第三章变压器习题答案.doc

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1、第三章 变压器习题答案第三章 变压器一、填空：1. 变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。2. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。答：磁动势平衡和电磁感应作用。3. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。答：负载电流的变化。4. 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。5. 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。6. 通过 和 实验可求取变压器的参数。答：空载和短路。7. 变压器的结构参数包括 ， ， ， ， 。答：激磁电阻

2、，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。8. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 。答：1。9. 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。10. 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。11. 并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ，（3） 的要求。答：（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。12. 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. 三相电力变压器带电阻电感性负载运行时，

3、负载电流相同的条件下，越高，则 。A：副边电压变化率u越大，效率越高，B：副边电压变化率u越大，效率越低，C：副边电压变化率u越大，效率越低，D：副边电压变化率u越小，效率越高。 答：D2. 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：C3. 一台变比为k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：A4. 变压器的其它条件不变，外加电压

4、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：A5 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；A6 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：A7 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，F8 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

5、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：B9 三相变压器的变比是指之比。A：原副边相电势 B：原副边线电势 C：原副边线电压答：A10 将50Hz 的变压器接到60Hz电源上时，如外加电压不变，则变压器的铁耗 ；空载电流 。A变大 B 变小答：B，B11 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：A12 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

6、 ， D：0.24 。 答：A三、判断1. 变压器负载运行时副边电压变化率随着负载电流增加而增加 。 （ ）答：对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. 变压器空载和负载时的损耗是一样的。 （ ）答：错4. 变压器在额定负载时效率最高。 （错）5. 变压器的变比可看作是额定线电压之比。 （ ）答：错6. 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：对四、简答1. 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im， 产生励磁磁动势fm，在铁芯中产生交变主磁通m, 其

7、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。2. 试从物理意义上分析，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。3. 变压器空载运行时，

8、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？答：要从电网取得功率，有功功率供给变压器本身功率损耗，即铁心损耗和绕组铜耗，它转化成热能散发到周围介质中；无功功率为主磁场和漏磁场储能。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。4. 变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻r1很小，为什么空载电流I0不大？如将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上

9、，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。5. 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。6. 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：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

10、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。7. 变压器的额定电压为220/110V，若不慎将低压方误接到220V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440V左右，绕组铜耗增加很多，使效率降低、过热，绝缘可能被击穿等现象发生。8. 变压器有载运行时，变比是否改变?答：变压器的变比，不论空载还是有载，其匝数比是不会改变的。不过在测量变压比时，应在空载时测出原、副边电压和。计算出来的值更准确。有载时测副边电压较相差较大，值就不准确。9. 变压器的有功功率

11、及无功功率的转换与功率因数有何关系？答；变压器的额定容量一定时，视在功率一定，功率因数由负载而定。当较低时，变压器输出的有功功率小，无功功率大，当负载的功率因数高，例如全部带照明负载，则，变压器输出的全部是有功功率。五、计算1. 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（V）电流（A）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

12、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） (4) 电压变化率 此时， 而所以 故 则 （5）达到最大效率时， 所以 所以 2.一台三相变压器，原、副方额定电压，11连接，匝电压为14.189V，副方额定电流。试求（1）原副方线圈匝数；（2）原线圈电流及额定容量；（3）变压器运行在额定容量且功率因数为、0.9（超前）和0.85（滞后）三种情况下的负载功率。解：（1）原方 副方 所以 （2）额定容量 （3）因 所以当时 1000 W当时 10000.9900 w当时 10000.85850 w3一台单相

13、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 ; 铜耗 满载铜耗 ; 铁耗 (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 w4.一台单相变压器，50kVA，7200/480V，60Hz。其空载和短路实验数据如下：实验名称电压（V）

14、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（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， Ik7AINZkUk/Ik=157/7=22.43 (2) 铁耗： 铜耗： (3) V 5、用相量图判别ABCcabABCabcABCabcABCcabAacbBCY, y4AabcBCY, d9(a) (b)AacbBCD,d2BCAab(d)D,d4(c) (d)10 / 10