电机学期末考试资料习题集答案.pdf

《电机学期末考试资料习题集答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机学期末考试资料习题集答案.pdf（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一章第一章 变压器基本工作原理和结构变压器基本工作原理和结构1 11 1 从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？答:变压器原副绕组套在同一个铁芯上,原边接上电源后,流过激磁电流 I0,产生励磁磁动势 F0,在铁芯中产生交变主磁通0,其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定律,原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e1和 e2,且有，显然，由于原副边匝数不等，即 N1N2，原副边的感应电动势也就不等,即 e1e2,而绕组的电压近似等于绕组电动势，即U1E1，U2E2，故原副边电压不等，即U1U2，但频率相等.1-21-2

2、试从物理意义上分析试从物理意义上分析,若减少变压器一次侧线圈匝数若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化二次线圈的电压将如何变化?答：由，,可知，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。又U1 E1，U2E2,因此,，当U1不变时，若 N1减少,则每匝电压增大，所以将增大。或者根据,若 N1减小，则增大，又,故 U2增大。1-31-3变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？答：不会.因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为

3、零，不会在绕组中产生感应电动势.1 14 4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用 0.350.35 毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？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。1-51-5 变压器有哪些主要部件变压器有哪些主要部件,它们的主要作用是什么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

4、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。1-61-6 变压器原、副方和额定电压的含义是什么变压器原、副方和额定电压的含义是什么?答:变压器二次额定电压 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。1 17 7有一台有一台 D D50/1050/10 单相变压器，单相变压器，,试求变压器原、副线圈的额定电流？试求变压器原、副线圈的额定电流？解:一次绕组的额定电流二次绕组的额定电流1-81-8有一

5、台有一台 SSPSSP125000/220125000/220 三相电力变压器，三相电力变压器，YN,dYN,d 接线接线,求变压器额定电压和额定电流；变压器原、求变压器额定电压和额定电流；变压器原、副线圈的额定电流和额定电流。副线圈的额定电流和额定电流。解：。一、二次侧额定电压一次侧额定电流(线电流）二次侧额定电流（线电流）由于 YN，d 接线一次绕组的额定电压 U1N=一次绕组的额定电流二次绕组的额定电压二次绕组的额定电流 I2N=第二章第二章单相变压器运行原理及特性单相变压器运行原理及特性2-1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

6、的磁动势?答：由于磁通所经路径不同，把磁通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

7、通。主磁通由一次绕组和二次绕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。2 22 2 变压器的空载电流的性质和作用如何变压器的空载电流的性质和作用如何?它与哪些因素有关它与哪些因素有关?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

8、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.2-32-3变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什么小负荷用变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利？户使用大容量

9、变压器无论对电网和用户均不利？答：要从电网取得功率，供给变压器本身功率损耗,它转化成热能散逸到周围介质中。小负荷用户使用大容量变压器时，在经济技术两方面都不合理。对电网来说，由于变压器容量大,励磁电流较大,而负荷小,电流负载分量小,使电网功率因数降低,输送有功功率能力下降，对用户来说,投资增大，空载损耗也较大，变压器效率低.2 24 4为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么波形为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么波形,为什么？为什么？答:铁心不饱和时，空载电流、电动势和主磁通均成正比，若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波;铁心饱和时

10、，空载电流与主磁通成非线性关系（见磁化曲线)，电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为尖顶波。2-52-5 一台一台 220/110220/110 伏的单相变压器，试分析当高压侧加额定电压伏的单相变压器，试分析当高压侧加额定电压 220220 伏时，空载电流伏时，空载电流 I I0 0呈什么波形？加呈什么波形？加 110110伏时载电流伏时载电流 I I0 0呈什么波形，若把呈什么波形，若把 110110 伏加在低压侧，伏加在低压侧，I I0 0又呈什么波形又呈什么波形答：变压器设计时，工作磁密选择在磁化曲线的膝点（从不饱和状态进入饱和状态的拐点），也就是说，变压器在额定电

11、压下工作时,磁路是较为饱和的.高压侧加 220V,磁密为设计值,磁路饱和，根据磁化曲线，当磁路饱和时,励磁电流增加的幅度比磁通大，所以空载电流呈尖顶波.高压侧加 110V，磁密小,低于设计值，磁路不饱和，根据磁化曲线，当磁路不饱和时，励磁电流与磁通几乎成正比，所以空载电流呈正弦波。低压侧加 110V，与高压侧加 220V 相同，磁密为设计值，磁路饱和，空载电流呈尖顶波.2 26 6 试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。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，它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器对已制成的变压器,它们是否是常数？它们是否是常数？当电源电压降到额定值的一半时，当

12、电源电压降到额定值的一半时，它们如何变化？我们希望这两个电抗大好还是小好，它们如何变化？我们希望这两个电抗大好还是小好，为什么为什么?这两个电抗谁这两个电抗谁大谁小，为什么？大谁小，为什么？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。电源电压降至额定值一半时,根据可知，于是主磁通减小,磁路饱和程度降低，磁导率增大,磁阻减小,导致电感增大，励磁电抗也增大。但是漏磁通路径是线性磁路，磁导率是常数，因此漏电抗不变。由可知,励磁电抗越大越好，从而可降低空载电流。漏电抗则要根据变压器不同的使用场合来考虑。对于送电变

13、压器，为了限制短路电流和短路时的电磁力,保证设备安全，希望漏电抗较大；对于配电变压器，为了降低电压变化率:，减小电压波动，保证供电质量，希望漏电抗较小。励磁电抗对应铁心磁路，其磁导率远远大于漏磁路的磁导率,因此，励磁电抗远大于漏电抗.2 27 7变压器空载运行时变压器空载运行时,原线圈加额定电压原线圈加额定电压,这时原线圈电阻这时原线圈电阻 r r1 1很小，很小，为什么空载电流为什么空载电流 I I0 0不大？如将它接在不大？如将它接在同电压（仍为额定值同电压（仍为额定值)的直流电源上，会如何？的直流电源上，会如何？答:因为存在感应电动势E1，根据电动势方程：可知，尽管很小，但由于励磁阻抗很

14、大，所以不大。如果接直流电源，由于磁通恒定不变，绕组中不感应电动势，即，因此电压全部降在电阻上，即有，因为很小，所以电流很大。2 28 8 一台一台 380/220380/220 伏的单相变压器，如不慎将伏的单相变压器，如不慎将 380380 伏加在二次线圈上，会产生什么现象？伏加在二次线圈上，会产生什么现象？答:根据可知，由于电压增高,主磁通将增大,磁密将增大，磁路过于饱和,根据磁化曲线的饱和特性,磁导率降低,磁阻增大。于是,根据磁路欧姆定律可知，产生该磁通的励磁电流必显著增大。再由铁耗可知,由于磁密增大，导致铁耗增大，铜损耗也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。2-92-9 一台一台

15、 220/110220/110 伏的变压器，变比，能否一次线圈用伏的变压器，变比，能否一次线圈用 2 2 匝，二次线圈用匝，二次线圈用 1 1 匝，为什么？匝，为什么？答：不能。由可知,由于匝数太少，主磁通将剧增，磁密过大，磁路过于饱和，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大增。再由可知，磁密过大，导致铁耗大增，铜损耗也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。2-102-102-102-10 变压器制造时：迭片松散，片数不足变压器制造时：迭片松散，片数不足;接缝增大；片间绝缘损伤，部对变压器性能有何影接缝增大；片间绝缘损伤，部对变压器性能有何影响响?答:

16、（1）这种情况相当于铁心截面S 减小，根据可知知，,因此，电源电压不变,磁通将不变，但磁密，减小，将增大,铁心饱和程度增加，磁导率减小.因为磁阻，所以磁阻增大。根据磁路欧姆定律，当线圈匝数不变时，励磁电流将增大。又由于铁心损耗，所以铁心损耗增加。（2)这种情况相当于磁路上增加气隙,磁导率下降,从而使磁阻增大。根据可知，故不变,磁密也不变，铁心饱和程度不变。又由于，故铁损耗不变。根据磁路欧姆定律可知，磁动势将增大,当线圈匝数不变时，励磁电流将增大。励磁阻抗减小，原因如下：电感，激磁电抗，因为 磁阻增大，所以励磁电抗减小。已经推得铁损耗不变，励磁电流增大,根据是励磁电阻，不是磁阻）可知，励磁电阻减

17、小。励磁阻抗，它将随着的减小而减小。(3)由于绝缘损坏，使涡流增加，涡流损耗也增加，铁损耗增大.根据可知，故不变，磁密也不变，铁心饱和程度不变。但是，涡流的存在相当于二次绕组流过电流，它增加使原绕组中与之平衡的电流分量也增加,因此励磁电流增大，铁损耗增大。再由可知，增加,励磁阻抗必减小。2 21111 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、铁损、变比等有何影响？抗、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

18、，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 ,它将随着的减小而减小。2-122-12 如将铭牌为如将铭牌为 6060 赫的变压器，接到赫的变压器，接到5050 赫的电网上运行，

19、试分析对主磁通、激磁电流、铁损、漏抗及电压赫的电网上运行，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？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.213 变压器运

20、行时由于电源电压降低，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁阻抗、铁损和铜损有何影响？答：根据可知,因此,电源电压降低，主磁通将减小，磁密，因不变，将随的减小而减小,铁心饱和程度降低，磁导率增大。因为磁阻,所以磁阻减小。根据磁路欧姆定律,磁动势将减小,当线圈匝数不变时，励磁电流减小。又由于铁心损耗，所以铁心损耗减小.励磁阻抗增大，原因如下。电感，励磁电抗，因为磁阻减小,所以增大.设降压前后磁通分别为、,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，励磁电阻将增大。励磁阻抗，它将

21、随着的增大而增大.简单说：由于磁路的饱和特性，磁密降低的程度比励磁电流小，而铁耗 =，由于铁耗降低得少，而电流降低得大，所以励磁电阻增大.2 21414 两台单相变压器，两台单相变压器，,原方匝数相同原方匝数相同,空载电流，今将两台变压器原线圈顺向串联接于空载电流，今将两台变压器原线圈顺向串联接于440V440V 电源上，问两电源上，问两台变压器二次侧的空载电压是否相等，为什么？台变压器二次侧的空载电压是否相等，为什么？答:由于空载电流不同,所以两台变压器的励磁阻抗也不同（忽略）,两变压器原线圈顺向串联，相当于两个励磁阻抗串联后接在 440V 电源上。由于两个阻抗大小不同，各自分配的电压大小不

22、同，也就是原边感应电势不同，由于变比相同，使副边电势不同,既是二次的空载电压不同.2 21515 变压器负载时，一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降，它们产生的原因是什么？写出它们的表达变压器负载时，一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降，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？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

23、程为。2 21616 变压器铁心中的磁动势，在空载和负载时比较，有哪些不同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。2 21717 试绘出变压器“试绘出变压器“T T”形、近似和简化等效电路”形、近似和简化等效电路,说明各参数的意义，并说明各等效电路的使用场合。说明各参数的意义，并说明各等效电路的使用场合。答答:“TT形等效电路形等效电路r1x1r2x2rmxmr1，x1-一次侧绕组电阻，漏抗r2,x2 二次侧绕组电阻,漏抗折算到一次侧的值rm,xm励磁电阻，励磁电抗近似等效电路:r

24、1x1r2x2rmxmrk=r1+r2-短路电阻xk=x1+x2-短路电抗rm，xm-励磁电阻,励磁电抗简化等效电路rKxKrk，xk-短路电阻，短路电抗,用变压器简化相量图说明在感性和容性负载时，用变压器简化相量图说明在感性和容性负载时，2 21818 当一次电源电压不变当一次电源电压不变对二次电压的影响？容性负载对二次电压的影响？容性负载时,二次端电压与空载时相比，是否一定增加？答:两种简化相量图为:图(a）为带阻感性负载时相量图,(b）为带阻容性负载时相量图。从相量图可见，变压器带阻感性负载时，二次端电压下降（）,带阻容性负载时，端电压上升(）。（a）（b）从相量图（b）可见容性负载时,

25、二次端电压与空载时相比不一定是增加的。2-192-19 变压器二次侧接电阻、电感和电容负载时，从一次侧输入的无功功率有何不同，为什么？变压器二次侧接电阻、电感和电容负载时，从一次侧输入的无功功率有何不同，为什么？答：接电阻负载时,变压器从电网吸收的无功功率为感性的，满足本身无功功率的需求；接电感负载时，变压器从电网吸收的无功功率为感性的，满足本身无功功率和负载的需求，接电容负载时，分三种情况：1）当变压器本身所需的感性无功功率与容性负载所需的容性无功率相同时,变压器不从电网吸收无功功率，2）若前者大于后者，变压器从电网吸收的无功功率为感性的；3）若前者小于后者，变压器从电网吸收的无功功率为容性

26、的。2-20 2-20空载试验时希望在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的空载功率、空载电流、空载电流百空载试验时希望在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的空载功率、空载电流、空载电流百分数及激磁阻抗是否相等分数及激磁阻抗是否相等?如试验时，如试验时，电源电压达不到额定电压，电源电压达不到额定电压，问能否将空载功率和空载电流换算到对应额问能否将空载功率和空载电流换算到对应额定电压时的值定电压时的值,为什么？为什么？答：低压侧额定电压小，为了试验安全和选择仪表方便，空载试验一般在低压侧进行。以下讨论规定高压侧各物理量下标为1，低压侧各物理量下标为2。空载试验无论在哪侧做,电压均加到额

27、定值。根据可知,；，故，即。因此无论在哪侧做，主磁通不变，铁心饱和程度不变，磁导率不变，磁阻 不变。根据磁路欧姆定律可知,在、不变时，无论在哪侧做，励磁磁动势都一样,即，因此，则，显然分别在高低压侧做变压器空载试验，空载电流不等,低压侧空载电流是高压侧空载电流的K 倍。空载电流百分值，由于，所以=，空载电流百分值相等。空载功率大约等于铁心损耗,又根据，因为无论在哪侧做主磁通都相同，磁密不变，所以铁损耗基本不变，空载功率基本相等。励磁阻抗,由于，所以,高压侧励磁阻抗是低压侧励磁阻抗的倍。不能换算。因为磁路为铁磁材料,具有饱和特性.磁阻随饱和程度不同而变化，阻抗不是常数,所以不能换算。由于变压器工

28、作电压基本为额定电压，所以测量空载参数时，电压应加到额定值进行试验，从而保证所得数据与实际一致。2 22121 短路试验时希望在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的短路功率、短路电流、短路电压百短路试验时希望在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的短路功率、短路电流、短路电压百分数及短路阻抗是否相等分数及短路阻抗是否相等?如试验时，电流达不到额定值对短路试验就测的、应求的哪些量有影响如试验时，电流达不到额定值对短路试验就测的、应求的哪些量有影响,哪些量无哪些量无影响？如何将非额定电流时测得影响？如何将非额定电流时测得 U UK K、P PK K流换算到对应额定电流流换算到对应额定电流

29、 I IN N时的值？时的值？答:高压侧电流小，短路试验时所加电压低，为了选择仪表方便，短路试验一般在高压侧进行.以下讨论规定高压侧各物理量下标为1,低压侧各物理量下标为2。电源加在高压侧，当电流达到额定值时,短路阻抗为，铜损耗为,短路电压，短路电压百分值为电源加在低压侧,当电流达到额定值时，短路阻抗为，铜损耗为，短路电压，短路电压百分值为，根据折算有,，因此短路电阻，短路电抗,所以高压侧短路电阻、短路电抗分别是低压侧短路电阻、短路电抗的倍。于是,高压侧短路阻抗也是低压侧 短路阻抗的倍；由推得,高压侧短路损耗与低压侧短路损耗相等；而且，高压侧短路电压是低压侧短路电压的K 倍；再由推得，高压侧短

30、路电压的百分值值与低压侧短路电压的百分值相等。因为高压绕组和低压绕组各自的电阻和漏电抗均是常数，所以短路电阻、短路电抗也为常数，显然短路阻抗恒定不变。电流达不到额定值,对短路阻抗无影响，对短路电压、短路电压的百分数及短路功率有影响，由于短路试验所加电压很低，磁路不饱和，励磁阻抗很大，励磁支路相当于开路,故短路电压与电流成正比,短路功率与电流的平方成正比,即，于是可得换算关系，。2 22222 当电源电压、频率一定时，试比较变压器空载、满载（当电源电压、频率一定时，试比较变压器空载、满载（)和短路三种情况下下述各量的大小和短路三种情况下下述各量的大小(需计及漏需计及漏阻抗压降）阻抗压降）:（1）

31、二次端电压 U2；(2）一次电动势 E1；（3）铁心磁密和主磁通。答：（1)变压器电压变化率为，二次端电压,空载时，负载系数=0，电压变化率，二次端电压为；满载（)时，负载系数=1，电压变化率，二次端电压小于；短路时二次端电压为 0。显然，空载时二次端电压最大，满载（）时次之,短路时最小。（2）根据一次侧电动势方程可知，空载时I1最小,漏电抗压降小,则大;满载时，漏电抗压降增大，减小；短路时最大，漏电抗压降最大，更小。显然，空载时最大，满载时次之，短路时最小。（3）根据知，因为空载时最大，满载时次之，短路时最小，所以空载时最大，满载时次之，短路时最小。因为磁密，所以空载时最大，满载时次之，短路

32、时最小.2 22323 为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损，短路损耗可近似看成铜损？负载时变压器真正的铁耗和为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损，短路损耗可近似看成铜损？负载时变压器真正的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无差别，为什么铜耗与空载损耗和短路损耗有无差别，为什么?答：空载时,绕组电流很小，绕组电阻又很小，所以铜损耗I02r1很小,故铜损耗可以忽略，空载损耗可以近似看成铁损耗。测量短路损耗时，变压器所加电压很低,而根据可知，由于漏电抗压降的存在,则更小。又根据可知,因为很小,磁通就很小,因此磁密很低。再由铁损耗，可知铁损耗很小，可以忽略，短路损耗可以近似看成铜损耗。负载时，因为

33、变压器电源电压不变,变化很小（，主磁通几乎不变，磁密就几乎不变，铁损耗也就几乎不变，因此真正的铁损耗与空载损耗几乎无差别,是不变损耗。铜损耗与电流的平方成正比，因此负载时的铜损耗将随电流的变化而变化，是可变损耗，显然,负载时的铜损耗将因电流的不同而与短路损耗有差别。2 22424 变压器电源电压不变，负载（）电流增大变压器电源电压不变，负载（）电流增大,一次电流如何变一次电流如何变,二次电压如何变化？当二次电压过低时，如二次电压如何变化？当二次电压过低时，如何调节分接头何调节分接头?答：根据磁动势平衡方程可知,，当负载电流(即)增大时，一次电流一定增大。又电压变化率，其中，负载电流增大时，增大

34、.因为，所以且随着的增大而增大，于是,将减小。因为变压器均在高压侧设置分接头，所以,变压器只能通过改变高压侧的匝数实现调压。二次电压偏低时,对于降压变压器，需要调节一次侧(高压侧）分接头，减少匝数，根据可知，主磁通将增大,每匝电压将增大，二次电压提高。对于升压变压器,需要调节二次侧（高压侧）分接头,增加匝数,这时，变压器主磁通、每匝电压均不变(因一次侧电压、匝数均未变）,但是由于二次侧匝数增加,所以其电压提高.2 22525 有一台单相变压器，额定容量为有一台单相变压器，额定容量为 5 5 千伏安，高、低压侧均有两个线圈组成，原方每个线圈额定电压均千伏安，高、低压侧均有两个线圈组成，原方每个线

35、圈额定电压均为为 U U1N1N=1100=1100伏，副方均为伏，副方均为 U U2N2N=110=110伏伏,用这台变压器进行不同的连接用这台变压器进行不同的连接,问可得到几种不同的变化问可得到几种不同的变化?每种连接原、每种连接原、副边的额定电流为多少？副边的额定电流为多少？解：根据原、副线圈的串、并联有四种不同连接方式：1)原串、副串:2）原串、副并:3）原并、副串:4）原并、副并：2 22626 一台单相变压器一台单相变压器,S,SN N=20000kV=20000kVA A，f fN N=50=50 赫，线圈为铜线赫，线圈为铜线.空载试验空载试验(低压侧低压侧):U):U0 0=1

36、1kV=11kV、I I0 0=45.4A=45.4A、P P0 0=47W=47W；短路试验（高压侧）短路试验（高压侧）：U Uk k=9=9。24kV24kV、I Ik k=157.5A=157.5A、P Pk k=129W=129W；试求（试验时温度为；试求（试验时温度为 15150 0C)C)：(1(1）折算到高压侧的“）折算到高压侧的“T T”形等效电路各参数的欧姆值及标么值（假定）”形等效电路各参数的欧姆值及标么值（假定）；（2 2）短路电压及各分量的百分值和标么值；）短路电压及各分量的百分值和标么值；（3）在额定负载，、和时的电压变化率和二次端电压,并对结果进行讨论。（4）在额定

37、负载，时的效率；（5）当时的最大效率。解：(1）低压侧励磁阻抗低压侧励磁电阻低压侧励磁电抗变比折算到高压侧的励磁电阻折算到高压侧的励磁电抗高压侧短路阻抗高压侧短路电阻高压侧短路电抗折算到时短路电阻折算到时短路阻抗”T”型等效电路原副边的电阻”T型等效电路原副边的电抗基准阻抗励磁电阻标幺值励磁电抗标幺值短路电阻标幺值短路电抗标幺值”T型等效电路原副边电阻的标幺值T”型等效电路原副边电抗的标幺值(2)短路电压的标幺值短路电压有功分量的标幺值短路电压无功分量的标幺值短路电压的百分值短路电压有功分量的百分值短路电压无功分量的百分值（3）额定负载时，负载系数电压变化率和二次端电压分别为:电压变化率和二次

38、端电压分别为电压变化率和二次端电压分别为（4)一次侧额定电流于是满载时的铜损耗效率（5)最大效率时，负载系数为最大效率为2 22626 一台单相变压器，一台单相变压器，S SN N=20000kV=20000kVA A，f fN N=50=50 赫，线圈为铜线。赫，线圈为铜线。空载试验空载试验(低压侧）低压侧）：U U0 0=11kV=11kV、I I0 0=45=45。4A4A、P P0 0=47W=47W；短路试验（高压侧短路试验（高压侧)：U Uk k=9.24kV=9.24kV、I Ik k=157.5A=157.5A、P Pk k=129W=129W；试求；试求(试验时温度为试验时温

39、度为 15150 0C):C):(1）折算到高压侧的“T”形等效电路各参数的欧姆值及标么值（假定）；（2）短路电压及各分量的百分值和标么值；（3）在额定负载，、和时的电压变化率和二次端电压，并对结果进行讨论。（4)在额定负载,时的效率；（5)当时的最大效率.解:（1）低压侧励磁阻抗低压侧励磁电阻低压侧励磁电抗变比折算到高压侧的励磁电阻折算到高压侧的励磁电抗高压侧短路阻抗高压侧短路电阻高压侧短路电抗折算到时短路电阻折算到时短路阻抗T型等效电路原副边的电阻”T型等效电路原副边的电抗基准阻抗励磁电阻标幺值励磁电抗标幺值短路电阻标幺值短路电抗标幺值T”型等效电路原副边电阻的标幺值T”型等效电路原副边电

40、抗的标幺值（2)短路电压的标幺值短路电压有功分量的标幺值短路电压无功分量的标幺值短路电压的百分值短路电压有功分量的百分值短路电压无功分量的百分值（3)额定负载时,负载系数电压变化率和二次端电压分别为:电压变化率和二次端电压分别为电压变化率和二次端电压分别为(4）一次侧额定电流于是满载时的铜损耗效率（5）最大效率时,负载系数为最大效率为2 22727 一台单相变压器，一台单相变压器，S SN N=1000kV=1000kVA A，,f,fN N=50=50 赫赫,空载试验（低压侧）空载试验（低压侧）：U U0 0=6300kV=6300kV、I I0 0=19.1A=19.1A、P P0 0=5

41、000W;=5000W;短路试验短路试验(高压侧）高压侧）：U Uk k=3240kV=3240kV、I Ik k=15=15。15A15A、P Pk k=14000W=14000W；试计算：；试计算：1 1 用标么值计算“T”形等效电路参数；2 2 2 短路电压及各分量的标么值勤和百分值；3 3 满载且时的电压变化率及效率；4 4 当时的最大效率。解:1、2、3、电压变化率为：效率4、最大效率时,负载系数为最大效率为2 22828、有一台、有一台 S S100/6.3100/6.3 三相电力变压器，三相电力变压器，,Y,Y，yn(Y/yn(Y/Y Y0 0）接线，铭牌数据如下：）接线，铭牌数

42、据如下：I I0 0=7=7P P0 0=600W=600Wu uk k%=4%=4。5 5P PkNkN=2250W=2250W试求：试求：1 1。画出以高压侧为基准的近似等效电路，用标么值计算其参数。画出以高压侧为基准的近似等效电路，用标么值计算其参数,并标于图中；并标于图中；2 2。当变压器原边接额定。当变压器原边接额定电压电压,副边接三相对称负载运行，每相负载阻抗，计算变压器一、二次侧电流、二次端电压及输入的有功功率副边接三相对称负载运行，每相负载阻抗，计算变压器一、二次侧电流、二次端电压及输入的有功功率及此时变压器的铁损耗及激磁功率。及此时变压器的铁损耗及激磁功率。解：1、2、作出等

43、效电路后，按照电路原理的计算方法计算即可(略）.229一台三相变压器，SN=5600kVA，Y，d（Y/）接线，从短路试验（高压侧）得：U1k=2610V、Ik=92。3A、Pk=53kW；当 U1=U1N时 I2=I2N，测得电压恰为额定值 U2=U2N。求此时负载的性质及功率因数角的大小（不考虑温度换算）。解：高压侧短路阻抗高压侧短路电阻高压侧短路电抗依题意负载系数时，电压变化率,即于是为阻容性负载.第三章第三章 三相变压器三相变压器3-1三相心式变压器和三相组式变压器相比,具有会什么优点？在测取三相心式变压器空载电流时，为何中间一相电流小于旁边两相？答：三相心式变压器省材料，效率高，占地

44、少，成本低，运行维护简单，但它具有下列缺点：在电站中，为了防止因电气设备的损坏而造成停电事故，往往一相发生事故，整个变压器都要拆换，但如果选用三相组式变压器，一相出了事故只要拆换该相变压器即可，所以三相心式变压器的备用容量是三相组式变压器的三倍，增加了电站成本。在巨型变压器中，选用三相组式变压器，每个单台变压器的容量只有总容量的三分之一，故重量轻，运输方便。由于心式变压器三相磁路不对称,中间铁心柱磁路短，磁阻小，在电压对称时，该相所需励磁电流小.3-23-2单相变压器的组别（极性）有何意义，如何用时钟法来表示？答:单相变压器的组别用来反映单相变压器两侧绕组电动势或电压之间的相位关系。影响组别的

45、因素有绕组的绕向(决定同极性端子）和首、末端标记。用时钟法表示时，把高压绕组的电动势相量作为时钟的长针，并固定在 12 点。低压绕组的电动势相量作为短针,其所指的数字即为单相变压器的连接组别号。单相变压器仅有两种组别，记为 I，I0（低压绕组电动势与高压绕组电动势同相）或 I，I6（低压绕组电动势与高压绕组电动势反相）。我国国家标准规定I,I0 为单相变压器的标准组别。3-333三相变压器的组别有何意义，如何用时钟法来表示？答:三相变压器的连接组别用来反映三相变压器对称运行时，高、低压侧对应的线电动势（线电压)之间的相位关系.影响组别的因素不仅有绕组的绕向、首末端标记,还有高、低压侧三相绕组的

46、连接方式。用时钟法表示时，把高压绕组的线电动势（线电压）相量作为时钟的长针，并固定在 12 点,低压绕组的线电动势（线电压)相量作为短针，其所指的数字即为三相变压器的连接组别号。三相变压器共有12 种组别，其中有 6 种单数组别和 6 种偶数组别。3-4 三相变压器有哪些标准组别，并用位形图判别之.答：标准组别有 Y，yn0,YN,y0,Y，y0,Y，d11，YN，d11标准组别接线及位形图分别为：见图示但是：无论是 Y,yn0、YN，y0 还是Y，y0，位形图都有是一样的无论是 Y,d11还是 YN，d11，位形图也是一样的.Y,yn0YN，y0Y，y0ABC接线：ABCOABCabcabc

47、0B位形图CbcA aY，d11 YN，d11abc接线:位形图ABCABCOBbcacabbcCAa35 试用位形图判别ABCABCABCabccababcBBCcAaAacbbY,d9Y,y4（a)（b）BBCCbAaABCcabCAa（c）(d)3-6 D，Y（/Y）、Y，d(Y/）、Y，y（Y/Y)、和 D，d（/)接线的三相变压器，其变比K 与两侧线电压呈何关系？答:D，y 接线 Y，d 接线 Y，y 接线 D,d 接线3-7 试画出 Y，y2(y/Y2）、Y，d5(Y/5)、D，y1（/Y-1）三相变压器的接线.答:Y，y2 Y，d5 D,y1ABCABCABCABCABC abc

48、bcacababcbca 第四章第四章 变压器运行变压器运行4-1变压器并联运行的理想条件是什么？试分析当某一条件不满足时的变压器运行情况。*答：变比相等*组别相同短路阻抗的标么值相等，短路阻抗角相等具体分析：（一）变比不等时的并联运行（1）空载运行时的环流因为变比 KK，所以变压器二次电动势，在电动势差的作用下,两台变压器之间产生环流,其为，因短路阻抗甚小,故即使变比 K 相差不大，它也能引起较大环流。（2）负载运行负载运行时,变比小的变压器所分担的电流大，而变比大的变压器所分担的电流小，因此，变比不等影响变压器的负荷分配，若变比小的变压器满载，则变比大的变压器就达不到满载,故总容量就不能充

49、分被利用.（二）连接组别不同时的并联运行连接组别不同时，二次侧线电动势的相位差最小为300，二次绕组电动势差为，它为线电动势的 52，相电动势的 52=90，如此大的电动势差作用在由两副绕组构成的回路上，因为变压器短路阻抗甚小,必然产生很大环流,它将烧毁变压器绕组，故连接组别不同的变压器绝对不允许并联运行。（三）短路阻抗标么值不等时的并联运行经过分析，此时，式中分别为两台变压器的负载系数。因此，短路阻抗标幺值不等的结果，使短路阻抗标幺值大的变压器所分配的负载小，而使短路阻抗标幺值小的变压器所分配的负载大,致使总有一台变压器的容量不能被充分利用。为使各台变压器所承担的电流同相，还要求各台变压器的

50、短路阻抗角相等。4-2 一台 Y，d11(Y/11）和一台 D，y11（/Y-11)连接的三相变压器能否并联运行，为什么？答：可以,因为它们二次侧线电动势(线电压）具有相同的相位。43 如图 422 所示,欲从 35 千伏母线上接一台 35/3 千伏的变压器 B,问该变压器就是哪一种连接组别？答：采用 Y,y10或 D，d10 组别。由图示可知，10.5KV 母线电压超前 35KV 母线电压 30,3KV 母线电压又超前于 10。5KV 母线电压 30.因此，3KV 母线电压超前 35KV 母线电压 60,故 B3 应采用 10 号组别.4-4有四组组别相同的单相变压器，数据如下:1、100K