电机学_第三章变压器习题.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电机学_第三章变压器习题.精品文档.第二章 变压器一、填空：1. 一台额定频率为60HZ的电力变压器接于50HZ，电压为此变压器的5/6倍额定电压的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ，漏电抗 。答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减小，漏电抗减小。2. 三相变压器理想并联运行的条件是（1） ，（2） ，（3） 。答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。3. 如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于空载电流将 ，空载损耗将

2、。答：空载电流很大，空载损耗很大。4. 一台变压器，原设计的频率为50HZ，现将它接到60HZ的电网上运行，额定电压不变，励磁电流将 ，铁耗将 。答：减小，减小。5. 变压器的副边是通过 对原边进行作用的。答：电磁感应作用。6. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。答：负载电流的变化。7. 如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流将 ，变压器将 。答：增大很多，烧毁。8. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。9. 三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免 。答：相电压波形畸变

3、。10. 变压器副边的额定电压指 。答：原边为额定电压时副边的空载电压。11. 为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组 。答：采用d接。12. 通过 和 实验可求取变压器的参数。答：空载和短路。13. 变压器的参数包括 ， ， ， ， 。答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。14. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 。答：1。15. 既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为 ，仅和一侧绕组交链的磁通为 。答：主磁通，漏磁通。16. 变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是 。答：自耦变压器。17. 并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ，（3） 的要求。答：

4、（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。18. 变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗可视为 。答：可变损耗，不变损耗。二、选择填空1. 一台三相电力变压器=560KVA， =10000/400(v), D,y接法，负载时忽略励磁电流，低压边相电流为808.3A时，则高压边的相电流为 。 A： 808.3A ， B: 56A， C: 18.67A ， D: 32.33A。 答：C2. 一台变比为的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为，那末原边的励磁阻抗标幺值是 。：,：,：.。 答：A3.

5、变压器的其它条件不变，外加电压增加，则原边漏抗，副边漏抗和励磁电抗将 。 ：不变， ：增加% ，：减少% 。（分析时假设磁路不饱和） 答：A1. 三相电力变压器磁势平衡方程为 。 A：原，副边磁势的代数和等于合成磁势 B：原，副边磁势的时间向量和等于合成磁势 C：原，副边磁势算术差等于合成磁势 答：B2. 电压与频率都增加5时，穿过铁芯线圈的主磁通 。 A 增加 B 减少 C 基本不变答：C3. 升压变压器，一次绕组的每匝电势 二次绕组的每匝电势。 A 等于 B 大于 C 小于答；A4. 三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的 电压A 空载线 B 空载相 C 额定负载时的线 答

6、：A5. 变压器的其它条件不变，若原副边的匝数同时减少10，则，及的大小将 。 A：和同时减少10，增大 B：和同时减少到0.81倍, 减少 C：和同时减少到0.81倍，增加 D：和同时减少10，减少 答：B6. 如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流将 ，变压器将 。A：不变；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:发热但无损坏危险；F:严重发热有烧坏危险答：C，F7. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。A:电压变化率太大； B:空载环流太大；C:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。答：B8. 三相变压器组不宜采用Y

7、,y联接组，主要是为了避免 。A：线电势波形放生畸变； B：相电势波形放生畸变；C：损耗增大； D：有效材料的消耗增大。 答：B9. 变压器原边每匝数增加5%，副边匝数下降5%，激磁电抗将 。A：不变 B：增加约10% C：减小约10%答：B10. 三相变压器的变化是指之比。A：原副边相电势 B：原副边线电势 C：原副边线电压答：A11. 磁通，电势正方向如图，W1匝线圈感应的电势e为 。A：d/dt B：W1d/dt C：-W1d/dt答：C12. 两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 分配。A：大小成反比 B：标么值成反比 C：标么值成正比答：B13. 将50HZ 的变压器接到60HZ电

8、源上时，如外加电压不变，则变压器的铁耗 ；空载电流 ；接电感性负载设计，额定电压变化率 。A变大 B 变小答：B，B，A14. 当一台变压器的原边匝数比设计少10%（副边匝数正常）则下列各值的变化为：磁通 ； ； ； ；U20 I0 。A：变大 B：变小 C：不变答：A，B，C，B，A，A15. 一台Y/-12和一台Y/-8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运行 。A能 B不能 C不一定 D不改接也能答：A16. 一台 50HZ的变压器接到60HZ的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流将 。A,增加 B,减小 C，不变.答：B17. 变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压 。A,呈上

9、升趋势； B,不变 C,可能上升或下降答：C18. 单相变压器铁心叠片接缝增大，其他条件不变，则空载电流 。A,增大； B，减小； C,不变。答：A19. 一台单相变压器额定电压为220/110V。Y/y-12接法，在高压侧作短路实验，测得的短路阻抗标幺值为0.06，若在低压侧作短路实验，测得短路阻抗标幺值为 。A:0.06 ， B：0.03 ， C：0.12 ， D：0.24 。 答：A三、判断1. 电源电压和频率不变时，制成的变压器的主磁通基本为常数，因此负载时空载时感应电势为常数 。 （ ）答：错2. 变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率 。 （ ）答：错3. 变压器频率增加，激

10、磁电抗增加，漏电抗不变。 （ ）答：错4. 变压器负载运行时，原边和副边电流标幺值相等 。 （ ）答：错5. 变压器空载运行时原边加额定电压，由于绕组电阻r1很小，因此电流很大。 （ ）答：错6. 变压器空载和负载时的损耗是一样的。 （ ）答：错7. 变压器的变比可看作是额定线电压之比。 （ ）答：错8. 只要使变压器的一、二次绕组匝数不同，就可达到变压的目的。 （ ）答：对9. 不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。 （ ）答：错10. 一台Y/-12和一台Y/-8的三相变压器，变比相等，能经过改接后作并联运行。（ ）答：对11. 一台 50HZ的变压器接到60HZ的电网上，外时电压的大

11、小不变，激磁电流将减小。（ ）答：对12. 变压器负载成容性，负载增加时，副边电压将降低。 （ ）答：错13. 变压器原边每匝数增加5%，副边匝数下降5%，激磁电抗将不变。 （ ）答：错14. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为电压变化率太大。 （ ）答：错四、简答1. 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。为了铁心损耗，采用0.35mm厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。2. 变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？答：铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。绕组: 构成变

12、压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。分接开关: 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变压器调压。油箱和冷却装置: 油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。绝缘套管: 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接，使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。3. 变压器原、副方额定电压的含义是什么？答：变压器一次额定电压U1N是指规定加到一次侧的电压，二次额定电压U2N是指变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。4. 为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势？答：由于磁通所经路径不同，把磁通

13、分成主磁通和漏磁通，便于分别考虑它们各自的特性，从而把非线性问题和线性问题分别予以处理 区别：1. 在路径上，主磁通经过铁心磁路闭合，而漏磁通经过非铁磁性物质 磁路闭合。 2在数量上，主磁通约占总磁通的99%以上，而漏磁通却不足1%。 3在性质上，主磁通磁路饱和，0与I0呈非线性关系，而漏磁通磁路不饱和，1与I1呈线性关系。 4在作用上，主磁通在二次绕组感应电动势，接上负载就有电能输出， 起传递能量的媒介作用，而漏磁通仅在本绕组感应电动势，只起了漏抗压降的作用。空载时，有主磁通和一次绕组漏磁通，它们均由一次侧磁动势激励。 负载时有主磁通，一次绕组漏磁通，二次绕组漏磁通。主磁通由一次绕组和二次绕

14、组的合成磁动势即激励，一次绕组漏磁通由一次绕组磁动势激励，二次绕组漏磁通由二次绕组磁动势激励。5. 变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。大小：由磁路欧姆定律，和磁化曲线可知，I0 的大小与主磁通0, 绕组匝数N及磁路磁阻有关。就变压器来说，根据，可知， 因此，由电源电压U1的大小和

15、频率f以及绕组匝数N1来决定。根据磁阻表达式可知，与磁路结构尺寸，有关，还与导磁材料的磁导率有关。变压器铁芯是铁磁材料，随磁路饱和程度的增加而减小，因此随磁路饱和程度的增加而增大。综上，变压器空载电流的大小与电源电压的大小和频率，绕组匝数，铁心尺寸及磁路的饱和程度有关。6. 试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，它们是否是常数？答：励磁电抗对应于主磁通，漏电抗对应于漏磁通，对于制成的变压器，励磁电抗不是常数，它随磁路的饱和程度而变化，漏电抗在频率一定时是常数。7. 变压器在制造时，一次侧线圈匝数较原设计时少，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁电抗、

16、铁损、变比等有何影响？答：根据可知，因此，一次绕组匝数减少,主磁通将 增加，磁密，因不变，将随的增加而增加，铁心饱和程度增加，磁导率下降。因为磁阻，所以磁阻增大。根据磁路欧姆定律，当线圈匝数减少时，励磁电流增大。 又由于铁心损耗，所以铁心损耗增加。励磁阻抗减小，原因如下：电感， 激磁电抗，因为磁阻增大，匝数减少，所以励磁电抗减小。设减少匝数前后匝数分别为、，磁通分别为、，磁密分别为、，电流分别为、，磁阻分别为、，铁心损耗分别为、。根据以上讨论再设，同理，于是。又由于，且（是励磁电阻，不是磁阻），所以，即 ，于是，因，故，显然，励磁电阻减小。励磁阻抗 ，它将随着和的减小而减小。8. 如将铭牌为6

17、0赫的变压器，接到50赫的电网上运行，试分析对主磁通、激磁电流、铁损、漏抗及电压变化率有何影响？答：根据可知，电源电压不变，从60Hz降低到50Hz后，频率下降到原来的（1/1.2），主磁通将增大到原来的1.2倍，磁密也将增大到原来的1.2倍， 磁路饱和程度增加， 磁导率降低， 磁阻增大。于是，根据磁路欧姆定律可知, 产生该磁通的激磁电流必将增大。 再由讨论铁损耗的变化情况。 60Hz时， 50Hz时， 因为，所以铁损耗增加了。漏电抗，因为频率下降，所以原边漏电抗，副边漏电抗减小。又由电压变化率表达式可知，电压变化率将随，的减小而减小。9. 变压器负载时，一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降，

18、它们产生的原因是什么？写出它们的表达式，并写出电动势平衡方程？答：一次绕组有主电动势，漏感电动势，一次绕组电阻压降，主电动势由主磁通交变产生，漏感电动势由一次绕组漏磁通交变产生。一次绕组电动势平衡方程为；二次绕组有主电动势，漏感电动势，二次绕组电阻压降，主电动势由主磁通交变产生，漏感电动势由二次绕组漏磁通交变产生,二次绕组电动势平衡方程为。 10. 变压器铁心中的磁动势，在空载和负载时比较，有哪些不同？答：空载时的励磁磁动势只有一次侧磁动势，负载时的励磁磁动势是一次侧和二次侧的合成磁动势，即,也就是。11. 为什么可以把变压器的空载损耗近似看成是铁耗，而把短路损耗看成是铜耗？变压器实际负载时实

19、际的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无区别？为什么？答：因为空载时电流很小，在空载损耗中铁耗占绝大多数，所以空载损耗近似看成铁耗。 而短路时，短路电压很低，因而磁通很小，铁耗也很小，短路损耗中铜耗占绝大多数，所以近似把短路损耗看成铜耗。 实际负载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别，因为后一个是包含有其它损耗。12. 变压器的其它条件不变，仅将原、副边线圈匝数变化10，试问对和的影响怎样？如果仅将外施电压变化10，其影响怎样？如果仅将频率变化10，其影响又怎样？答：因为，所以当原、副边匝数变化10时，变化20。由于w变化10，而U不变，使变化10。又因为，磁通变化10时由于饱和影响，变化k，

20、所以的变化大于20。将外施电压变化10时，也将变化10，使不变，的变化大于10。这是因为变化10，由于磁路饱和影响，变化大于10。如果将频率变化10，所以变化10，而f变化10，则因为U不变，使变化10。同样使的变化大于10。13. 变压器空载时，一方加额定电压，虽然线圈（铜耗）电阻很小，电流仍然很小，为什么？答：因为一方加压后在线圈中的电流产生磁场，使线圈有很大的自感电势（接近额定电压，比额定电压小），所以虽然线圈电阻很小，电流仍然很小。14. 一台的单相变压器，如接在直流电源上，其电压大小和铭牌电压一样，试问此时会出现什么现象？副边开路或短路对原边电流的大小有无影响？（均考虑暂态过程）答：

21、因是直流电，变压器无自感和感应电势，所以加压后压降全由电阻产生，因而电流很大，为。如副边开路或短路，对原边电流均无影响，因为不变。15. 变压器的额定电压为220/110伏，若不慎将低压方误接到220伏电源上，试问激磁电流将会发生什么变化？变压器将会出现什么现象？答：误接后由知，磁通增加近一倍，使激磁电流增加很多（饱和时大于一倍）。此时变压器处于过饱和状态，副边电压440伏左右，使效率降低，绝缘可能被击穿等现象发生。25. 有三台单相变压器，一、二次侧额定电压均为220/380V，现将它们联结成Y，d11三相变压器组（单相变压器的低压绕组联结成星形，高压绕组接成三角形），若对一次侧分别外施38

22、0V和220V的三相电压，试问两种情况下空载电流I0、励磁电抗Xm和漏抗与单相变压器比较有什么不同？答：三相变压器，Y，d11（1）一次侧加380V， V ，每台单相变压器的U1220V，与原来的空载运行一样。所以I0、Xm与均不变。（2）一次侧加220V，则 V即每台单相变压器的一次侧所加电压为127V220V，所以此时的I0降低，Xm增加，不变。五、计算1. 有一台单相变压器，额定容量KVA，原副边额定电压伏，赫兹。原副线圈的电阻及漏抗为欧，。试求：（1）折算到高压边的短路电阻，短路电抗及阻抗；（2）折算到低压边的短路电阻，短路电抗及阻抗；（3）将（1）、（2）求得的参数用标么值表示；（4

23、）计算变压器的短路电压百分比及其分量，。（5）求满载及超前等三种情况下的电压变化率并讨论计算结果。解：（1）折算到高压边的短路阻抗 （2）折算到低压边的短路阻抗 (3) 所以 (4 ) 短路电压百分值（5）当满载，功率因数时变压器的电压变化率 当滞后时，当超前时， 对于电压变化率，当即阻性负载时电压变化率较小，当负载为感性时，电压变化率大，当负载为容性时，负载时的端电压可能高于空载时的端电压。2. 一台单相变压器，空载及短路实验的结果如下：实验名称电压（伏）电流（安）功率（W）电源加在空载630010.15000低压边短路324015.1514000高压边试计算：（1）折算到高压边的参数（实际

24、值及标么值），假定， （2）画出折算到高压边 的T型等效电路；（3）计算短路电压的百分值及其二分量；（4）满载及滞后时的电压变化率及效率;（5）最大效率。解：（1）空载实验可以得到折算到高压边的参数 ，而k60/6.39.524所以根据短路实验得到折算到低压边的参数所以 （2）折算到高压的T型等效电路（3） 所以 (4) 电压变化率 （1.69440.8+5.69440.6） 4.77此时， 而所以kW故 kW则 （5）达到最大效率时， 所以 所以 98.19（高压边）3. 一台单相变压器50KVA、7200/480V、60Hz。其空载和短路实验数据如下实验名称电压（伏）电流（安）功率（W）电

25、源加在空载4805.2245低压边短路1577615高压边试求：（1）短路参数及其标么值；（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；（3）额定负载电流、功率因数滞后时的电压变化率、副边电压及效率。（注：电压变化率按近似公式计算）解： (1) 短路参数 其阻抗基值 所以 (2) 空载时铁耗 w 满载铜耗 w(3) 额定负载电流时 根据电压变化率近似公式得此时副方电压 所以 ww4. 一台三相变压器，5600KVA，Y/11连接，变压器空载基短路实验数据如下：实验名称线电压（伏）线电流（安）三相功率（W）电源加在空载63007.46800低压边短路55032418000高压边求：（1）计算变压器参数，实际值

26、基标么值；（2）利用型等效电路，求满载滞后时的副边电压基原边电流；（3）求满载滞后时的电压变化率基效率。解：（1） 所以 则： 因 所以 （2）以作参考向量，即，并近似认为相位与相反，故可以得到所以故 kV故 （0.32010.6+5.480.6）3.54对于第（2）个问题，由于假设与同相，如想减小这一假设造成的误差，可对相位进行修正现修正后的 这样，与arcCos0.8很接近了。5. 设有一台125MVA，50 Hz，110/10KV，Y0/11的三相变压器，空载电流，空载损耗P0133kw，短路电压（阻抗电压uk10。5，短路损耗PkN600kw。（1） 试求短路阻抗和激磁阻抗（均用标么值

27、），画出近似型等效电路，表明各阻抗数值；（2） 求供给额定负载且Cos0.8滞后时的电压变化率及效率。解：（1） 所以 （2） 6. 一台单相变压器，50kVA，7200/480V，60Hz。其空载和短路实验数据如下：实验名称电压（V）电流（A） 功率（w）电源加在边空载4805.2245低压边短路1577615高压边试求：（1）短路参数，及其相对值；（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；（3）额定负载电流，功率因数0.9（滞后）时的电压变化率，二次侧电压及效率。（注：电压变化率用近似公式计算）解：(1) SN50kVA I1NSN/U1N6.94A Z1NU1N/I1N1037.46短路实验时，

28、IK7AINZKUS/IK=157/7=22.43 (2) 铁耗： w 铜耗： w(3) V7. 三相变压器的额定值为SN1800kVA，U1N/U2N6300/3150V，Y，d11联结，空载损耗P06.6kw，短路损耗Pk21.2kw，求（1） 当输出电流I2I2N，0.8时的效率；（2） 效率最大时的负载系数。解：1、 2、当PcuPFe时发生、所以8. 一台三相变压器的铭牌数据如下，SN750KVA，U1N/U2N10000/400V，Y，yn0联结。低压边空载实验数据为：U20400V，I2060A，P03800w。高压边短路实验数据为：U1K440V，I1K43.3A，pk1090

29、0w，室温200C，试求：（1） 变压器的参数，并画出等值电路；（2）当：a）额定负载0.8，（2）0.8时，计算电压变化率、二次侧电压u2及效率。解： A 1、空载实验：低压方： 由短路实验：200C时；所以 2、 （滞后）且 V当（超前）时： V19. 两台变压器并联运行均为Y，d11联结标号，U1N/U2N35/10.5KV，第一台1250kVA，Uk16.5，第二台2000kVA，Uk16，试求：1、总输出为3250kVA时，每台变压器的负载是多少？2、在两台变压器均不过载的情况下，并联组的最大输出为多少？此时并联组的利用率达到多少？解： 1、所以 所以 所以 kVA kVA2、两台变压器均不过载，则第二台满载， kVA并联组利用率：