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
m Φ ,0I ,m Z ,Fe p 。（增加，减少或不变） 答：m Φ增大，0I 增大，m Z 减小，
Fe p 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，则 。 A ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越高，B ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低， C ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低，D ：副边电压变化率Δu 越小，效率η越高。 答：D
2. ★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 。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 和励磁电抗m
X 将 。 Ａ：不变，Ｂ：增加１０% ， Ｃ：减少１０% 。 （分析时假设磁路不饱和）答：A 5． 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：B
6． 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：C
7． 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；A
8． 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：A
9． 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：A 10． ★★变压器的其它条件不变，若原副边的匝数同时减少10℅，则1X ，2X 及m X 的大小将 。
A ：1X 和2X 同时减少10，m X 增大
B ：1X 和2X 同时减少到0.81倍, m X 减少
C ：
1X 和2X 同时减少到0.81倍，m X 增加D ：1X 和2X 同时减少10℅，m X 减少答：B
11． ★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 ，F
12． 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：B 13． ★★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：B 14． ★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：B 15． 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：A 16． 磁通ф，电势е正方向如图，W 1匝线圈感应的电势e 为 。
A ：d Ф/dt
B ：W 1d Ф/dt
C ：-W 1d Ф/dt
答：C
17． ★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：A 18． ★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：B
19．★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 ，A
20．★★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 ；
σ
1X ；
σ2X ；m X ；U
20
I 0 。
A ：变大
B ：变小
C ：不变 答：A ，B ，C ，B ，A ，A 21． ★★一台Y/
0y -12和一台Y/0y -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：A
22． ★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：B 23． 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：C 24． ★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：A
25． 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1E 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r 1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/
0y -12和一台Y/0y -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i m ， 产生励磁磁动势f m ，在铁芯中产生交变主磁通φm , 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e 1和e 2，且有
dt
d N
e m
φ1
1-=、dt
d N
e m φ2
2-=显然，由于原副边匝数不等，
即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等，即e 1≠e 2，而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1、U 2≈E 2，故原副边电压不等，即U 1≠U 2, 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dt
d N
e φ
1
1
-=、dt
d N
e φ2
2-=可知
2
211N e N e =，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。
又U 1≈ E 1, U 2≈E 2，因此2
2
11N U N U ≈，当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压
1
1
N U 增大，所以1
2
2
2N U N U =将增大。或者根据m fN E U Φ=≈11144.4，若 N 1减小，则m Φ增大，
又m fN U Φ=2244.4，故
U 2
增大。
3. 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35mm 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。为了减少铁心损耗，采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。
4. 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。 5. 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U 1N 是指规定加到一次侧的电压，二次额定电压U 2N 是指变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。
6. ★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，φm 与i m 呈非线性关系，而漏磁通磁路不饱和，φ1σ
与i 1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m Φ 和一次绕组漏磁通σ1Φ ，它们均由一次侧磁动势10
F 激励。 负载时有主磁通m Φ ，一次绕组漏磁通σ1Φ ，二次绕组漏磁通σ2Φ 。主磁通m
Φ 由一次绕组和二次绕组的合成磁动势即21F F F m +=激励，一次绕组漏磁通σ1Φ 由一次绕组磁动势1F 激励，二次绕组漏磁通σ
2Φ 由二次绕组磁动势2
F 激励。 7. ★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m
m
R N I 1
0=
Φ，和磁化曲线可知，I 0 的大小与主磁通φm , 绕组匝数N 及磁路磁
阻m R 有关。就变压器来说，根据m fN E U Φ=≈11144.4，可知，1
144.4fN U m =
Φ， 因此，m Φ由电
源电压U 1的大小和频率f 以及绕组匝数N 1来决定。
根据磁阻表达式m
l R A
μ=
可知，m R 与磁路结构尺寸l ，A 有关，还与导磁材料的磁导率μ有关。变
压器铁芯是铁磁材料，μ随磁路饱和程度的增加而减小，因此m R 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。 8.
★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。 9.
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。
10. ★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。
11. 变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻r 1很小，为什么空载电流I 0不大？如将它接在
同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？ 答： 因为存在感应电动势E 1, 根据电动势方程：
)()(11001010010111σ
σσjX R I Z I R I X I j jX R I R I E E U m m m ++=+++=+--= 可知，尽管1R 很小，但由于励磁阻抗m Z 很大，所以0I 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
01=E ，01=σE ，因此电压全部降在电阻上，即有11/R U I =，因为1R 很小，所以电流很大。
12. ★★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
144.4fN 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= 1
0，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 212πω==，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
I 、
'0
I ，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 23'222121=
，于是，123'22=m
m r k r k ，因12>k ，13 故m m r r <' ，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。 13. ★★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=≈111 44.4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σ 2X 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 ，σ 2X 的减小而减小。 14. ★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？ 答：一次绕组有主电动势1E ，漏感电动势σ 1E ，一次绕组电阻压降11r I ，主电动势1E 由主磁通0Φ 交变产生，漏感电动势 σ 1E 由一次绕组漏磁通 σ 1Φ 交变产生。一次绕组电动势平衡方程为 )(11111jX R I E U ++-= ；二次绕组有主电动势2E ，漏感电动势σ2E ，二次绕组电阻压降22R I ，主电动势2E 由主磁通0Φ 交变产生，漏感电动势σ2E 由二次绕组漏磁通σ2Φ 交变产生,二次绕组电动势平衡方程为)(2 2222jX R I E U +-= 。 15. 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1 00N I F F m ==，负载时的励磁磁动势是一次侧和二次侧 的合成磁动势，即2 1F F F m +=,也就是221110N I N I N I +=。 16. ★试说明磁势平衡的概念及其在分析变压器中的作用。 答：磁势平衡就是在变压器中，当副边有电流产生时，2I 使得整个磁势减小22I N ，那么原边就要增加1I ，试2211I N I N =?，这就是磁势平衡。在分析变压器中，可据此从一个已知电流求出另一个电流，并知其电 磁本质。 17. 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。 18. ★★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 σ1X 和m X 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 σσπ12112Λ=fN X ，11144.4U fN E m ≈Φ=，所以当原、副边匝数变化±10％时，σ1X 变 化±20％。由于N 变化±10％，而U 不变，使m Φ变化 10％。又因为 m m fN X Λ=212π，磁通m Φ变化 ±10％时m Λ由于饱和影响，m Λ变化±k ％，所以m X 的变化大于±20％。 将外施电压变化±10％时，m Φ也将变化 10％，使 σ1X 不变，m X 的变化大于 10％。这是因为m Φ变化 10％，由于磁路饱和影响，m Λ变化大于 10％。 如果将频率变化±10％，f X ∝σ1，所以 σ1X 变化±10％，而f 变化±10％，则因为U 不变，使m Φ变化 10％。同样使 m X 的变化大于±10％。 19. 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。 20. ★一台Hz 50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，因而电流很大，为1 1R U N 。 如副边开路或短路，对原边电流均无影响，因为Φ不变。 21. ★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m fN E U Φ=≈144.4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。 22. ★★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。 23. ★变压器有载运行时，变比是否改变? 答：变压器的变比2 1 21E E N N k == ，不论空载还是有载，其匝数比是不会改变的。 不过 1U 和2U 。计算出来的K 值更准确。 有载时历测副边电压2U 较2E 相差较大，K 值就不准确。 24. 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N S 一定，功率因数2cos ?由负载而定。当2cos ?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2cos 1?=，变压器输 出的全部是有功功率。 25. ★励磁电抗 m X 的物理意义如何？我们希望变压器的m X 是大还是小好？若用空气心而不用铁心，则 m X 是增加还是降低？如果一次绕组匝数增加5％，而其余不变，则m X 将如何变化？ 如果一次、二次 绕组匝数各增加5％，则 m X 将如何变化？ 如果铁心截面积增大5％，而其余不变，则m X 将大致如何 变化？如果铁心叠装时，硅钢片接缝间存在着较大的气隙，则对m X 有何影响？ 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 m X 大好；用空气心，m X 下降。N 1增加5％，Φm 降低，则m X 增加，Λ==m N L m X m 21ωω；若N 1，N 2各增加5％，m X 仍然同上，增加；铁心面积增加5％，则Λm 增加5％（大致），所以m X 约增加 5％，叠装时硅钢片接缝间存在着较大δ，则 m X 降低。 26. ★★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380V 和220V 的三相电压，试问两种情况下空载电流I 0、励磁电抗m X 和漏抗σ1X 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 ，2201=φ U V ， 每台单相变压器的U 1＝220V ，与原来的空载运行一样。 所以I 0、 m X 与σ1X 均不变。 （2）一次侧加220V ，则1273/2201==φ U V 即每台单相变压器的一次侧所加电压为127V<220V ，所以此时的I 0降低， m X 增加，σ1X 不变。 五、计算 1. ★将一台1000匝的铁心线圈接到110V ，50Hz 的交流电源上，由安培表的读数得知A I 5.01 =， W P 10 1=，把铁心抽去后电流和功率为100A 和10kW 。假设不计漏磁，试 求：(1) 两种情况下 的参数； (2) 磁化电流和铁耗电流； (3) 两种情况下的相同最大值。 解：（1）有铁心时： Ω=== 2205 .0110 11I U Z m Ω=== 405.010221 1 I P R m Ω=-=-=96.19540220222 2m m m R Z X 取出铁心后： Ω=== 1.1100110' 1 10I U Z m Ω=?== 1100 10102 32 '1 '10I P R m Ω=-=-=458.011.12 220200m m m R Z X (2) 有铁心时磁化电流 A Z X I I m m 4454.0220 96 .1955.01 1=?==μ 铁耗电流 A Z R I I m m Fe 091.0220 40 5.01 =?== 当铁心取出后电流的有功分量 A Z R I I m m A 91.901 .11 10000' 1 0=?== 空载电流的无功分量 A Z X I I m m W 64.411 .1458.010000' 1 =?== (3) 有铁心时线圈感应电势111 E U U I Z =-≈ 根据m fN E Φ=44.4得有铁心时磁通的最大值 Wb fN U fN E mF 31104955.01000 5044.411044.444.4-?=??=≈= Φ 当无铁心时感应电势 '1000.45845.8E =?=V 所以无铁心时磁通最大值 Wb fN E m 3'0 102063.01000 5044.48.4544.4-?=??==Φ 2. ★有一台单相变压器，额定容量100N S =kVA ，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）求满载及（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 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。 3. ★一台单相变压器，已知 Ω=19.21R ，Ω=4.151σX ，Ω=15.02R ，Ω=964.02σX ， ，Ω=1250m R ，Ω=12600m X ，匝876 1=N ，匝2602=N ，当8.0cos 2=φ滞后时，副边电流A I 1802 =，V U 60002=。 试求：(1) 用近似等效电路和简化等效电路求11I U 和，并将结果进行比较; (2) 画出折算后的矢量图和T 形等效电路。 解：（1）变压器变比 37.3260 876 21=== N N k 所以 Ω=== 193.037.319.2221' '1 k R R Ω===357.137.34.15221' '1k X X σσ Ω== =16.11037.3125022' 'k R R m m Ω== =96.110937.3126002 2' 'k X X m m 用近似等效电路计算时，以2 U 作参考向量 V U 060002 ∠= A I 67.361802 -∠= 所以 V j j j Z Z I U U 7.208.630716.298708.6300)964.015.0357.1193.0(87.3618006000)(2 ''122''1∠-=--=+++?-∠-∠-=+--= A j I Z U I 9.14106.18467.3618096.110916.1107.208.63072' '1''1''1 ∠=-∠-+∠=-= 故 V U k U 7.221250)7.208.6307(37.3''1 1∠-=∠-?== A k I I *∠=∠==9.14163.5437 .39.14106.184''11 用简化等效电路计算时，仍以2 U 作参考向量 )(2 ''122' '1 Z Z I U U +--= ＝6307.08 2.7?-∠ V A I I 67.361802 ''1-∠-=-= 所以 V U k U 7.221250)7.208.6307(37.3''1 1 ∠-=∠-?== A k I I *∠=∠==13.14342.5337 .313.143180''11 用两种等效电路计算结果相差很小。U 相同，I 略变。 （2） 4. ★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 ' 21 k 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 02 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 446.41.105000524.92 22002 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 222 2' 21 k 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 211'16.667N N N S A I I U ≈= = 所以 kW COS I U P 3.9528.0667.16138.572' 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(2 322*202* 2 2 * 20max =??++????+-=?+++- =k N k P I P S I P I P φη 5.★一台220/110V 、50Hz 的空心变压器。参数如下：Ω=02.01R ，10.036H L =（原线圈自感）， 10.00036H L σ=；Ω=005.02R ，20.009H L =（副线圈自感），20.00009H L σ =，试求（1） 原副线圈的漏抗和变压器的激磁电抗；（2）画出T 型等效电流，将各数值标在等效短路图上，计算空载电流。 解：（1）根据 10.00036H L σ=得， Ω=??==113.000036.0502211ππσσfL X Ω=??==0283.000009.0502222ππσσfL X Ω=??==1131036.050221ππfL X m Ω=?==113.00283.0)110 220( 2 22'2σσX k X （2）它的等效电路图 空载电流 019.26A I = =（高压边） 6.★★一台三相变压器，原、副方额定电压 1210/3.15N N U kV U =，?/Y －11连接，匝电压为14.189V ， 副方额定电流2183.3N A I =。 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1cos 2 =φ、0.9（超前）和0.85（滞后）三种情况下的 负载功率。 解：（1）原方 1 5.7735N kV U ? = = 副方 2 3.15N kV U ? = 所以 407189 .145 .5773189.1411 == = φ N U N 222189 .143150 189.1422 == = φ N U N （2）额定容量 22N N N S I 3.15183.31000N KVA S ?= 157.74N A I = == （3）因 22cos φN S P = 所以当1cos 2 =φ时 2P =1000 W 当9.0cos 2 =φ时 2P =1000×0.9＝900 w 当85.0cos 2 =φ时 2P =1000×0.85＝850 w 7.★一台3kVA ，230/115V 单相变压器，原线圈电阻Ω=3.01R ，副线圈电阻Ω=05.02R ，原线圈漏抗 Ω=8.01σX ，副圈漏抗Ω=1.02σX ，铁耗W p Fe 45=，额定负载时铜耗W p cu 85=。 求：(1) 副方功率因数为0.9（滞后）时的电压变化率； (2) 供给3.04kw ，功率因数为0.95（滞后）负载时的效率。 解：（1） 1300013.043230230N N S A I = == 23000 26.087115115 N N S A I = == 11117.634N N N U Z I = =Ω 222 4.408N N N U Z I = =Ω 所以 0284.0408 .405 .0634.173.02211* 2*1* =+=+= +=N N k Z R Z R R R R 0681.0408 .41 .0634.178.02211*2*1*=+=+= +=N N k Z X Z X X X X σσσσ 故副方8.0cos 2 =φ(滞后)时电压变化率 %100)sin cos (2* 2*?+=?φφk k X R u ＝5.524％ （2）供给负载3.04kw 时，如不考虑电流对u ?的影响时， %100)sin cos (2* 2*?+=?φφk k X R u ＝0.028×0.95+0.0681 ＝4.78％ 此时端电压 V u U U N 5.109)0478.01(115)1(2' 2 =-?=?-= 此时负载电流2' 2 ' 23040 27.76109.5 P A I U === 这个电流对电压变化率的影响为 ''2u u I * ?=? 所以考虑电流变化对电压变化率的影响后电压变化率 %09.5%78.4087 .2676 .27=?= ?u 端电压 2115(10.0509)109.17V U =?-= 负载电流 22 2304027.85109.17 P A I U === 在这个负载时变压器的铁耗不变，铜耗为 W P I p k cu 88.9685)087 .2685.27( 2 2 * 2=?== 所以供给3.04kw 、功率因数为0.95（滞后）负载时的效率为 %54.95%10088 .964530403040 %100022=?++=?++= cu p P P P η 8．★一台单相变压器50kVA 、7200/480V 、60Hz 。其空载和短路实验数据如下 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m Φ ,0I ,m Z ,Fe p 。（增加，减少或不变） 答：m Φ增大，0I 增大，m Z 减小，Fe p 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 ， ， ， ， 。 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 。 第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 dt d N e Φ-=1 1 dt d N e Φ-=2 2 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器； 按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 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 第二章电力系统基本知识 一、单项选择题 1、电力系统是由（A）组成的整体。 A. 发电厂、输配电线路、变配电所和用电单位 B. 发电厂、输配电线路、变配电所 C. 发电厂、输配电线路、变配电所和用电单位 D. 发电厂、变配电所和用电单位 2、发电厂与用电负荷中心相距较远，为了减少网络损耗，所以必须建设（B）、高压、超高压输电线路，将电能从发电厂远距离输送到负荷中心。 A. 降压变电所 B. 升压变电所 C. 中压变电所 D. 低压变电所 3、交流高压输电网一般指110KV、（D ）电网。 A. 10KV B. 20KV C. 35KV D. 220KV 4、高压配电网一般指（C ）、110KV及以上电压等级的配电网。 A. 10KV B. 20KV C. 35KV D. 480V 5、电力生产的特点是（A）、集中性、适用性、先行性。 A. 同时性 B.广泛性 C.统一性 D. 不定性 6、在负荷不变的情况下配电系统电压等级由10KV提高到20KV，功率损耗降低至原来的（D）。 A. 10％ B. 15％ C. 20％ D. 25％ 7、对于电力系统来说。峰谷差越（A），用电越趋于合理。 A. 小 B. 大 C. 稳定 D.不变 8、发电厂、电网经一次投资建成之后，它就可以随时运行，电能（A）时间、地点、空间、气温、风雨、场地的限制，与其他能源相比最清洁、无污染，对人类环境无害的能源。 A.不受或很少受 B. 很受 C. 非常受 D.从来不受 9、下列各项，一般情况下属于一类用电负荷的是（B）。 A. 农村照明用电 B. 中断供电时将造成人身伤亡 C. 市政照明用电 D. 小企业动力用电 10、一类负荷重的特别重要负荷，除由（B）独立电源供电外、还应增设应急电源，并不准将其他负荷接入应急供电系统。 A.一个 B. 两个 C. 三个 D.四个 11、（A）是电力网中线路连接点，是用以变换电压、交换功率和汇集分配电能的设施。 A. 变、配电所 B. 发电厂 C. 输电线路 D. 配电线路 12、按变电所在电力系统中的位置、作用及其特点划分，变电所的主要类型有枢纽变电所、区域变电所、地区变电所、（A）地下变电所和无人值班变电所等。 A. 配电变电所 B. 110KV变电所 C. 10KV变电所 D. 35KV变电所 13、变、配电所一次主接线中所用的电气设备，称为（D）。 A.通信设备 B. 运动设备 C. 二次设备 D.一次设备 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=?== 第二章交变电流 第六节变压器 A级抓基础 1．如图，可以将电压升高供电给电灯的变压器是( ) 解析：A图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A错误；B图中，副线圈匝数比原线圈匝数多，所以是升压变压器，故B正确；D图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故D错误；C图中，原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故C错误，故选B. 答案：B 2．(多选)利用变压器不可能做到的是( ) A．增大电流 B．升高电压 C．减小频率D．增大功率 解析：根据变压器的工作原理可以知道，变压器可以改变电压和电流，不可能增大功率和改变频率． 答案：CD 3.用一理想变压器向一负载R供电，如图所示，当增大负载电阻R时，原线圈中电流I1和副线圈中电流I2之间的关系是( ) A．I2增大，I1也增大B．I2增大，I1减小 C．I2减小，I1也减小D．I2减小，I1增大 解析：原线圈电压、匝数比不变，输出电压不变，则负载电阻R增大，I2变小，I1也变小．答案：C 4．一台理想变压器的原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1 200匝，在原线圈两端接有一电动势为10 V的电池组，则在副线圈两端的输出电压为( ) A．0 V B．1.2 V C．120 V D．小于120 V 解析：电池组中的电流属于恒定电流，原线圈中无变化的磁通量，副线圈中不产生感应电动势． 答案：A 5．(多选)图甲的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55Ω，A、V为理想电流表和电压表 ，若原线圈接入如图乙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( ) 图甲 图乙 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 解析：由I ＝U R 得I ＝110 55A ＝2 A ，A 正确．理想变压器中U 1U 2＝n 1n 2，所以n 1n 2＝U 1 U 2＝U m 2U 2＝220110＝21，B 错误．测量交流电时电表示数为有效值，C 正确．由题图乙知T ＝0.02 s ，由f ＝1 T 得f ＝50 Hz ， D 错误． 答案：AC 6.如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U ，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n 1∶n 2和电源电压U 1分别为( ) A ．1∶2 2U B ．1∶2 4U C ．2∶1 4U D ．2∶1 2U 解析：设灯泡正常发光时的电流为I ，则I 1＝I ，I 2＝2I .由n 1n 2＝I 2I 1得n 1n 2＝21.由U 1′U 2＝n 1n 2得U 1′＝ n 1 n 2U 2＝2U .故U 1＝4U ，C 正确． 答案：C B 级 提能力 7．将输入电压为220 V ，输出电压为6 V 的变压器改装成输出电压为24 V 的变压器．已知副线圈原来的匝数为36匝，现不改原线圈的匝数，则副线圈应增绕的匝数为( ) A ．144匝 B ．108匝 C ．180匝 D ．540匝 解析：由U 1U 2＝n 1n 2有2206＝n 136，22024＝n 1 n 2 ，解得n 2＝144，所以应增加的匝数Δn 2＝n 2－36＝108(匝)．故 选B. 答案：B 8．有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，CD 之间加上输入电压，转动滑动触头P 就可以调节输出电压．图中A 为交流电流表，V 为交流电压表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，CD 两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( ) 第二章电力变压器题库重点题指南（77题） （用于模拟试卷组卷） 一、选择题（39题） 1、变压器按用途可分为电力变压器、特种变压器和（）。【★★☆☆☆】 A. 干式变压器 B. 自耦变压器 C.仪用互感器 正确答案:C 2、变压器稳定温升的大小与（）相关。【★★☆☆☆】 A. 变压器的损耗和散热能力等 B. 变压器周围环境的温度 C. 变压器绕组排列方式 正确答案:A 3、变压器的绕组与铁芯之间是( )的。【★★☆☆☆】 A. 绝缘 B. 导电 C. 电连接 正确答案:A 4、干式变压器是指变压器的（）和铁芯均不浸在绝缘液体中的变压器。【★★☆☆☆】 A. 冷却装置 B. 绕组 C. 分接开关 正确答案:B 5、将两台或多台变压器的（）分别接于公共母线上，同时向负载供电的变压器的连接方式称为变压器的并列运行。【★★☆☆☆】 A. 一次侧和二次侧绕组 B. 一次侧绕组 C. 二次侧绕组 正确答案:A 6、变压器稳定温升的大小与（）和散热能力等相关。【★★☆☆☆】 A. 变压器周围环境的温度 B. 变压器绕组排列方式 C. 变压器的损耗 正确答案:C 7、电力变压器的电压低，一般其容量一定（）。【★★☆☆☆】 A. 小 B. 大 C. 不确定 正确答案:A 8、三相变压器绕组的连接形式有星形接法（Y接）、（）曲折形接法（Z接）。【★★☆☆☆】 A. 串联接法 B. 并联接法 C. 三角形接法（D接） 正确答案:C 9、容量在630kVA及以上的变压器，且无人值班的，每周应巡视检查（）。【★★☆☆☆】 A. 一次 B. 两次 C. 三次 正确答案:A 10、变压器铁芯采用的硅钢片主要有（）和冷轧两种。【★★☆☆☆】 A. 交叠式 B. 同心式 C. 热轧 正确答案:C 11、变压器一、二次侧感应电势之比可以近似地认为等于（）之比。【★★☆☆☆】 A. 一、二次侧电流最大值 B. 一、二次电压最大值 C. 一、二次电压有效值 正确答案:C 12、变压器理想并列运行的条件中，变压器的电压比允许有( )的差值。【★★☆☆☆】 A. ±5％ B. ±10％ C. ±15％ 正确答案:A 13、容量在630kVA以下的变压器，在每次合闸前及拉闸后应检查（）。【★★☆☆☆】 A. 一次 B. 两次 C. 三次 正确答案:A 14、三相变压器的额定电流等于（）。【★★★☆☆】 A. 变压器额定容量除以额定电压的3倍 B. 变压器额定容量除以额定电压的3倍 C. 变压器额定容量除以工作相电压的3倍 正确答案:B 15、当变压器内部发生故障产生气体，或油箱漏油使油面降低时，（）能接通信号或跳闸回路，以保护变压器。【★★☆☆☆】 A. 气体继电器 B. 冷却装置 C. 吸湿器 正确答案:A 16、变压器正常运行时，变压器的温度达到（）的温升称为稳定温升。【★★☆☆☆】 A. 最大时 B. 稳定时 C. 最低时 正确答案:B 17、变压器利用电磁感应原理，能将交流电能转变为不同的（）。【★★☆☆☆】 A. 频率等级 B. 电流等级 第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器； 按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 2.铁心形式 铁心是变压器的主磁路，电力变压器的铁心主要采用心式结构 。 二、绕组 1.绕组的材料 铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。 2.形式 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， 第二章变压器风冷系统的工作原理 2.1 电力变压器发热及冷却原理 2.1.1 变压器发热过程 电力变压器运行时,由于在铁芯和线圈上产生损耗，产生的热量经过其所处介质散发到周围空气中,这一过程将引起变压器发热，以及变压器温度升高。为了保护变压器及其元器件的正常运行，必须采取有效的冷却措施限制变压器的温升。变压器运行时，线圈和铁芯温度升高,起初，温度上升速度较快，随着温度升高到一定程度，线圈和铁芯与其周围的冷却介质形成温度差,将温度传递给介质，介质吸收热量温度增高,线圈和铁芯的温升减缓,在这个过程中,线圈和铁芯温度达到稳定状态，形成动态的热平衡。 2.1.2 变压器冷却过程 变压器的冷却过程需要经过多重传热。包括变压器油与铁芯表面传热，变压器油与冷却器箱体内表面传热，空气与冷却器箱体外表面传热三个过程。 线圈和铁芯产生的热量,由内部最热点传到与油接触和外表面,热量传到表面后,与周围介质油产生温度差,通过对流作用将部分热量传给附近的油,从而使油温逐渐上升。 当油温升高后,热油向上流动与油箱相接触将热量传导油箱外壁，散热后的油再向下流动重新流入线圈,形成闭合的对流回路，这一过程中，变压器油箱外壁温度逐渐升高。 油箱内壁吸收热量后，热量从壁的内侧传导到外侧(箱壁的内外温差不大,一般不超过3℃）与周围环境形成温差,通过与空气对流和辐射,将热量散发到周围空气中。 在强迫油循环系统中，潜油泵在冷却器中就是采用施加压力的作用，加速变压器油的流动,增强热对流。变压器油的热对流包括两种形式，即热传导和热辐射，两个过程同时进行。变压器箱壁内侧的热量从变压器油中以热传导和热辐射的形式传给冷却器，变压器箱壁外测热量从箱壁以热传导和热辐射的形式传给空气。冷却器—风扇的作用就是加速吹变压器箱壁外侧的空气流动,加快变压器的散热过程，如图2-1所示。 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=Φ65' 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=?== 【 第二章 电力变压器试题(20～51) 一、单项选择题（每题的备选项中，只有一项最符合题意，每题1分，错选或不选为0分，总计40分） 1.电力变压器按冷却介质分为（C ）和干式两种。 P20 A.风冷式；B.自冷式；C.油浸式； 2.远距离输送电能，首先要将发电机的输出电压通过升压变压器升高到几万伏或几十万伏，以减小输电线上的（B ） P20 A.电阻；B.能量损耗；C.电感； 3.在单相变压器闭合的铁芯上绕有（B ）相互绝缘的绕组。 P21 A.一个；B.两个；C.五个； 4.当频率为f 的交流电源电压加到一、二次侧绕组匝数分别为N 1、N 2的变压器的一 次绕组后，一次侧绕组中的感应电动势为（A ）。 P21 A.Φ=m N E f 1144.4；B.Φ=m N E f 2144.4；C.Φ=m N E f 2122.2 5.如果忽略变压器内部损耗，则变压器二次绕组的输出功率（A ）一次绕组输入功率。P22 A.等于； B.大于； C.小于； 6.变压器的一、二次侧绕组匝数之比可以近似地认为等于（B ）之比。 P22 A.一、二次侧电压瞬时值； B.一、二次侧电压有效值； C.一、二次侧电压最大值； 7.在忽略变压器内部损耗情况下，变压器的一、二次电流之比与（A ）之比成反比。P22 A.一、二次侧感应电势有效值； B.一、二次侧感应电势最大值； C.一、二次侧感应电势瞬时值； 8.变压器的铁芯结构一般分为（B ）和壳式两类。 P23 A.同心式； B.心式； C.交叠式； 9.变压器的铁芯采用的硅钢片主要有（B ）和热轧两种。 P24 A.交叠式；B 冷轧；C.同心式； 10.变压器的铁芯采用导磁性能好的硅钢片叠压而成，能减小变压器的（A ） P24 A.铁损耗； B.铜损耗； C.机械损耗； 11.变压器的绕组与铁芯之间是（A ）的。 P24 A.绝缘； B.导电； C.电连接； 第二章 变压器的电磁关系 知识点一：变压器空载运行 1、根据变压器内部磁场的实际分布和所起的作用不同，通常把磁通分为 和 ，前者在 闭合，起 作用，后者主要通过 闭合，起 作用。 2、变压器空载电流由 和 两部分组成，前者用来 ，后者用来 。 3、变压器励磁电流的大小受 、 、 、 和 等因素的影响。 4、变压器等效电路中的m x 是对应于 的电抗，m r 是表示 的电阻。 5、变压器的漏抗Ω=04.01x ，铁耗W p Fe 600=，今在一次施加很小的直流电压，二次开路，此时=1x Ω，=Fe p W 。 6、一台已制成的变压器，在忽略漏阻抗压降的条件下，其主磁通的大小主要取决于 和 ，与铁心材质和几何尺寸 （填有关、无关） 7、建立同样的磁场，变压器的铁心截面越小，空载电流 ；一次绕组匝数越多，空载电流 ，铁心材质越好，空载电流 。 8、变压器一次绕组匝数减少，额定电压下，将使铁心饱和程度 ，空载电流 ， 铁耗 ，二次空载电压 ，励磁电抗 。 9、变压器一次绕组匝数、铁心截面一定，当电源电压及频率均减半，则铁心磁密 ，空载电流 。 10、变压器空载运行时一次绕组空载电流很小的原因是 。 （A ） 原绕组匝数多电阻大； （B ） 原绕组漏抗很大； （C ） 变压器的励磁阻抗很大。 11、一台V U U N N 110/220/21=的单相变压器空载运行，一次侧接220V 时铁心主磁通为0Φ，二次侧接110V 时铁心主磁通为' 0Φ，则 。 （A ）'00Φ=Φ； （B ）'00Φ>Φ； （C ）'00Φ<Φ。 12、变压器其他条件不变，若一次侧匝数增加10%，21,x x 及m x 的大小将 。 （A ）1x 增加到原来的1.1倍，2x 不变，m x 增大； （B ）1x 增加到原来的1.1倍，2x 不变，m x 减少； （C ）1x 增加到原来的1.21倍，2x 不变，m x 增大； 第二章 2 . 1 变压器能改变交流电的电压和电流,能不能改变直流电的电压和电流?为什么? 答: 变压器能改变交流电的电压和电流,但不能改变直流电的电压和电流。因为变压器是应用电磁感应原理而工作的,只有当一次绕组接交流电源时, 一次绕组才会流过交流电流,在铁心中产生变化的磁通,从而在二次绕组中产生感应电动势;如果一次绕组接直流电源,则一次绕组流过的是直流电流, 在铁心中产生的磁通是恒定不变的,不能在二次绕组中产生感应电动势,所以变压器只能改变交流电的电压和电流,不能改变直流电的电压和电流。 2 . 2 变压器的铁心为什么要用硅钢片叠成而不用整块钢制成? 答: 变压器的绕组流过交流电流时会在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗,统称为铁损耗。磁滞损耗与铁磁材料的磁滞回线面积有关, 硅钢片的磁滞回线较窄, 磁滞损耗较小。涡流损耗与铁磁材料的电阻成反比,与钢片厚度的平方成正比, 硅钢片是在电工钢中加入少量的 硅而制成, 电阻率较大, 用硅钢片叠成的铁心, 铁损耗较小,所以变压器的铁心要用硅钢片叠成而不用整块钢制成。 2 . 3 一台变压器额定电压为220 /110 V ,若把二次绕组( 110 V )接在220 V交流电源上,主磁通和励磁电流将如何变化? 答:若忽略变压器绕组漏阻抗压降,则绕组的端电压与感应电动势相等。正常工作时铁心磁路处于饱和状态。若把额定电压为110 V的二次绕组接在220 V交流电源上, 二次绕组感应电动势将增大一倍, 感应电动势与铁心磁通成正比,所以铁心磁通也将增大一倍,由于铁心磁路处于饱和状态, 励磁电流将不只是增大一倍,而将增大许多倍。 2 . 4 一台变压器一次绕组额定电压为220 V ,不小心把一次绕组接在220 V的直流电源上, 一.变压器的工作原理 变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 1.变压器 ---- 静止的电磁装置 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 变压器原理图（图3.1.2） 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 设 一次绕组的二次绕组的 电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为φm ,该磁通量称为主磁通 请注意图3.1.2 各物理量的参考方向确定。 2.理想变压器 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化， 则有 不计铁心损失，根据能量守恒原理可得 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系 令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则 二.变压器的结构简介 1.铁心 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成 铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种 心式变压器结构示意图(图3.1.6) 2.绕组 绕组是变压器的电路部分， 它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成 变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如上图）：当一次侧绕组上加上电压ú1时，流过电流í1，在铁芯中就产生交变磁通?1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势é1，é2，感应电势公式为：E=4.44fN?m 式中：E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 ?m--主磁通最大值 由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压ú1和ú2大小也就不同。 当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（í0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流í2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流í0，一部分为用来平衡í2，所以这部分电流随着í2变化而变化。 第二章电力变压器 说明：蓝色是应选择的正确答案；红色是题中错误的表述。 第一节变压器的工作原理 1.变压器是一种(静止)的电气设备。P20 2.变压器利用电磁感应原理，能将交流电能转变为不同的(电压等级)。P20 3.变压器利用电磁感应原理，可以对（交流电能）进行变换。P20 4.变压器是利用电磁力定律将一种电压等级的交流电能转变为另一种电压等级的交流电能。( × )（电磁感应）P20 5.变压器是利用电磁感应原理将一种电压等级的直流电能转变为另一种电压等级的直流电能。( × ) (交流)P20 6.变压器按用途可分为电力变压器、特种变压器和（仪用互感器）。P20 7.变压器按用途可分为（电力变压器、特种变压器、仪用互感器）。P20 8.电力变压器按冷却介质分为(干式、油浸式)。P20 9.电力变压器按冷却介质分为（干式）和油浸式两种。P20 10.远距离输送电能时，首先要将发电机的输出电压通过升压变压器升高到几万伏或几十万伏，以减小输电线上的(电流和能量损耗)。P20 11.发电厂的发电机输出电压通常为（6.3kV、10.5kV），最高不超过20kV。P20 12.发电厂的发电机输出电压通常为6.3kV，（10.5kV），最高不超过20kV。P20 第一节变压器的工作原理与结构 13.在单相变压器(闭合)的铁芯上绕有两个互相绝缘的绕组。P21 14.在单相变压器的两个绕组中，与电源连接的一侧叫做(一次侧绕组)。P21 15.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，以下说法正确的有（在变压器铁芯中将产生 交变磁通、如果变压器的二次侧绕组与外电路负荷连通，就会有电能输出）。P21 16.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，在一次侧绕组中会有(交流)电流流过。P21 17.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，在一次侧绕组中会有直流电流流过。( × )（交流）P21 18.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，在变压器铁芯中会产生直流磁通。( ×) (交变)P21 19.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，在变压器铁芯中产生的交变磁通只穿过二次侧绕组。( × ) (不仅穿过一次侧绕组，同时也穿过二次侧绕组)P21 20.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，如果变压器的二次侧绕组与(外电路负荷)连通，就会有电能输出。P21 21.当（交流电源电压）加到变压器的一次绕组后，如果变压器的二次侧绕组与外电路负荷连通，都会有电能输出。P21 22.变压器的绕组与铁芯之间是(绝缘)的。P21-24 23.当频率为f的交流电源电压，加到一、二次绕组匝数分别为N1、N2的变压器的一次绕组后，以下说法正确的为（一次侧绕组中的感应电势为E1=4.44fN1Φm、二次侧绕组中的感应电势为E2=4.44fN2Φm）。P21 24.当频率为f的交流电源电压加到一、二次侧绕组匝数分别为N1、N2的变压器的一次绕组后，一次侧绕组中的感应电势为(E1=4.44fN1)。P21 25.变压器一、二次感应电势有效值之比等于(一、二次侧绕组匝数之比、变压器的变比)。P22 26.变压器一、二次侧感应电势最大值之比等于一、二次侧电压瞬时值之比。(× ) (电压有效值)P22 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m_—I。,Z m——P Fe __________________ 。（增加，减少或不变） 答：m增大，I 0增大，Z m减小，P Fe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。 第二章电力变压器复习题 一、单选题： 1、远距离输送电能时，首先耍将发电机的输出电压通过升压变压器升高几万伏或几十万伏，以减小( )上的能量损耗。 A.发电机B．变压器C．输电线 2、在电力系统中，变压器能将不同( )的线路连接起求。 A．电阻等级B．电抗等级C．电压等级 3、发电厂的发电机输出电压通常为6．3kV，( )，最高不超过20kV。 A．10.5kV B．11.5kv C．12.5kV 4、线损是指电能从发电厂到用户的输送过程中不可避免地发生的( )损失。 A．电压B．电流C．功率 5、变压器按用途可分为特种变压器、仪用互感器和( )。 A．电力变压器B．升压变压器C．降压变压器 6、变压器按用途可分为电力变压器、特种变压器和( )。 A.干式变压器B．自耦变压器C．仪用互感器 7、几万伏或几十万伏高压电能输送到负荷区后，必须经过不同的降压变压器将高电压降低为( )，以满足各种负荷的需要。 A 不同等级的频率B．不同等级的电压C．不同频率的电流． 8、几万伏或几十万伏高压电能输送到( )后，必须经过不同的降压变压器将高电压降低为不同等级的电压，以满足各种负荷的需要。 A．发电站B．发电厂C．负荷区 10、几万伏或几十万伏高压电能输送到负荷区后，必须经过不同的( )将高电压降低为不同等级的电压，以满足各种负荷的需要。 A．降压变压器B．升压变压器C．自耦变压器 11、变压器利用电磁感应原理，能将( )转变为不同的电压等级。 A．直流电能B．交流电能C．热能 12、电力变压器按冷却介质分为( )和油浸式两种。 A．风冷式B．自冷式C．干式 13、远距离输送电能时，首先要将发电机的输出电压通过升压变压器升高到( )，以减小输电线上的能量损耗。 A．几千伏B．几百伏C．几万伏或几十万伏 P2014、发电厂的发电机输出电压通常为6.3kV，10.5kV，最高不超过( )。 A．20kV B．25kV C．30kV 15、变压器利用电磁感应原理，能将交流电能转变为不同的( )。 A．频率等级B．电流等级C．电压等级 16、以高压甚至超高压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的送电网络称为( )。 A．发电网B．输电网C．配电网 17、我国电力系统中，线路始端的最低电压等级为( )。 A．0．20kV B．0．38kV C．O．4kV P2118、在单相变压器( )的铁芯上绕有两个互相绝缘的绕组。 A．闭合 B.断开C．并联 19、当频率为f交流电压加到一、二次侧绕组匝数分别为N1、N2的变压器一次绕组后，一次侧绕组中感应电动势为( ) A. E1=4.44fN1Φm B.E1=4.44fN2Φm C．E1=2.22fN1Φm第二章 自编变压器习题与答案
第二章_变压器答案
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第二章电力系统基本知识答案
第二章-变压器习题及其答案
高中物理 第二章 交变电流 第六节 变压器练习 粤教版选修3-2
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电机与拖动础课后习题答案(许建国版)第二章
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第二章 电力变压器复习题
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