000，∴需要3臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行。2）?m?

p0/pkN?5.4/15?0.6n?S3000??5?mSN0.6?1000，∴需要5臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行。..00.3.16分解為對(duì)稱分量。0試將三相不對(duì)稱電壓：UA?220?0,UB?220??110,UC?210??2501??1??aU??a2U?）U（U220?00?1?1200?200??1100A?ABC?（33解：?1?2400?210??2500）?207.92??0.1601??1??a2U??aU?）U（U220?00?1?2400?200??1100A?ABC?（33?1?1200?210??2500）?14.74??170.04011???U??U?）U?（U?（220?00?200??1100A0ABC33210??2500）?26.78?6.710...3.16分解為對(duì)稱分量。000試將三相不對(duì)稱電壓：UA?220?0,UB?220??110,UC?210??2501??1??aU??a2U?）U（U220?00?1?1200?200??1100A?ABC?（33解：?1?2400?210??2500）?207.92??0.1601??1??a2U??aU?）U（U220?00?1?2400?200??1100A?ABC?（33?1?1200?210??2500）?14.74??170.04011????）U?（220?00?200??1100A0?（UA?UB?UC33210??2500）?26.78?6.7103-17一臺(tái)容量為100kVA，Y，yn0聯(lián)結(jié)組的三相心式變壓器，U1N／U2N**＝6000／400V，Zk=0.02+j0.05，Zm0=0.1+j0.6如發(fā)生單相對(duì)地短路，試求：1）原繞組的三相電流；2）副方的三相電壓；3）中點(diǎn)移動(dòng)的數(shù)值。解：1）單相對(duì)地短路時(shí)副方的短路電流???I?2Z?k??A?3U?Z?2?Z?m0?3?4.052??87.