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第二章 变压器一、填空：1. 一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频率为50HZ，如果误将低压侧接到380V上，则此时Fm ,I0 ,Zm ,pFe 。（增加，减少或不变）答：Fm增大，I0增大，Zm减小，pFe增大。2. 一台额定频率为50Hz的电力变压器接于60Hz，电压为此变压器的6/5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，励磁电抗增大，漏电抗增大。3. 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。4. 如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ，U= ，空载电流将 ，空载损耗将 。答：E近似等于U，U等于IR，空载电流很大，空载损耗很大。5. 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。6. 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。7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。答：磁势平衡和电磁感应作用。8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。答：负载电流的变化。9. 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：增大很多倍，烧毁。10. 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。11. 三相变压器组不宜采用Y/y联接组，主要是为了避免 。答：电压波形畸变。12. 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。13. 为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组 。答：采用接。14. 通过 和 实验可求取变压器的参数。答：空载和短路。15. 变压器的结构参数包括 ， ， ， ， 。答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。16. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 。答：1。17. 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。18. 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。19. 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。20. 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，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SN=560kVA，U1N/U2N =10000/400(v), D/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k10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16，那末原边的励磁阻抗标幺值是 。：16,：1600,：0.16。 答：A4. 变压器的其它条件不变，外加电压增加10，则原边漏抗X1，副边漏抗X2和励磁电抗Xm将 。 ：不变， ：增加10% ，：减少10%（分析时假设磁路不饱和） 答：A5 一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：B6 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：C7 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；A8 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：A9 单相变压器通入正弦激磁电流，二次侧的空载电压波形为 。 A 正弦波 B 尖顶波 C 平顶波 答：A10 变压器的其它条件不变，若原副边的匝数同时减少10，则X1，X2及Xm的大小将 。 A：X1和X2同时减少10，Xm增大 B：X1和X2同时减少到0.81倍, Xm减少 C：X1和X2同时减少到0.81倍，Xm增加 D：X1 和X2同时减少10，Xm减少 答：B11 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，F12 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：B13 三相变压器组不宜采用Y,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：B14 变压器原边匝数增加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：B15 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：A16 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：C17 变压器铁耗与铜耗相等时效率最大，设计电力变压器时应使铁耗 铜耗。A：大于 B：小于 C：等于答：A18 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：B19 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 ；接电感性负载设计，额定电压变化率 。A变大 B 变小答：B，B，A20 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 ；X1 ；X2 ；Xm ；U20 I0 。A：变大 B：变小 C：不变答：A，B，C，B，A，A21 一台Y/y0-12和一台Y/y0-8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：A22 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：B23 变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压 。A,呈上升趋势； B,不变， C,可能上升或下降答：C24 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：A25 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. 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. 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，因此负载和空载时感应电势E1为常数 。 （ ）答：错3. 变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率 。 （ ）答：错4. 变压器频率增加，激磁电抗增加，漏电抗不变。 （ ）答：错5. 变压器负载运行时，原边和副边电流标幺值相等 。 （ ）答：错6. 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7. 变压器空载和负载时的损耗是一样的。 （ ）答：错8. 变压器的变比可看作是额定线电压之比。 （ ）答：错9. 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10. 不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。 （ ）答：错11. 一台Y/y0-12和一台Y/y0-8的三相变压器，变比相等，能经过改接后作并联运行。（ ）答：对12. 一台 50HZ的变压器接到60HZ的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流将减小。（ ）答：对13. 变压器负载成容性，负载增加时，副边电压将降低。 （ ）答：错14. 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15. 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. 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， 产生励磁磁势fm，在铁芯中产生交变主磁通m, 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e1e2显然，由于原副边匝数不等，即W1W2，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. 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。3. 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，m与im呈非线性关系，而漏磁通磁路不饱和，1与i1呈线性关系。4. 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。 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。5. 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？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。6. 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？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，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。7. 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：激磁电抗是表征铁心磁化性能和铁心损耗的一个综合参数；漏电抗是表征绕组漏磁效应的一个参数。激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。8. 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。 9. 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。10. 一台Y/连接的三相变压器，原边加对称正弦额定电压，作空载运行，试分析：（1） 原边电流、副边相电流和线电流中有无三次谐波成分？（2） 主磁通及原副边相电势中有无三次谐波成分？原方相电压及副方相电压和线电压中有无三次谐波成分？答：（1）由于原方Y接，三次谐波电流无通路。所以原边电流没有三次谐波成分。 副边三角形接，相电流中有三次谐波成分，而线电流中没有三次谐波成分。（2）主磁通中有三次谐波，原副方相电势中也有三次谐波成分。原方的相电压中有三次谐波成分，副边相电压及原副方线电压中均无三次谐波成分。11. 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U1和。计算出来的值更准确。有载时历测副边电压较相差较大，值就不准确。12. 变压器的有功功率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SN一定，功率因数cosj2由负载而定。当cosj2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cosj2=1，变压器输出的全部是有功功率。 五、计算6.三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/y0-12，Y0/ y-12, Y/y-12，Y/D-11， Y0 /D-11 标准组别接线及位形图分别为：见图示但是：无论是Y/y0-12、Y0/ y-12还是 Y/y-12，位形图都有是一样的。无论是Y/D-11还是 Y0/ D-11，位形图也是一样的。Y/y0-12 Y0/ y-12 Y/y-12ABCabcABCabcOABCabc0接线： 位形图BA aCcbY/D-11 Y0/D-11接线： 位形图ABCabcBAaCcbABCabcO23. 用相量图判别ABCcabABCabcABCabcABCcabAacbBCY/y-4AabcBCY/D-9(a) (b)AacbBCD/D-2BCAab(d)D/D-4(c) (d)
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