变压器习题课
1. ★有一台单相变压器，额定容量100N
S
=kV A ，原副边额定电压
126000
230
N N
U U =
V ，50N f =Hz 。原副线圈的电阻及漏抗为Ω=32.41R ，Ω=0063
.02R ，Ω=9.81σX ，Ω=013.02σX 。
试求：（1）折算到高压边的短路电阻k R ，短路电抗k X 及阻抗k Z ；
（2）折算到低压边的短路电阻''k R ，短路电抗''k X 及阻抗'
'k Z ；
（3）将（1）、（2）求得的参数用标么值表示；
（4）计算变压器的短路电压百分比u k 及其分量u kr ，u kx 。
（5）求满载且（超前）滞后）8
.0cos ,(8.0cos ,1cos 222===φφφ等三种情况下的电压变化率,u ?并讨论计算结果。
解：（1）折算到高压边的短路阻抗
1226.087N N
U k U =
=
Ω=?+=+=+=61.80063.0087.2632.42221'
21R k R R R R k Ω=?+=+=+=75
.17013.0087.269.82221'21σσσσX k X X X X k Ω∠=+=+= 12.6473.1975.1761.8j jX R Z k k k
（2）折算到低压边的短路阻抗
Ω=+=+=01265.00063.0087.2632
.42221'
'R k R R k Ω=+=+=0261.0013.0087.269.82
221'
'σσX k X X k
Ω∠=+=+= 12.64029.00261.001265.0'
''
'''j jX R Z k k k (3) 1116.67N N
N S A I U ==
22434.78N
N
N
S A I U =
=
1116000
359.9316.67
N N
N U Z I =
=
=Ω 222230
0.529434.78
N N N
U Z I =
=
=Ω
所以 0239.093
.35961
.81===
*
N k k Z R R 0493.093
.35975
.171===
*
N k k Z X X 0548.093
.35973
.191===
*
N k k Z Z Z （由二次侧算得的参数： 0239.0529
.001265.02''''===*
N k k
Z R R 0493.0529.00261
.02''''===*
N k k
Z X X 0548.0529
.0029.02''''===*
N k k
Z Z Z ） (4 ) 短路电压百分值
%39.2%1000239.0%100=?=?=*
K kr R u %93.4%1000493.0%100=?=?=*K kx X u %48.5%1000548.0%100=?=?=*K k Z u
（5）当满载，功率因数1cos 2=φ时变压器的电压变化率
%
39.2)010239.0(%
100)sin cos (2*2*=+?=?+=?φφk k X R u
当满载，8.0cos 2=φ滞后时，6.0sin 2=φ
%100)sin cos (2*
2*
?+=?φφk k X R u
%87.4%100)6.00493.08.00239.0(=??+?=
当满载，8.0cos 2=φ超前时，6.02-=φsis
%100)sin cos (2*
2*?+=?φφk k X R u
%046.1%100)6.00493.08.00239.0(-=??-?=
对于电压变化率，当1cos 2=φ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，KVA S N 1000=，
kV U U N
N 3.660
21=，Hz f N 50=，空载及短路实验的结果如下：
试计算：（1）折算到高压边的参数（实际值及标么值），假定2'
21k R R =
=，2
'
21k X X X ==σσ （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8.0cos 2=φ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 0
2
I U k Z m = ，而k ＝60/6.3＝9.524 所以
Ω=?
=k Z m 577.561
.106300
524.92 Ω=?==k I P k R m 446.41
.105000524.9222002
Ω=-=k R Z X m m m 402.562
2
根据短路实验得到折算到低压边的参数
Ω=?===
=5.3015
.15214000
2222'
21k k k I P R R R Ω=?==
86.21315
.1523240
k k k I U Z
Ω=-==5.102)2
(
22
'
21k k R Z X X σσ 2
1111 3.6N N
N N
N U U k Z S I =
==Ω 所以 235.16.3446.41*
===
N m m Z R R 667.156
.3402.561*
===
N m m Z X X 3
3
11*
2*110472.810
6.35.30-?=?==
=N Z R R R 23
11*2*1108472.210
6.35
.102-?=?==
=N Z X X X σσσ （2）折算到高压的T 型等效电路
（3）%69.1%1000169.0%100=?=?=*
K kr R u
%69.5%1000569.0%100=?=?=*
K kx X u %94.569.569.12222=+=+=kx kr k u u u
(4) 电压变化率
%77.4)%6.069.58.069.1(sin cos 22=?+?=+=?φφkx kr u u u
此时，
211'57.138N N u kV U U U =-??=
而
2
11'16.667N N
N
S A I I
U ≈=
=
所以 kW COS I U P 3.952
8.0667.16138.572'
2'22=??==φ 故 kW P I I P P P k k
N 24.974)(
2
1021=++= 则 21
952.3
100%100%97.75%974.24
P P η?=
?==
（5）达到最大效率时，kW p p cu Fe 5000== 所以 A R p I k cu 05.961
5000
'
2===
543.067
.1605
.91'2*2
===N I I I
所以
%
19.98%100)14000543.050008.010*******.014000
543.050001(%
100)cos 1(2322*202*
2
2
*
20max =??++????+-=?+++-
=k
N k
P I P S I P I P φη
3.★一台单相变压器50kV A 、7200/480V 、60Hz 。其空载和短路实验数据如下
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9.0cos 2=φ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： 11 6.944N
N N
S A I U =
= 22104.167N
N N
S A I U =
=
(1) 短路参数 157
22.427k k k
U Z I =
==Ω Ω===
55.127
615
22k k k I P R Ω=-=-=
58.1855.1242.222222k k k R Z X
其阻抗基值 1117200
1036.876.944N N N
U Z I =
==Ω 所以 10.0216k k N
Z Z Z ?=
=
0121.087.103655
.121*===
N k k Z R R 0179.087
.103658
.181*
===
N k k Z X X (2) 空载时铁耗 W P p Fe 2450=≈; 铜耗 0≈cu p 满载铜耗 W P I I P k k N kN 2.605615)7
944.6()(
221=?==; 铁耗 W p Fe 245= 【(2) 铁耗： 0245Fe W P P == 铜耗： 615cu kN W P P ==】
(3) 额定负载电流时 22104.167N A I I == 根据电压变化率近似公式
%100)sin cos (2*2*?+=?φφk k X R u 得
%87.1%100)81.010179.09.00121.0(=?-?+?=?u
此时副方电压 22(1 1.87%)471.02N V U U =?-=
所以 2222471104.1670.944158.64N Cos U P I ?==??=w
W P p P P kN 64.450082.60524564.44158
021=++=++=
21
100%98.11%P P η=?=
10．★★一台三相变压器，S N ＝5600KV A ，
kV U U N N 3
.610
21=，Y/?－11连接，变压器空载基短路实验数据如下：
求：（1）计算变压器参数，实际值及标么值；
（2）求满载8.0cos 2=φ滞后时的电压变化率及效率。 解：（1） A U S I N N
N 32.3231035600311=?==
A U S I N N
N 2.5133
.635600322=?==
所以 30*
0102143.11000
56006800-?=?==
S P P N 01442.02
.5134.7200
===*I I I
N 163006300
200===
*
U U U N
3*102143.31000560018000
-?=?==S P P N k k
002.132.3233241===
*
I I I N k k 055.010000
5501===
*U U U N k k 则： 84.501442
.0102143.12
3
2*0*0*=?==-I P R m
34.6901442
.01
*0*0*===I U Z m
10.692*2**
=-=m m m R Z X
003201.0002
.1102143.32
3
2***=?==-k k k
I P R 05489.0002.1055
.0===**
*
I U Z k k k
0548
.02
2=-=
***R Z X k k k 因 Ω===
857.17311111I U I U Z N N
N N N φ
φ
所以 Ω=?=?=*2.1238
857.1734.691Z Z Z N m m Ω=?=?=*3.104857.1784.51Z R R N m m Ω=?=?=*9.1233857.171.691Z X X N m m Ω=?=?=*98.0857.1705489.01Z Z Z N k k Ω=?=?=*0572.0857.17003201
.01Z R R N k k Ω=?=?=*
979.0857.170548.01Z X X N k k
（2） %100)sin cos (2*
2*?+=?φφk k X R u ＝（0.3201×0.6+5.48×0.6）＝3.54％
**
2222**1
111cos 0.9655cos34.37100%100%99.43%cos 1.01cos37.48P U I P U I ?η??=?==?=?
5.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？
答：根据m fN E U Φ=≈11144.4可知，1
1
44.4fN U m =Φ，因此，一次绕组匝数减少,
主磁通m Φ将 增加，磁密A
B m
m Φ=
，因A 不变，m B 将随m Φ的增加而增加，铁心饱和程度增加，磁导率Fe μ下降。因为磁阻A
l
R Fe m μ=
，所以磁阻增大。根据磁路欧姆定律
m m R N I Φ= 10，当线圈匝数减少时，励磁电流增大。 又由于铁心损耗3.12f B p m
Fe ∝，所
以铁心损耗增加。励磁阻抗减小，原因如下：电感m
m m R N R i i N N i N i L 2
1001100100=
?=Φ=ψ=， 激磁电抗m
m m R N f L X 2
12πω==，因为磁阻m R 增大，匝数1N 减少，所以激磁电抗减小。设减
少匝数前后匝数分别为1N 、'1N ，磁通分别为m Φ、'm Φ，磁密分别为m B 、'
m B ，电流分别为0I 、'0I ，磁阻分别为m R 、'm R ，铁心损耗分别为Fe p 、'Fe p 。根据以上讨论再设)1(11'>Φ=Φk k m m ，同理，)1(11'>=k B k B m m ，)1(22'
>=k R k R m m ，
)1(313'1<=k N k N ， 于是03
211321'
1'
''
I k k k N k R k k N R I m m m m =Φ=Φ=。又由于3.12f B p m Fe ∝，且m Fe r I p 2
0=（m r 是励磁电阻，不是磁阻m R ），所以m m m m Fe Fe r I r I B B p p 20'2'022''==，即 m m r k r k k k 2
3'22212
1=，于是，123'22=m
m r k r k ，因12>k ，13 ，显然，励磁电阻减小。励磁阻抗 m m m jx r z +=，它将随 着m r 和m x 的减小而减小。 变比将减小。 6.★★如将铭牌为60Hz 的变压器，接到50Hz 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m fN E U Φ=≈11144.4可知，电源电压不变，f 从60Hz 降低到50Hz 后，频率f 下降到原来的（1/1.2），主磁通将增大到原来的1.2倍，磁密m B 也将增大到原来的1.2倍， 磁路饱和程度增加， 磁导率Fe μ降低， 磁阻m R 增大。于是，根据磁路欧姆定律 m m R N I Φ=10可知, 产生该磁通的激磁电流0I 必将增大。 再由3.12f B p m Fe ∝讨论铁损耗的变化情况。 60Hz 时，3.12f B p m Fe ∝ 50Hz 时，3.12 ')2 .11 ( )2.1(f B p m Fe ∝ 因为，14.12.12 .12.17.03.12 '===Fe Fe p p ，所以铁损耗增加了。 漏电抗σσσπωfL L X 2==，因为频率下降，所以原边漏电抗σ1X ，副边漏电抗σ2X 减小。又由电压变化率表达式 () ]sin cos )[()sin cos (2* 2*12*2*1*2*2**????σσX X R R I X R I U k k +++=+=?可知，电 压变化率U ?将随σ1X ，σ2X 的减小而减小。 7.有一台1000kV A ，10kV/6.3kV 的单相变压器，额定电压下的空载损耗为4900W ，空载电 流为0.05（标幺值），额定电流下c 75时的短路损耗为14000W ，短路电压为5.2%（百分值）。设归算后一次和二次绕组的电阻相等，漏抗亦相等，试计算：（1）归算到一次侧时T 型等效电路的参数；（2）用标幺值表示时近似等效电路的参数；（3）负载功率因数为0.8（滞后）时，变压器的额定电压调整率和额定效率；（4）变压器的最大效率，发生最大效率时负载的大小（8.0cos 2=?）。 解：（1）归算到一次侧等效电路的参数： 空载试验在低压侧进行V U U N 630020==， A A I I I N 94.73 .61000 5.0200=? =?=* 折算到高压侧：Ω=Ω???? ??=?=19694 .74900 3.6102 2 2002I P k R m Ω=Ω? ??? ??==200094 .763003.6102 00 2I U k Z m Ω=Ω-=-= 4.19901962000222 2 m m m R Z X 短路试验在高压侧进行V kV U U U N k k 52010%2.5%1=?=?= A A U S I I N N N k 10010 1000 11=== = 所以：Ω=Ω= = 4.110014000 2 2 7575k c k c k I P R Ω=Ω== 2.5100 520 k k k I U Z Ω=Ω-=-=0.54.12.5222 752 c k k k R Z X 即：Ω===70.02 75' 21c k R R R ，Ω== =5.22 ' 21k X X X σσ （2）标幺值： 高压侧的电阻基准值Ω===10012111N N N N b S U I U Z ∴96.1==* b m m Z R R ， 9.19==* b m m Z X X 014.0== * b k k Z R R ， 05.0==* b k k Z X X （3）变压器额定电压调整率和额定效率： () % 12.4%100)6.005.08.0014.0(1% 100sin cos 22=??+??=?+=?***??k k N X R I U %69.97%100100=???? ? ??+++-=P P P P P N k N η （4）变压器效率最大时，可变损耗等于不变损耗 5916.014000 49000=== *k P P I 最大效率：%97.97cos 1020max =?++?+-=* **kN N kN P I P I S P I P ?η 8. 有一台三相变压器，kKA S N 5600=，kV kV U U N N 3.61021=，Y,d11联结组。变压 器的开路及短路试验数据为 （2）满载且8.0cos 2=?（滞后）时，二次侧电压2? U 和一次侧电流1? I ；（3）满载且 8.0cos 2=?（滞后）时的额定电压调整率和额定效率。 解：（1）归算到一次侧时近似等效电路的参数916.03 .63 1021== = Nph Nph U U k 空载试验在低压侧，折算到高压侧： ( ) Ω=Ω??=? =19.1043 4 .736800 916.032 22 00 2 ph m I P k R Ω=Ω?==26.12373 4.76300 916.02002 I U k Z m Ω=Ω-=-= 8.123219.10426.12372222 m m m R Z X 短路试验在高压侧进行 所以：Ω=Ω?== 058.0323318000 32 2 kph k k I P R Ω=++= 069.025 5.23475 5.23475k c k R R Ω=Ω==9831.0323 3 550k p h k p h k I U Z Ω=-= 981.02 752 c k k k R Z X 标幺值：高压侧的电阻基准值Ω== = 857.173 121111N Nph Nph Nph N S U I U Z ∴84.51==* N m m Z R R ， 10.691==* N m m Z X X 00325.01== * N k k Z R R ， 0549.01==* N k k Z X X (3) 电压调整率和效率： ()*22cos sin 100% 1(0.003250.80.05490.6)100%0.036 N N k k U I R X φφ***?=+?=??+??= %45.99%100cos 1020=???? ? ??+++-=P P S P P N k N ?η （2）() ()* 221630010.0366073.2ph N U U U V V =-?=-= 满载时A A U S I I N N N 32.32310 35600 3111=?== = 设V U 02.60732∠=? ，则由简化等效电路可知V I I 88.3632.323'2 1-∠==? ? 高中高二变压器习题课 教案 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】 变压器习题课 一．自主学习 1.关于变压器物理量的三对重要关系 （原线圈：匝数n 1，电压U 1，功率P 1，电流I 1；副线圈：匝数n 2、 n 3，电压 二、尝试体验 1．如图所示，理想变压器两个线圈都接有负载正常工作时，如下关系正确的是( ) ：U 3＝n 1：n 3，U 2：U 3＝n 2：n 3 ：I 2＝n 2：n 1，I 1：I 3＝n 3：n 1 ＝I 2n 2 +I 3n 3 ＝U 2I 2+U 3I 3 2．如图理想变压器有两个副线圈，原线圈1接220V ，副线圈2的匝数为30匝，两端并有“12v 、12W ”的灯泡L 正常发光，副线 圈3的输出电压为110V,两端并有电阻R ，通过R 的电流为，求： (1)副线圈3的匝数n 3 (2)原线圈１的匝数n 1和通过它的电流I 1 3．如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R ，开始时，电键K 断开.当K 接通时，以下说法中正确的是（ ） A.副线圈的两端M 、N 的输出电压减小 B.副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大 C.通过灯泡L 1的电流减小 D.原线圈中的电流增大 一个副级线圈（匝数 n 2） 二个副级线圈（ 匝数 n 2、 n 3） 电压关系 功率关系 电流关系 5 原电压副电压副电流原电流匝数比 U 2 =I 2 ·R 2 P 2 =P 1 R L 3 2 1 ~ U 1 U U 3 n 3 n 2 I 2 I 3 I 1 n 1 课时练 5.4变压器 说明：5、8为多项选择题，其他的均为单项选择题。 1．一台理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1和n2，正常工作时的输入电压、电流、电功率分别是U1、I1、P1，输出电压、电流、电功率分别是U2、I2、P2，已知n1＜n2，则（）A．U1＜U2，P1＝P2B．P1＝P2，I1＜I2 C．I1＜I2，U1＞U2D．P1＞P2，I1＞I2 2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路。当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A1的读数为12 mA，那么电流表A2的读数为（） A．0 B．3 mA C．48 mA D．与R大小有关 3．将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为（） A．120匝B．150匝C．180匝D．220匝 4．如图甲、乙所示电路中，当A、B接10 V交变电压时，C、D 间电压为4 V，M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V。 现把C、D接4 V交流，P、Q接4 V直流，下面哪个选项可表示 A、B间和M、N间的电压（） A．10 V10 V B．10 V 4 V C．4 V10 V D．10 V0 5．如图(a)所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，○A、○V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是（） A．电流表的示数为2 A B．原、副线圈匝数比为1∶2 C．电压表的示数为电压的有效值 D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz 6．如图所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是（）A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大 B．保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小 C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大 D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大 7．如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200 的 两个线圈，上线圈两端与u＝51sin314t V 的交流电源相连，将下线 圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（） A．2.0 V B．9.0 V C．12.7 V D．144.0 V 8．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈 L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时，电流 经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电 路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（） A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零 B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变 C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起 9．如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1＝1 100匝。接入电压U1＝220 V的电路中。 （1）要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6 V、U3＝110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少？（2）若在两副线圈上分别接上“ 6 V，20 W”、“110 ——60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？ 第二章变压器 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，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。 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. 一台三相电力变压器N S =560kVA ，N N U U 21 =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 。 变压器知识习题及答案 一、填空题 ? 1、油浸式电力变压器一般是由铁芯、绕组、（）绝缘套管和冷却系统五大部分组成。 2、变压器油起着散热和（）的作用。 3、将连接组别为y , dl 的三相变压器改接为Y, Yno。如果一次侧的额定电电压不变，则二次侧的额定电压为原来的√3倍，其容量不变。 4、变压器空载运行时，由于（）很小，铜损近似为零。 5、变压器空载运行时的主磁通与额定运行时主磁通相同，所以变压压器的空载损耗似等于（）损耗。 6、变压器运行中温度最高的部位是（），温度最低的是变压器油。 7、当变压器负载系数为（）时，其效率最高。 8、变压器绕组损耗分为基本损耗和附加损耗,其中基本损耗耗是（）。 9、一台油浸自冷式变压器，当周围围空气温度为 32℃时，其上层油温为I 60°'C ，则上层油的温升为（）。 10.变压器空载电流的无功分量很大，而（）分量很小，因此变压器空载运行行时的功率因素很低。 11.变压器空载试验的目的是测量（）损耗和空载电流。 12、变压器并列运行的目的是：（）和提高供电可靠性。 13、变压器的相电压变比等于原边、副边绕组的（）之比。 14、变压器过负荷时的声音是（）。 15、变压器呼吸器中的硅胶受潮后，其颜色变为（）。 16、电力变压器的交流耐压试验，是考核变压器的（）绝缘。 17、测定电力变压器的变压比，一般采用的试验仪器是（）。 18、常用的电压互感器在运行时相当于一个空载运行的降压变压器，它的二次电压基本上等于二次（）。 19、电压互感器按其工作原理可分为（）原理和电容分压原理。 20、电流互感器二次侧的额定电流一般为（）安培，电压互感器二次侧的电压一般为（）伏，这样，可使测量仪表标准化。 二、选择题 ? ? ? ? 1、并列运行变压器的变压比不宜超过（）。 A、 2：1 B：3:1 C：4：1 D：5：1 2、变压器轻瓦斯保护正确的说法是（）。 A.作用于跳闸 B、作用于信号 C.作用于信号及跳闸 D.都不对 3、带有瓦斯继电器的变压器，安装时其顶盖沿瓦斯继电器方向的的升高场坡度为（）。 A. 1%~5% B、1%% C. 1%一25% D. 1%-30% 4、配电变压器低压侧中性点应进行工作接地，对于容量为l00kVA及以上其接地电阻应不大于（）。 A. 0. 4Ω B. 10Ω C一8 ΩΩ 5、已知变压器额定容量为s,额定功率库因数0. 8，则其额定有功负载应是（）。 B. 1·25S D. 0. 64S 第二章变压器 变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应作用将一种电压．电流的交流电能转接成同频率的另一种电压，电流的电能。变压器是电力系统中重要的电气设备，众所周如。输送一定的电能时，输电线路的电压愈高，线路中的电流和损耗就愈小。为此需要用升压变压器把交流发电机发出的电压升高到输电电压：通过高压输电线将电能经济地送到用电地区，然后再用降压变压器逐步将输电电压降到配电电压，供用户安全而方便地使用。在其他工业部门中，变压器应用也很广泛。 本章主要研究一般用途的电力变压器，对其他用途的变压器只作简单介绍。 2．1 变压器的基本结构和额定值 一、变压器的基本结构 铁心和绕组变压器中最主要的部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。 变压器的铁心既是磁路，又是套装绕组的骨架。铁心由心柱和铁轭两部分组成，心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。为减少铁心损耗，铁心用厚o．30—o．35mm的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。在大型电力变压器中．为提高磁导率和减少铁心损耗，常采用冷轧硅钢片；为减少接缝间隙和激磁电流，有时还采用由冷轧硅钢片卷成的卷片式铁心。 按照铁心的结构，变压器可分为心式和壳式两种。心式结构的心柱被绕组所包围，如图2—1所示；壳式结构则是铁心包围绕组的顶面、底面和侧面，如图2—2所示．心式结构的绕组和绝缘装配比较容易，所以电力变压器常常采用这种结构。壳式变压器的机械强度较好，常用于低压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。 绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。其中输人电能的绕组称为一次绕组(或原绕组)，输出电能的绕组称为二次绕组(或副绕组)，它们通常套装在同一心柱上。一次和二次绕组具有不同的匝数、电压和电流，其中电压较高的绕组称为高压绕组，电压较低的称为低压绕组。对于升压变压器，一次绕组为低压绕组，二次绕组为高压绕组；对于降压变压器，情况恰好相反，高压绕组的匝数多、导线细；低压绕组的匝数少、导线粗。 从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组可分成同心式和交迭式两类。同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上，如图2—1所示。交迭式绕组的高、低压绕组沿心 2020年国家电网电力公司考试变压器知识试题库及 答案 一、填空 1)变压器借助（电磁感应关系），将一种等级的交流电压和电流，变为（同频率）的另 一种等级的电压和电流。 2)变压器结构的基本部分是（铁芯）和（绕组）。铁芯是构成（磁路）的主要部分，绕 组构成（电路）。 3)变压器在运行及试验时，为了防止由于静电感应在铁芯或其他金属构件上产生（悬 浮电位）而造成对地放电，铁芯及其构件都应（接地）。 4)绕组是变压器的电路部分，电力变压器绕组绕组采用（同芯）方式布置在芯柱上， （低压）绕组在里，（高压）绕组在外，这样有利于绕组对铁芯的绝缘。 5)变压器里的油，既起（冷却）作用，也起（绝缘）作用。 6)变压器二次开路时，一次绕组流过的电流称为（空载电流）。 7)变压器空载电流的大小约为额定电流的（2～10％），其性质基本是感性无功的。 8)变压器发生突然短路时，短路电流可达到额定电流的（30）倍左右，突然短路时变 压器承受的电动力是额定运行时的（900）倍左右。 9)变压器空载接通电源瞬间，可能出现很大的冲击电流，该电流称为（激磁涌流），它 可能达到额定电流的（5～8）倍。 10)互感器是将电路中（大电流）变为（小电流）、将（高电压）变为（低电压）的电气 设备，作为测量仪表和继电器的交流电源。互感器包括（电压互感器）和（电流互感器）。 11)为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，互感器二次侧绕组必须（接地）。 12)为了防止电流互感器二次侧绕组开路，规定在二次侧回路中不准装（熔断器）。 13)电压互感器在三相系统中测量的电压有（线电压）、（相电压）、（相对地电压）和单 相接地时出现的（零序电压）。 14)电压互感器按绝缘冷却方式分为（干式）和（油浸式）两种。按相数分（单相）和 （三相）两种。按绕组可分为（双绕组）和（三绕组）。 15)电压互感器二次额定电压一般为（100）V，电流互感器二次额定电流一般为（5）A。 16)电流互感器的结构特点是：一次绕组的匝数（很少），而二次绕组的匝数（很多）。 变压器习题课 1. ★有一台单相变压器，额定容量100N S =kV A ，原副边额定电压 126000 230 N N U U = V ，50N f =Hz 。原副线圈的电阻及漏抗为Ω=32.41R ，Ω=0063 .02R ，Ω=9.81σX ，Ω=013.02σX 。 试求：（1）折算到高压边的短路电阻k R ，短路电抗k X 及阻抗k Z ； （2）折算到低压边的短路电阻''k R ，短路电抗''k X 及阻抗' 'k Z ； （3）将（1）、（2）求得的参数用标么值表示； （4）计算变压器的短路电压百分比u k 及其分量u kr ，u kx 。 （5）求满载且（超前）滞后）8 .0cos ,(8.0cos ,1cos 222===φφφ等三种情况下的电压变化率,u ?并讨论计算结果。 解：（1）折算到高压边的短路阻抗 1226.087N N U k U = = Ω=?+=+=+=61.80063.0087.2632.42221' 21R k R R R R k Ω=?+=+=+=75 .17013.0087.269.82221'21σσσσX k X X X X k Ω∠=+=+= 12.6473.1975.1761.8j jX R Z k k k （2）折算到低压边的短路阻抗 Ω=+=+=01265.00063.0087.2632 .42221' 'R k R R k Ω=+=+=0261.0013.0087.269.82 221' 'σσX k X X k Ω∠=+=+= 12.64029.00261.001265.0' '' '''j jX R Z k k k (3) 1116.67N N N S A I U == 22434.78N N N S A I U = = 第二章 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，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. 一台三相电力变压器N S =560kVA ，N N U U 21 =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: 3 2.33A 。 答：C 2. 一台变比为k ＝１０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 。 Ａ：１６, Ｂ：１６００, Ｃ：０.１６。 答：A 变压器 一、素质教育目标 (一)知识教学点 1．了解变压器的构造及工作原理。 2．掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。 3．掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。 (二)能力训练点 1．通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯。 2．从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力。3．从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义。 (三)德育渗透点 1．通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美。2．让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想。 3．培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度。 二、重点、难点、疑点及解决办法 1．重点 变压器工作原理及工作规律。 2．难点 (1)理解副线圈两端的电压为交变电压。 (2)推导变压器原副线圈电流与匝数关系。 (3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义。 3．疑点 变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈。 4．解决办法 (1)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律。 (2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系。 (3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义。 三、课时安排 3课时 四、教具准备 可拆式变压器、投影交流电流表(2只)、投影交流电压表(2只)、导线若干 学生电源、小电珠(5只、2.5V，0.3A)、电键(4只) 五、学生活动设计 1．通过参与演示实验观察、数据处理、得出结论的全过程，使学生获得新知识。 2．通过提问引发学生思考，并应用学到的知识来解决实际问题。 4．通过练习掌握公式的应用及理解公式各物理量的含义。 六、教学过程 (一)明确目标 通过实验得出变压器工作规律并能运用解决实际问题。 (二)整体感知 这节内容承上启下，它是电磁感应知识与交变电流概念的综合应用，体现出了交变电流的优点，为电能输送奠定了基础。 (三)重点、难点的学习与目标完成过程 1．引入新课 幻灯打出一组数据 从以上表格可看到各类用电器额定工作电压往往不同，可我们国家民用统一供电均为220V，那这些元件是如何正常工作的呢？ 《变压器》习题集 知识要点 (一)理想变压器 (1)无铁损 (2)无铜损 (3)无漏磁 (二)理想变压器的工作规律 理想变压器原、副线圈中有完全相同的磁通量（不计铁损），线圈及铁芯上又不计热损耗（不计铜损），所以应遵循以下规律： 1．电压比:单个副线圈U1/U2=n1/n2;对多个副线圈U1:U2:U3=n1:n2:n3 2．电功率关系:P1=P2(只适用于单个副线圈的情况,对于多个副线圈的P1=P2+P3+P4+ …… 3.电流关系:（单个线圈）I1/I2=n2/n1 （多个副线圈）I1U1＝I2U2＋I3U3＋…… 例1.一理想变压器原线圈接交流，副线圈接电阻，下列哪些方法可使输入功率增加为原来的2倍： A、次级线圈的匝数增加为原来的2倍 B、初级线圈的匝数增加为原来的2倍 C、负载电阻变为原来的2倍 D、副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2倍 例2．一理想变压器原线圈接到110V电源上,副线圈匝数165匝，输出电压为,电流为20mA,则原线圈的匝数等于______,原线圈中的电流等于_____mA. 例3.有一匝数比为10:1的变压器,当原线圈两端所加电压为图甲所示的规律变化时,试画出副线圈输出电压随时间变化图线。 例4.如图所示的理想变压器，已知线圈1,2的匝数之比N1:N2=2:1,在不接负载的情况 下: A.当线圈1输入电压U=220伏直流电时,线圈ab间输出电压为______伏 B.当线 圈1输入电压U＝110伏交流电时,线圈ab间输出电压为________伏。 例5.某理想变压器,当其输入端接在电动势为ε,内阻为r的交流电源上,输出端接上 电阻为R的负载时,R上可获得最大功率.求: (1)这时输入电流多大?负载上的最大功率为多少? (2)负载获得最大功率时,变压器的原副线圈电压各为多少? (3)变压器的变化比为多少? 练习题: 1．下列有关理想变压器的说法正确的是：A、原、副线圈中交变电流的频率一定相等 B、穿过原、副线圈的磁通量的变化率一定相等 C、副线圈的输出功率和原线圈的输入功率一定相等 D.原线圈的导线比副线圈导线细 E．变压器是一种能够改变交流电压的设备 F．凡是能改变交流电压的设备，都是变压器 G．原线圈中输入功率随着副线圈中的负载阻值增大而增大 H．负载空载时，原线圈中的电流为零 I．当副线圈空载时，原线圈上的电压为零 J．原线圈中的输入电流随着副线圈中的输出电流的增大而增大 [A;B;C;E;H;J] 2．有一理想变压器,原付线圈的匝数分别为100和10,将原线圈接在220V 交流电源上,则付线圈中磁通量变化率最大值为__________. [ 2 ] 变压器高考练习题及答 案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 理想变压器 功率关系：P 入=P 出 ； 电压关系 2 1 2 1 n n U U =；电流关系 1 2 2 1 n n I I =；频率关系 2 1 f f= 远距离输电 功率关系 2 1 P P=， 4 3 P P=， 3 2 P P P+ = 损 输电电流 线 R U U U P U P 3 2 3 3 2 2 - = = 电压关系 2 1 2 1 n n U U =， 4 3 4 3 n n U U =， 3 2 U U U+ = 损 输电线损失的功率 线 线 线 损 R U P R I P 2 2 2 2 ?? ? ? ? ? = = 电流关系 1 2 2 1 n n I I =， 3 4 4 3 n n I I =， 2 I= 3 I=I线 1、（2015全国卷Ⅰ·16题）一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( ) A. U=66V， k= 9 1 B. U=22V， k= 9 1 C. U=66V， k= 3 1 D. U=22V， k= 3 1 2、（2015全国卷Ⅱ·21题）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负 载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为 零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的 第一篇 变压器 一、填空题： 1. 变压器工作原理的基础是 定律。 电磁感应 2. 变压器二次绕组的额定电压是指变压器一次绕组加 ，二次绕组的 电压。 额定电压，空载线（或开路线） 3. 在变压器中，同时和一次绕组、二次绕组相交链的磁通称为 ，仅和一侧绕组交链的磁通 称为 。 主磁通，漏磁通 4. 变压器磁场中的磁通按照性质和作用的不同，分为 和 ，主磁通的作用 是 ，漏磁通的作用是 。 主磁通，漏磁通，传递能量，产生漏电抗压降 5. 一台变压器的额定频率为60Hz ，现将它接到50Hz 的电网上运行，若电压和线圈匝数均不变，则铁心 中的磁通大约为原值的 倍。 1.2 6. ★一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz 、电压为变压器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______。 饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。 7. 当变压器主磁通按正弦规律变化时，（考虑磁路的饱和）其空载电流波形为___________。 尖顶波 8. 变压器的变比为k ，如果将二次绕组折合到一次绕组，则2 I '= __________，2E ' =__________，2 Z '=__________。 221I I k '=，22E kE '=，222Z k Z '= 9. 变压器等效电路中的X m 是对应于___________的电抗，R m 是表示________ ___的等效电阻。 主磁通，铁耗 10. 变压器额定电压下负载运行时，当负载电流增大时，铜耗将_ ；铁耗将 。 增大，不变 11. 三相变压器的联结组标号反映的是变压器高、低压侧对应 之间的相位关系。 线电动势（或线电压） 12. 两台变压器并联运行，第一台短路电压U K I =5%U N ，第二台短路电压U K II =7%U N ，负载时，第___________ 台变压器先达到满载。 一 13. 三相变压器理想并联运行的条件为___________________________，___________________________， __________________________________，其中必须满足的条件是_________ _______。 各变压器的变压比相等，联结组标号相同，短路阻抗的标幺值相等，联结组标号相同 14. 通过 和 实验可求取变压器的参数。 空载，短路 二、单项选择题： 1. 一台三相电力变压器S N =560KV A ，U 1N /U 2N =10000/400V ，Dy 接法，负载时忽略励磁电流，低压侧相 第二章 变压器 2-1 什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因 素？ 答：变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。 由感应电动势公式Φ=1144.4fN E 可知，空载或负载情况下11E U ≈，主磁通的大小取决于外加电压1U 、频率f 和绕组匝数1N 。 2-2 一台50Hz 的变压器接到60Hz 的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、 漏抗会怎样变化 答：（1）额定电压不变，则' 1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N 又5060'=f f ?60 50'=ΦΦ， 即Φ=Φ5' 磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻s l R m μ= 不变，励磁磁势m m R N I Φ=?1，∴m m I I 65' =； （2）铁耗：β αf B p m Fe ∝，βα> 铁耗稍有减小； （3）σσσπ11' '1562x L f x = ?=， σσσπ22''25 62x L f x =?= 2-3 在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？归算是在什么条件下进行的？ 答：因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压21E E ≠、电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路； 归算原则：保持归算前后副边的磁动势不变。 2-4 利用T 型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率 是否为实际值，为什么？ 答：一次侧没有经过归算，所以为实际值； 二次侧电压、电流不是实际值，因为归算前后绕组匝数不同，但损耗、功率为实际 值。 2-5 变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定？ 答：激磁阻抗由空载试验测量；等效漏阻抗由短路试验测量。 （具体测量方法略） 2-14 有一台三相变压器，额定容量kKA S N 5000=，额定电压kV kV U U N N 3.61021=， Y ,d 联结，试求：（1）一次、二次侧的额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流。 解：（1）A A U S I N N N 68.28810 35000 311=?== 经典变压器习题 1、如图所示,当滑动变阻器滑动触头p逐渐向上移动时,接在理想变压器两端的四个理想电表示 数 （） A．V1不变、V2不变、A1变大、A2变大 B．V1不变、V2不变、A1变小、A2变小 C．V1变大、V2变大、A1变小、A2变小 D．V1变小、V2变小、A1变大、A2变大 2、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为 理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为， 则（）A．电压表的示数为 B．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表A2的示数变小 C．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表A1的示数变大 D．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，理想变压器的输入功率变小 3、图中为一理想变压器，原副线圈的总匝数比为1：2，其原线圈与一电压有效值恒为220V的交流电源相连，P 为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈缓慢匀速上滑，直至“220V60W”的白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止．U1表示副线圈两端的总电压，U2表示灯泡两端的电压，用I1表示流过副线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，（这里的电流、电压均指有效值）．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是 4、为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后（） A．A1示数不变，A1与A2示数的比值不变 B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大 D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变 5、某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图所示规律变化，副线圈接有负载。下列判断正确的是( ) A．输出电压的最大值为36V B．原、副线圈中电流之比为55∶9 C．变压器输入、输出功率之比为55∶9 D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz 6、如图所示，有一台交流发电机，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和. 设的输入电压一定， 当用户消耗的电（） A．减小，变大 B．不变，变小 C．变小，变小 D．变大，变大 7、在如图的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（） A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 第一单元变压器的分类、结构与原理 课题一变压器的分类与用途 一、填空题 1.变压器就是一种能变换_交流__电压,而____频率___不变的静止电气设备。 2.变压器的种类很多,按相数分,可分为单相与三相变压器;按冷却方式分,可分为__油浸_ 风冷式、自冷式与__干式___变压器。 3.电力系统中使用的电力变压器,可分为__升压__变压器、___降压____变压器与__配电 _____变压器。 二、判断题(在括号内打“√”或打“×”) 1.在电路中所需的各种直流电,可以通过变压器来获得。(× ) 2.变压器的基本工作原理就是电流的磁效应。(× ) 三、简答题 1.为什么要高压送电? 在传输功率一定时,升高输电电压就可以降低输电电流,这样就可以减小输电线路上的损耗。 2.变压器能改变直流电压不? 不能 如果接上直流电压会发生什么现象? 副边无输出,原边或电源将会烧毁。 为什么? 接直流电源时,铁芯中产生稳恒磁场,原、副边都不会产生感生电动势。 课题二变压器的结构与冷却方式 一、填空题 1.变压器的绕组常用绝缘铜线或铜箔绕制而成。接电源的绕组称为____一次侧___;接负载 的绕组称为__二次侧____。也可按绕组所接电压高低分为___高压绕组____与___低 压绕组____。按绕组绕制的方式不同,可分为同心绕组与交叠绕组两大类型。’ 2.变压器的铁心常用__硅钢片_____叠装而成,因线圈位置不同,可分为___芯式____与__ 壳式___两大类。 3.气体继电器装在____油枕___ 与___油箱____之间的管道中,当变压器发生故障时,气体 继电器就会过热而使油分解产生气体。 4.绝缘套管穿过___油箱盖____,将油箱中变压器绕组的___输入、输出线____从箱内引到 箱外与__电网_____相接。 5.绝缘套管由外部的__瓷套_____与中间的___导电杆____组成。对它的要求主要就是____ 绝缘性能___与____密封性能___要好。 二、判断题(在括号内打“√”或打“×”) 1.同心绕组就是将一次侧、二次侧线圈套在同一铁柱的内、外层,一般低压绕组在外层, 高压绕组在内层。 (× ) 2.热轧硅钢片比冷轧硅钢片的性能更好,其磁导率高而损耗小。 (× ) 3.储油柜也称油枕,主要用于保护铁心与绕组不受潮,还有绝缘与散热的作用。 (× ) 4.芯式铁心就是指线圈包着铁心,其结构简单、装配容易、省导线,适用于大容量、高电压。(√ ) 《变压器》公开课教案 教学目标 一、知识目标 1．知道变压器的构造。理解互感现象，理解变压器的工作原理。 2．理解理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。 3．知道课本中介绍的几种常见的变压器。 二、技能目标 1．用电磁感应去理解变压器的工作原理，培养学生综合应用所学知识的能力。 2．讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义。 三、情感态度目标 1．使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。 2．培养学生实事求是的科学态度。 教学重点难点 变压器工作原理。 变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的。 教学方法 实验探究、演绎推理。 教学用具 可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等。 教学过程 引入新课 [师]生产生活中使用的各种用电设备，需要的电压不是都一样的。家用电器用220V电压，机床动力用380V，照明灯用36V安全电压，电子管灯丝用6.3V 电压,电视显像管用1万多伏的电压,等等。在由统一的供电线路供电情况下,为了适应这些不同电压的需要,就要有一种改变电压的设备——变压器。这一节我们就要来了解一下变压器的构造及其工作原理等原理。 新课教学 1．变压器原理 [师]出示可拆变压器，引导学生观察，变压器主要由哪几部分构成？ [生]变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。一个线圈跟电源连接，叫原线圈(初级线圈)，另一个线圈跟负载连接，叫副线圈(次级线圈)。两个线圈都是绝缘导线绕制成的。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。 [师]画出变压器的结构示意图和符号，如下图所示： [演示]将原线圈接照明电源，交流电压表接到不同的副线圈上，观察交流电压表是否有示数。 [生]电压表有示数且示数不同。 [师]变压器原、副线圈的电路并不相同，副线圈两端的交流电压是如何产生的？请同学们从电磁感应的角度去思考。 [生]在原线圈上加交变电压U1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交 主变压器新装或大修后投入运行为什么有时气体继电器会频繁动作？遇到此类问题怎样判断和处理？ 答：新装或大修的变压器在加油、滤油时，会将空气带入变压器内部，若没有能够及时排出，则当变压器运行后油温会逐渐上升，形成油的对流，将内部贮存的空气逐渐排除，使气体继电器动作。气体继电器动作的次数，与变压器内部贮存的气体多少有关。 遇到上述情况时，应根据变压器的音响、温度、油面以及加油、滤油工作情况作综合分析。如变压器运行正常，可判断为进入空气所致，否则应取气做点燃试验，判断是否变压器内部有故障。 变压器轻瓦斯动作如何处理？ 答：变压器轻瓦斯动作后应立即： 1)检查变压器内部有无异常音响，油位是否降低，油温是否升高，是否因空气侵入变压器内部或二次回路的故障引起。 2)若未发现异常，经放气后继续运行，并汇报班长，作好记录。 3)正常运行中轻瓦斯连续多次动作（新安装或滤油、注油过的变压器刚投运也会出现轻瓦斯连续动作，这种情况例外），而动作间隔时间逐次缩短，应收集气样进行鉴定分析，做变压器油的色谱分析。 4)若气体无色无臭而不可燃，变压器可继续运行，如气体可燃或油的闪点较过去记录降低5摄氏度以上（标准为135摄氏度）或油色谱分析结果确证变压器内部已有故障，则应停用变压器。 变压器重瓦斯动作如何处理？ 答：变压器重瓦斯动作后应立即： 1)若是厂变保护动作，应检查备用电源是否自动投入，厂用电压是否正常，如未自投，则应立即手动抢送厂用电。 2)复归音响信号，闪光光字牌，检查保护动作情况，判明为变压器本体故障，则到变压器本体进行检查，查看瓦斯保护是否正确动作。 3)对变压器进行全面检查，查油位、油温变化及油色，声音是否正常，是否喷油、焦臭味。 4)若变压器本体及外部检查无异常，气体鉴别为无色不可燃气体（空气）或变压器跳闸系统未有冲击，如检查为气体继电器本身或二次回路绝缘不良，误动、人为误碰，可不经内部检查，将重瓦斯保护改投信号试送电（差动保护应投入），并通知试验人员处理。 5)鉴别瓦斯气体，确为变压器内部故障，应将变压器停止运行，通知检修处理。 6)未找出原因前，不得将变压器投入运行，也不得盲目试运行，否则使内部故障扩大。 7)若查不出原因，经领导同意，可零起升压发电机组，进行检查。 变压器运行中跳闸应如何处理？ 答：如有备用变压器自投装置不动作值班人员应迅速将其投入运行然后立即查明跳闸的原因。如无备用变压器则须根据掉牌指示查明何种保护动作和跳闸时有何种外部现象。如检查结果证明变压器跳闸不是由于内部故障所引起，而是由于过负荷、外部短路或保护装置二次回路故障所造成则变压器可不经外部检查而重新投入运行否则必须进行检查试验以查明变压器跳闸的原因，若有内部故障的象征时进行内部检查。差动动作应检查差动保护范围内有无闪络，故障消除后送电。差动误动且不能立即消除，若有互斯保护可退出差动，短时运行。 项目二变压器的应用练习题 一、选择 1、变压器铁心采用相互绝缘的薄硅钢片的目的是为了降低（ A ）。 A、铁损耗 B、铜损耗 C、功率损耗 D、杂散损耗 2、变压器运行时，在电源电压一定的情况下，当负载阻抗增加时，主磁通将（C ）。 A、增加 B、减少 C、基本不变 D、不一定 3、如果将额定电压为220/24V的变压器接入220V的直流电源，将发生什么现象（ D ）。 A、输出24V交流电 B、输出24V直流电 C、输出220V交流电 D、没有电压输出 4、有一台220/36V的变压器，使用时不慎将副绕组接上220V电源后，短时间内将发生什么现象（ C ）。 A、原绕组有220V电压输出 B、原绕组有36V电压输出 C、原绕组有超过220V电压输出并发热 D、原绕组有超过220V电压输出不发热 5、有一台变压器的一次侧绕组电阻为10Ω，在一次侧加220V交流电压时，一次侧绕组的空载电流（ C ）。 A、等于22A B、大于22 A C、小于22A D、不能确定 6、变压器的工作电压不应超过其额定电压的（ A ）。 A、 +10％～ -5％ B、 +5 ％～ -5％ C、 +2％～ -2％ D、 +10 ％～ -10％ 7、若变压器带感性负载，从空载到重载其输出电压将（ C ）。 A、不变 B、升高 C、降低 D、不能确定 8、变压器空载试验不能测量的是（ D ）。 A、变压器的变压比 B、变压器的空载电流 C、变压器的铁损耗 D、变压器的铜损耗 9、变压器短路试验的目的之一是（ A ）。 A、短路阻抗 B、励磁阻抗 C、变压器的铁损耗 D、功率因素 10、决定电流互感器一次侧电流大小的因素是 ( )。 A、变流比 B、二次侧电流 30、 C、二次侧所接负载 D、被测电路 31、 11、电流互感器二次侧开路运行的后果是 ( B )。 A、二次侧电压为零 B、二次侧产生高压，铁心过热 C、二次侧电流为零，使一次侧电流也近似为零 D、二次侧产生高压，使一次侧电压更高 第二章 变压器 一、填空： 答：m Φ增大，0I 增大，m Z 减小，Fe p 增大。 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：磁动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d 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， cos 越高， 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：C 3. 一台变比为k ＝１０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 。 Ａ：１６, Ｂ：１６００, Ｃ：０.１６。 答：A 4. ★★变压器的其它条件不变，外加电压增加１０℅，则原边漏抗1X ，副边漏抗2X 和励磁 Ａ：不变，高中高二变压器习题课教案
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第二章_变压器答案
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