電機(jī)學(xué)變壓器經(jīng)典習(xí)題及答案

第二章變壓器一、填空：★★一臺(tái)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),,,。（增加，減少或不變）答：增大，增大，減小，增大?！镆慌_(tái)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。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(tái)變壓器的容量合理地分擔(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?！锶鐚⒆儔浩髡`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。★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。★一臺(tái)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。變壓器的副端是通過對(duì)原端進(jìn)行作用的。答：磁動(dòng)勢(shì)平衡和電磁感應(yīng)作用。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?！锶鐚㈩~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。聯(lián)接組號(hào)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?！铩锶嘧儔浩鹘M不宜采用Y,y聯(lián)接組，主要是為了避免。答：電壓波形畸變。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?！铩餅槭闺妷翰ㄐ尾话l(fā)生畸變，三相變壓器應(yīng)使一側(cè)繞組。答：采用d接。通過和實(shí)驗(yàn)可求取變壓器的參數(shù)。答：空載和短路。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。在采用標(biāo)幺制計(jì)算時(shí)，額定值的標(biāo)幺值為。答：1。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?！铩镒儔浩鞯囊淮魏投卫@組中有一部分是公共繞組的變壓器是。答：自耦變壓器。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(hào)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。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。二、選擇填空★★三相電力變壓器帶電阻電感性負(fù)載運(yùn)行時(shí)，負(fù)載電流相同的條件下，越高，則。A：副邊電壓變化率Δu越大，效率η越高，B：副邊電壓變化率Δu越大，效率η越低，C：副邊電壓變化率Δu越大，效率η越低，D：副邊電壓變化率Δu越小，效率η越高。答：D★一臺(tái)三相電力變壓器=560kVA，=10000/400(v),D,y接法，負(fù)載時(shí)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:C:18.67A，D:32.33A。答：C一臺(tái)變比為k＝１０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１６，那末原邊的勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值是。Ａ：１６,Ｂ：１６００,Ｃ：０.１６。答：A★★變壓器的其它條件不變，外加電壓增加１０℅，則原邊漏抗，副邊漏抗和勵(lì)磁電抗將。Ａ：不變，Ｂ：增加１０%，Ｃ：減少１０%。（分析時(shí)假設(shè)磁路不飽和）答：A相電力變壓器磁勢(shì)平衡方程為。A：原，副邊磁勢(shì)的代數(shù)和等于合成磁勢(shì)B：原，副邊磁勢(shì)的時(shí)間向量和等于合成磁勢(shì)C：原，副邊磁勢(shì)算術(shù)差等于合成磁勢(shì)答：B電壓與頻率都增加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：C升壓變壓器，一次繞組的每匝電勢(shì)二次繞組的每匝電勢(shì)。A等于B大于C小于答；A三相變壓器二次側(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：A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：A★★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，及的大小將。A：和同時(shí)減少10，增大B：和同時(shí)減少到0.81倍,減少 C：和同時(shí)減少到0.81倍，增加D：和同時(shí)減少10℅，減少答：B★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(xiǎn)；F:嚴(yán)重發(fā)熱有燒壞危險(xiǎn)答：C，F(xiàn)聯(lián)接組號(hào)不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)椤: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(hào)的變壓器變比不同。答：B★★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(shì)波形放生畸變；B：相電勢(shì)波形放生畸變；C：損耗增大；D：有效材料的消耗增大。答：B★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：B三相變壓器的變比是指———之比。A：原副邊相電勢(shì)B：原副邊線電勢(shì)C：原副邊線電壓答：A磁通ф，電勢(shì)е正方向如圖，W1匝線圈感應(yīng)的電勢(shì)e為。A：dФ/dtB：W1dФ/dtC：-W1dФ/dt答：C★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：A★兩臺(tái)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：B★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，A★★當(dāng)一臺(tái)變壓器的原邊匝數(shù)比設(shè)計(jì)少10%（副邊匝數(shù)正常）則下列各值的變化為：磁通；；；；U20I0。A：變大B：變小C：不變答：A，B，C，B，A，A★★一臺(tái)Y/-12和一臺(tái)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(yùn)行。A．能B．不能C．不一定D．不改接也能答：A★一臺(tái)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。A,增加B,減小C，不變.答：B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(shì)；B,不變，C,可能上升或下降答：C★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：A一臺(tái)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(cè)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(cè)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(duì)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(shì)為常數(shù)。（）答：錯(cuò)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)★變壓器頻率增加，激磁電抗增加，漏電抗不變。（）答：錯(cuò)★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：錯(cuò)★變壓器空載運(yùn)行時(shí)原邊加額定電壓，由于繞組電阻r1很小，因此電流很大。（）答：錯(cuò)變壓器空載和負(fù)載時(shí)的損耗是一樣的。（）答：錯(cuò)變壓器的變比可看作是額定線電壓之比。（）答：錯(cuò)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(duì)不管變壓器飽和與否，其參數(shù)都是保持不變的。（）答：錯(cuò)★★一臺(tái)Y/-12和一臺(tái)Y/-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(duì)★一臺(tái)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(duì)★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)★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)★★聯(lián)接組號(hào)不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)殡妷鹤兓侍蟆＃ǎ┐穑哄e(cuò)四、簡(jiǎn)答★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im，產(chǎn)生勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)fm，在鐵芯中產(chǎn)生交變主磁通φm,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(shì)e1和e2，且有、顯然，由于原副邊匝數(shù)不等，即N1≠N2，原副邊的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也就不等，即e1≠e2，而繞組的電壓近似等于繞組電動(dòng)勢(shì),即U1≈E1、U2≈E2，故原副邊電壓不等，即U1≠U2,但頻率相等?！镌噺奈锢硪饬x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(dòng)勢(shì)相等。又U1?E1,U2≈E2，因此，當(dāng)U1不變時(shí)，若N1減少,則每匝電壓增大，所以將增大。或者根據(jù)，若N1減小，則增大，又，故U2增大。變壓器鐵芯的作用是什么，為什么它要用0.35mm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。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。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(shí)的端電壓。★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(shì)？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，φm與im呈非線性關(guān)系，而漏磁通磁路不飽和，φ1σ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(dòng)勢(shì)，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(shì)，只起了漏抗壓降的作用?？蛰d時(shí)，有主磁通和一次繞組漏磁通，它們均由一次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)激勵(lì)。負(fù)載時(shí)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(dòng)勢(shì)即激勵(lì)，一次繞組漏磁通由一次繞組磁動(dòng)勢(shì)激勵(lì)，二次繞組漏磁通由二次繞組磁動(dòng)勢(shì)激勵(lì)。★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(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?。河纱怕窔W姆定律，和磁化曲線可知，I0的大小與主磁通φm,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(dá)式可知，與磁路結(jié)構(gòu)尺寸，有關(guān)，還與導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)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)。★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(duì)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(chǎng)和漏磁場(chǎng)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(duì)電網(wǎng)來說，由于變壓器容量大，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(duì)用戶來說，投資增大，空載損耗也較大，變壓器效率低。為了得到正弦形的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，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(shì)和主磁通均成正比，若想得到正弦波電動(dòng)勢(shì)，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(shì)和主磁通成正比關(guān)系，若想得到正弦波電動(dòng)勢(shì)，空載電流應(yīng)為尖頂波?！镌囀鲎儔浩骷ご烹娍购吐┛沟奈锢硪饬x。它們分別對(duì)應(yīng)什么磁通，對(duì)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(duì)應(yīng)于主磁通，漏電抗對(duì)應(yīng)于漏磁通，對(duì)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)。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r1很小，為什么空載電流I0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(shì)E1,根據(jù)電動(dòng)勢(shì)方程：可知，盡管很小，但由于勵(lì)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(dòng)勢(shì)，即，，因此電壓全部降在電阻上，即有，因?yàn)楹苄。噪娏骱艽??！铩镒儔浩髟谥圃鞎r(shí)，一次側(cè)線圈匝數(shù)較原設(shè)計(jì)時(shí)少，試分析對(duì)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(dǎo)率下降。因?yàn)榇抛?，所以磁阻增大。根?jù)磁路歐姆定律，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，所以鐵心損耗增加。勵(lì)磁阻抗減小，原因如下：電感，激磁電抗，因?yàn)榇抛柙龃螅褦?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(lì)磁電阻，不是磁阻），所以，即，于是，，因，，故，顯然，勵(lì)磁電阻減小。勵(lì)磁阻抗，它將隨著和的減小而減小。變比將減小?！铩锶鐚懪茷?0Hz的變壓器，接到50Hz的電網(wǎng)上運(yùn)行，試分析對(duì)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，磁密也將增大到原來的1.2倍，磁路飽和程度增加，磁導(dǎo)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(shí)，50Hz時(shí)，因?yàn)?，，所以鐵損耗增加了。漏電抗，因?yàn)轭l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(dá)式可知，電壓變化率將隨，的減小而減小?！镒儔浩髫?fù)載時(shí)，一、二次線圈中各有哪些電動(dòng)勢(shì)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(shì)平衡方程？答：一次繞組有主電動(dòng)勢(shì)，漏感電動(dòng)勢(shì)，一次繞組電阻壓降，主電動(dòng)勢(shì)由主磁通交變產(chǎn)生，漏感電動(dòng)勢(shì)由一次繞組漏磁通交變產(chǎn)生。一次繞組電動(dòng)勢(shì)平衡方程為；二次繞組有主電動(dòng)勢(shì)，漏感電動(dòng)勢(shì)，二次繞組電阻壓降，主電動(dòng)勢(shì)由主磁通交變產(chǎn)生，漏感電動(dòng)勢(shì)由二次繞組漏磁通交變產(chǎn)生,二次繞組電動(dòng)勢(shì)平衡方程為。變壓器鐵心中的磁動(dòng)勢(shì)，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(shì)只有一次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)，負(fù)載時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)是一次側(cè)和二次側(cè)的合成磁動(dòng)勢(shì)，即,也就是。★試說明磁勢(shì)平衡的概念及其在分析變壓器中的作用。答：磁勢(shì)平衡就是在變壓器中，當(dāng)副邊有電流產(chǎn)生時(shí)，使得整個(gè)磁勢(shì)減小，那么原邊就要增加，試，這就是磁勢(shì)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)。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?！铩镒儔浩鞯钠渌鼦l件不變，僅將原、副邊線圈匝數(shù)變化10％，試問對(duì)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?yàn)?，，所以?dāng)原、副邊匝數(shù)變化10％時(shí)，變化20％。由于N變化10％，而U不變，使變化10％。又因?yàn)?，磁通變?0％時(shí)由于飽和影響，變化k％，所以的變化大于20％。將外施電壓變化10％時(shí)，也將變化10％，使不變，的變化大于10％。這是因?yàn)樽兓?0％，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?yàn)閁不變，使變化10％。同樣使的變化大于10％。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(chǎng)，使線圈有很大的自感電勢(shì)（接近額定電壓，比額定電壓?。噪m然線圈電阻很小，電流仍然很小。★一臺(tái)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(duì)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(shì)，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(duì)原邊電流均無影響，因?yàn)椴蛔?。★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?！铩镆慌_(tái)Y/連接的三相變壓器，原邊加對(duì)稱正弦額定電壓，作空載運(yùn)行，試分析：原邊電流、副邊相電流和線電流中有無三次諧波成分？主磁通及原副邊相電勢(shì)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(shì)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?！镒儔浩饔休d運(yùn)行時(shí)，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(huì)改變的。不過在測(cè)量變壓比時(shí)，應(yīng)在空載時(shí)測(cè)出原、副邊電壓和。計(jì)算出來的值更準(zhǔn)確。有載時(shí)歷測(cè)副邊電壓較相差較大，值就不準(zhǔn)確。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)，視在功率一定，功率因數(shù)由負(fù)載而定。當(dāng)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，變壓器輸出的全部是有功功率。★勵(lì)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(shí)，硅鋼片接縫間存在著較大的氣隙，則對(duì)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)大好；用空氣心，下降。N1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(shí)硅鋼片接縫間存在著較大，則降低?！铩镉腥_(tái)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(duì)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(lì)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(tái)單相變壓器的U1＝220V，與原來的空載運(yùn)行一樣。所以I0、與均不變。（2）一次側(cè)加220V，則V即每臺(tái)單相變壓器的一次側(cè)所加電壓為127V<220V，所以此時(shí)的I0降低，增加，不變。五、計(jì)算★將一臺(tái)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(jì)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(shí)：取出鐵心后：(2)有鐵心時(shí)磁化電流鐵耗電流當(dāng)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(shí)線圈感應(yīng)電勢(shì)根據(jù)得有鐵心時(shí)磁通的最大值當(dāng)無鐵心時(shí)感應(yīng)電勢(shì)V所以無鐵心時(shí)磁通最大值★有一臺(tái)單相變壓器，額定容量kVA，原副邊額定電壓V，Hz。原副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(biāo)么值表示；（4）計(jì)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(jì)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(dāng)滿載，功率因數(shù)時(shí)變壓器的電壓變化率當(dāng)滿載，滯后時(shí)，當(dāng)滿載，超前時(shí)，對(duì)于電壓變化率，當(dāng)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。★一臺(tái)單相變壓器，已知，，，，，，，，，當(dāng)滯后時(shí)，副邊電流，。試求：(1)用近似等效電路和簡(jiǎn)化等效電路求，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。解：（1）變壓器變比所以用近似等效電路計(jì)算時(shí)，以作參考向量所以故用簡(jiǎn)化等效電路計(jì)算時(shí)，仍以作參考向量＝V所以用兩種等效電路計(jì)算結(jié)果相差很小。U相同，I略變。（2）★一臺(tái)單相變壓器，，，，空載及短路實(shí)驗(yàn)的結(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，（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)，而k＝60/6.3＝9.524所以根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)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(shí)，而所以故則（5）達(dá)到最大效率時(shí)，所以所以5.★一臺(tái)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(biāo)在等效短路圖上，計(jì)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(tái)三相變壓器，原、副方額定電壓，－11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(yùn)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(fù)載功率。解：（1）原方副方所以（2）額定容量（3）因所以當(dāng)時(shí)1000W當(dāng)時(shí)1000×0.9＝900w當(dāng)時(shí)1000×0.85＝850w7.★一臺(tái)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(fù)載時(shí)銅耗。求：(1)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。解：（1）所以故副方(滯后)時(shí)電壓變化率＝5.524％（2）供給負(fù)載3.04kw時(shí)，如不考慮電流對(duì)的影響時(shí)，＝0.028×0.95+0.0681×＝4.78％此時(shí)端電壓此時(shí)負(fù)載電流這個(gè)電流對(duì)電壓變化率的影響為所以考慮電流變化對(duì)電壓變化率的影響后電壓變化率端電壓負(fù)載電流在這個(gè)負(fù)載時(shí)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(fù)載時(shí)的效率為8．★一臺(tái)單相變壓器50kVA、7200/480V、60Hz。其空載和短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下實(shí)驗(yàn)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(biāo)么值；（2）空載和滿載時(shí)的銅耗和鐵耗；（3）額定負(fù)載電流、功率因數(shù)滯后時(shí)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(jì)算）解：(1)短路參數(shù)其阻抗基值所以空載時(shí)鐵耗;銅耗滿載銅耗;鐵耗額定負(fù)載電流時(shí)根據(jù)電壓變化率近似公式得此時(shí)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(shí)相等，求各參數(shù)的標(biāo)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(shí)，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★★一臺(tái)三相變壓器，＝5600KVA，，Y/－11連接，變壓器空載基短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)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(jì)算變壓器參數(shù)，實(shí)際值及標(biāo)么值；（2）利用型等效電路，求滿載滯后時(shí)的副邊電壓基原邊電流；（3）求滿載滯后時(shí)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(rèn)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(duì)于第（2）個(gè)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(duì)相位進(jìn)行修正現(xiàn)修正后的這樣，與arccos0.8很接近了。11.★★設(shè)有一臺(tái)125MVA，50Hz，110/10kV，Y0/－11的三相變壓器，空載電流，空載損耗P0＝133kW，短路電壓（阻抗電壓uk＝10。5％，短路損耗PkN＝600kW。試求短路阻抗和激磁阻抗（均用標(biāo)么值），畫出近似型等效電路，標(biāo)明各阻抗數(shù)值；求供給額定負(fù)載且滯后時(shí)的電壓變化率及效率。解：（1）則：（2）12.★★一臺(tái)三相雙繞組變壓器，SJ1－100/3，100kVA，3000/400V，Y/Y0－12，，P0＝616w，，PkN＝2350w?，F(xiàn)將其改成升壓自耦變壓器。試求：改接后折算到高壓方的參數(shù)；（實(shí)際值及標(biāo)幺值）該自耦變壓器的額定容量和線圈容量之比；當(dāng)它供給滿載且功率因數(shù)為1時(shí)的電壓變化率和效率。解：因?yàn)镵VA，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(dāng)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(huì)帶來其它問題）（1）KVA，k＝0.133而所以（2）（3）★★有一臺(tái)三線圈變壓器，額定容量電壓為110/38.5/11kV，Y0/Y0/－12－11連接，額定容量為10000/10000/10000kVA。短路實(shí)驗(yàn)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(jì)算簡(jiǎn)化等效電路中的各參數(shù)。解：根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)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(lì)磁電流為I0，主磁通為，若與連在一起，在端加330V電壓，此時(shí)勵(lì)磁電流，主磁通各為多少？若與連在一起，在端加110V電壓，則勵(lì)磁電流、主磁通又各為多少？解：U2、u1聯(lián)，順串（N1＝2N2）原：220＝4.44N1f1110＝4.44N2f1現(xiàn)：330＝4.44（N1+N2）f1所以＝原現(xiàn)所以U2與u2聯(lián)，反串現(xiàn)：110＝4.44f1所以＝但現(xiàn)在：所以15.★一臺(tái)單相變壓器，50kVA，7200/480V，60Hz。其空載和短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)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(duì)值；（2）空載和滿載時(shí)的銅耗和鐵耗；（3）額定負(fù)載電流，功率因數(shù)（滯后）時(shí)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(jì)算）解：(1)SN＝50kVAI1N＝SN/U1N＝6.94AZ1N＝U1N/I1N＝1037.46Ω短路實(shí)驗(yàn)時(shí)，Ik＝7A＝INZk＝Uk/Ik=157/7=22.43Ω(2)鐵耗：銅耗：(3)V16.★★三相變壓器的額定值為SN＝1800kVA，U1N/U2N＝6300/3150V，Y，d11聯(lián)結(jié)，空載損耗P0＝6.6kW，短路損耗Pk＝21.2kW，求當(dāng)輸出電流I2＝I2N，時(shí)的效率；效率最大時(shí)的負(fù)載系數(shù)。解：1、2、當(dāng)Pcu＝PFe時(shí)發(fā)生、所以17.★★一臺(tái)三相變壓器的銘牌數(shù)據(jù)如下，SN＝750kVA，U1N/U2N＝10000/400V，Y，yn0聯(lián)結(jié)。低壓邊空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：U20＝400V，I20＝60A，P0＝3800w。高壓邊短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：U1k＝440V，I1k＝43.3A，Pk＝10900w，室溫200變壓器的參數(shù)，并畫出等值電路；當(dāng)：a）額定負(fù)載，b）時(shí)，計(jì)算電壓變化率、二次側(cè)電壓U2及效率。解：A1、空載實(shí)驗(yàn)：低壓方：由短路實(shí)驗(yàn)：200所以2、（滯后）且當(dāng)（超前）時(shí)：18.★★有一臺(tái)三相變壓器容量SN＝100kVA，U1N/U2N＝6000/400V，Y，yn0聯(lián)結(jié)，數(shù)據(jù)：uk＝4.5％，Pk＝2270w，此變壓器二次側(cè)接至三角形聯(lián)結(jié)的平衡三相負(fù)載，每相負(fù)載阻抗ZL＝3.75+j2.85Ω，求：（1）在此負(fù)載下的負(fù)載電流及二次側(cè)端電壓；（2）一次側(cè)功率因數(shù)（不計(jì)勵(lì)磁電流）。解：AA折算為Y接：1)AV2)★★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(tái)變壓器SN=560kVA,U1N/U2N＝6000/400，Y，yn0聯(lián)結(jié)，uk＝4.5％?，F(xiàn)有三臺(tái)變壓器可供選用，它們的數(shù)據(jù)是：變壓器1：320kVA，6300/400V，uk＝4％，Y，yn0聯(lián)結(jié)；變壓器2：240kVA，6300/400V，uk＝4.5％，Y，yn4聯(lián)結(jié)；變壓器3：320kVA，6300/440V，uk＝4％，Y，yn0聯(lián)結(jié)；1、試計(jì)算說明，在不使變壓器過載的情況下，選用那一臺(tái)投入并聯(lián)比較適合？2、如果負(fù)載增加需選兩臺(tái)變比相等的與原變壓器并聯(lián)運(yùn)行，試問最大總負(fù)載容量是多少？那臺(tái)變壓器最先達(dá)到滿載？解：（1）選第1臺(tái)適合。（2）如果負(fù)載增加，則選第一臺(tái)與第二臺(tái)，但第二