电机学_第三章变压器习题
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电机与变压器试题+答案一、单选题(共62题,每题1分,共62分)1.变压器不可以变换交流电的()。
A、频率B、电流大小C、不确定D、电压大小正确答案:A2.需停电后才能调整分接头电压的称();可以带电调整分接头电压的称()。
A、无载调压、无载调压B、无载调压、有载调压C、有载调压、无载调压D、有载调压、有载调压正确答案:B3.三相六极异步电动机,接到频率为50Hz的电网上额定运行时,其转差率SN=0.04,额定转速为()转/分。
A、0B、40C、1000D、960正确答案:D4.在变压器中,仅与一次绕组交链的磁通为()。
A、主磁通B、不确定C、漏磁通正确答案:C5.变压器负载为纯电阻时,负载电流增大,二次侧输出电压将()。
A、下降B、上升C、不变D、以上都有可能正确答案:A6.单相异步电动机改变转向的具体方法是()。
A、对调电容的两端B、对调两绕组之一的首末端C、对调电源的极性D、同时对调两绕组首末端正确答案:B7.铜损耗随着()的变化而变化A、电源电压B、二次侧输出电压C、负载电流D、以上都是正确答案:C8.常用的无励磁调压分接开关的调节范围为额定输出电压的()。
A、±5%B、±10%C、±5%正确答案:A9.三相异步电动机反接制动时,速度接近零时要立即断开电源,否则电动机会()。
A、短路B、反转C、烧坏D、飞车正确答案:B10.改变三相异步电动机转向的方法是( )。
A、改变电源电压B、改变定子绕组中电流的相序C、改变电机的工作方式D、改变电源频率正确答案:B11.三相异步电动机工作时,转子绕组中流过的是()。
A、交流电B、无线电C、脉冲电D、直流电正确答案:A12.()是三相共用一个铁心的变压器,三相之间既有电的联系,又有磁的联系。
A、三相组式变压器B、单相变压器C、三相心式变压器正确答案:C13.一台三相变压器的联接组别为Y,y0,其中“Y”表示变压器的()。
《电机学》课后习题答案华中科技大学辜承林主编第1章 导论1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成?这些材料各有哪些主要特性? 解:磁路:硅钢片。
特点:导磁率高。
电路:紫铜线。
特点:导电性能好,电阻损耗小. 电机:热轧硅钢片, 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器:冷轧硅钢片。
1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的?它们的大小与哪些因素有关?解:磁滞损耗:铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化,磁畴会不停转动,相互间产生摩擦,消耗能量,产生功率损耗。
与磁场交变频率f ,磁通密度B ,材料,体积,厚度有关。
涡流损耗:由电磁感应定律,硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流,涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。
与磁场交变频率f ,磁通密度,材料,体积,厚度有关。
1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同?其大小与哪些因素有关? 解:变压器电势:磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m EfN φ=。
运动电势:线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ,运动速度v ,导体长度l ,匝数N 有关。
1.6自感系数的大小与哪些因素有关?有两个匝数相等的线圈,一个绕在闭合铁心上,一个绕在木质材料上,哪一个自感系数大?哪一个自感系数是常数?哪一个自感系数是变数,随什么原因变化? 解:自感电势:由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。
d L e d t Lψ=-对空心线圈:L Li ψ= 所以die L L dt=-自感:2LL N N m m iiiLNi N φψ===∧=∧ Am l μ∧=所以,L 的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。
闭合铁心µ>>µ0,所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。
因为µ0是常数,所以木质材料的自感系数是常数,铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。
电机与变压器习题及参考答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、变压器的一次绕组与()连接。
A、电动机B、电源C、负载D、不确定正确答案:B2、下列()电器用的电动机不是三相异步电动机。
A、起重机B、风机C、水泵D、电风扇正确答案:D3、直流电机的励磁方式中最常用的方式是()A、复励式B、永磁式C、并励式D、他励式正确答案:C4、下列是直流电机的调速方法的是()A、电枢串电阻调速B、变转差率调速C、变极调速D、变频调速正确答案:A5、二次绕组的额定电压为()。
A、电源电压B、空载电压C、负载电压正确答案:B6、三相异步电动机,当转差率大于1时,此时电动机为()状态。
A、电动机B、发电机C、制动状态正确答案:C7、决定电流互感器次电流大小的因素是 ( )。
A、不确定B、二次侧所接负载C、被测电路D、二次电流正确答案:C8、三相异步电动机与电源相接的是()。
A、机座B、转子绕组C、转子D、三相定子绕组正确答案:D9、三相变压器的额定电压为()。
A、线电压B、电源电压C、相电压正确答案:A10、变压器负载为纯电阻时,负载电流增大,二次侧输出电压将()。
A、下降B、上升C、不变D、以上都有可能正确答案:A11、三相异步电动机工作时,转子绕组中流过的是()。
A、交流电B、无线电C、脉冲电D、直流电正确答案:A12、三相异步电动机工作制为S3,则表示()工作制。
A、周期断续B、连续C、不确定D、短时正确答案:A13、把电能转变成机械能输出的电机是()。
A、变压器B、电动机C、不确定D、发电机正确答案:B14、一台三相异步电动机,额定转速为1450r/min,额定功率为1.1kw,那么额定转矩为()A、7.2B、17.2C、3.2D、5.2正确答案:A15、一台三相变压器的连接组别为YN,d11,其中的“11”表式变压器的低压边()度。
A、相电势相位超前高压边相电势相位300B、线电势相位滞后高压边线电势相位330C、线电势相位超前高压边线电势相位330D、相电势相位滞后高压边相电势相位300正确答案:B16、三相异步电动机能耗制动时()中通入直流电。
电机学习题集变压器题库及答案变压器9-3 为了得到正弦感应电势,当铁心不饱和时,空载电流各成何种波形?为什么?9-4 试说明磁势平衡的概念及其在分析变压器中的作用。
9-5 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?9-6 变压器的其它条件不变,仅将原、副边线圈匝数变化10%,试问对和的影响怎样?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?9-8 一台变压器,原设计频率为50赫兹,现将它接到60赫兹的电网上运行,额定电压不变。
试问对激磁电流,铁哈,漏抗,电压变化率有何影响?9-13 将一台1000匝的铁心线圈接到110伏,50赫兹的交流电源上,由安培表的读数得知,,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、等效电路和矢量图(用同一尺寸画)(2)磁化电流和铁耗电流;(3)两种情况下的相同最大值。
9-14 有一台单相变压器,额定容量KVA,原副边额定电压伏,赫兹。
原副线圈的电阻及漏抗为欧,,,。
试求:(1)折算到高压边的短路电阻,短路电抗及阻抗;(2)折算到低压边的短路电阻,短路电抗及阻抗;(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及其分量,。
(5)求满载及超前等三种情况下的电压变化率并讨论计算结果。
9-15 一台单相变压器,已知,,,,,,,,,当滞后时,副边电流,。
试求:(1) 用近似T形等效电路和简化等效电路求,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。
9-16 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(伏)电流(安)功率(W)电源加在空载 6300 10.1 5000 低压边短路 3240 15.15 14000 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。
第一部分: 变压器第一章 变压器基本工作原理和结构1-1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 0, 产生励磁磁动势F 0, 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 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 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 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。
1-2 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 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 可知 , 2211N 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,2211N U N U ≈, 当U 1 不变时,若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大,所以1122N 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。
1-3 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?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,其变化率为零,不会在绕组中产生感应电动势。
1-4 变压器铁芯的作用是什么,为什么它要用0.35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。
1-5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。
第3章三相变压器思考题与习题参考答案3.1 三相组式变压器和三相心式变压器的磁路结构各有何特点?在测取三相心式变压器的空载电流时,为什么中间一相的电流小于其它两相的电流?答:三相组式变压器的三相磁路彼此独立,互不关联,且各相磁路几何尺寸完全相同;三相心式变压器的三相磁路彼此不独立,互相关联,各相磁路长度不等,三相磁阻不对称。
在外加对称电压时,由于中间相磁路长度小于其它两相的磁路长度,磁阻小,因此,中间一相的空载电流小于其它两相的电流。
3.2 变压器出厂前要进行“极性”试验,如题3.2图所示,在U1、U2端加电压,将U2、u2相连,用电压表测U1、u1间电压。
设变压器额定电压为220/110V,如U1、u1为同名端,电压表读数为多少?如不是同名端,则读数为多少?答:110V,330V题3.2图极性试验图3.3 单相变压器的联结组别有哪两种?说明其意义。
答:有I,I0;I,I6两种。
I,I0说明高、低压绕组电动势同相位;I,I6说明高、低压绕组电动势反相位。
3.4 简述三相变压器联结组别的时钟表示法。
答:把三相变压器高压侧某一线电动势相量看作时钟的长针,并固定指向“0”点,把低压侧对应线电动势相量看作时钟的短针,它所指向的时钟数字便是该变压器的联结组别号。
3.5 试说明为什么三相组式变压器不能采用Y,y联结,而小容量三相心式变压器可以采用Y,y联结?答:因为三相组式变压器三相磁路彼此独立,采用Y,y联结时,主磁路中三次谐波磁通较大,其频率又是基波频率的三倍,所以,三次谐波电动势较大,它与基波电动势叠加,使变压器相电动势畸变为尖顶波,其最大值升高很多,可能危及到绕组绝缘的安全,因此三相组式变压器不能采用Y,y联结。
对于三相心式变压器,因为三相磁路彼此相关,所以,三次谐波磁通不能在主磁路(铁心)中流通,只能通过漏磁路闭合而成为漏磁通。
漏磁路磁阻很大,使三次谐波磁通大为削弱,主磁通波形接近于正弦波,相电动势波形也接近正弦波。
第 3 章3.1 三相变压器组和三相心式变压器在磁路结构上各有什么特点?答:三相变压器组磁路结构上的特点是各相磁路各自独立,彼此无关;三相心式变压器在磁路结构上的特点是各相磁路相互影响,任一瞬间某一相的磁通均以其他两相铁心为回路。
3.2三相变压器的联结组是由哪些因素决定的? 答:三相变压器的联结组是描述高、低压绕组对应的线电动势之间的相位差,它主要与(1)绕组的极性(绕法)和首末端的标志有关;(2)绕组的连接方式有关。
3.4 Y ,y 接法的三相变压器组中,相电动势中有三次谐波电动势,线电动势中有无三次谐波电动势?为什么?答:线电动势中没有三次谐波电动势,因为三次谐波大小相等,相位上彼此相差003601203=⨯,即相位也相同。
当采用Y ,y 接法时,线电动势为两相电动势之差,所以线电动势中的三次谐波为零。
以B A ,相为例,三次谐波电动势表达式为03.3.3.=-=B A AB E E E ,所以线电动势中没有三次谐波电动势。
3.5变压器理想并联运行的条件有哪些? 答:变压器理想并联运行的条件有:(1) 各变压器高、低压方的额定电压分别相等,即各变压器的变比相等; (2) 各变压器的联结组相同;(3) 各变压器短路阻抗的标么值Z k *相等,且短路电抗与短路电阻之比相等。
上述三个条件中,条件(2﹚必须严格保证。
3.6 并联运行的变压器,如果联结组不同或变比不等会出现什么情况? 答:如果联结组不同,当各变压器的原方接到同一电源, 副方各线电动势之间至少有30°的相位差。
例如Y ,y0和Y ,d11 两台变压器并联时,副边的线电动势即使大小相等,由于对应 线电动势之间相位差300,也会在它们之间产生一电压差U∆, 如图所示。
其大小可达U ∆=U N 22sin15°=0.518U N 2。
这样 大的电压差作用在变压器副绕组所构成的回路上,必然产生很大的环流(几倍于额定电流),它将烧坏变压器的绕组。
第一篇 变压器一、思考题(一)、变压器原理部分1、变压器能否用来变换直流电压? 不能。
磁通不变,感应电动势为零,111R U I =,1R 很小,1I 很大,烧毁变压器。
2、在求变压器的电压比时,为什么一般都用空载时高、低压绕组电压之比来计算?电压比应为绕组电动势之比,绕组电动势的分离、计算和测量比较困难。
空载时22202E U U U N ===,11011Z I E U N +-=,10I 很小,一次侧阻抗压降很小,11E U N ≈,所以NN U U E E k 2121≈=,变压器一、二侧电压可以方便地测量,也可以通过铭牌获得。
3、为什么说变压器一、二绕组电流与匝数成正比,只是在满载和接近满载时才成立?空载时为什么不成立?012211I N I N I N =+,0I 和满载和接近满载时的1I 、2I 相比很小,02211≈+I N I N ,所以kN N I I 11221=≈。
空载时,02=I ,比例关系不成立。
4、阻抗变换公式是在忽略什么因素的情况下得到的?在忽略1Z 、2Z 和0I 的情况下得到的。
从一侧看L e Z k I U k kI kU I U Z 22222211====(21kU U =,忽略了1Z 、2Z 。
kI I 21=,忽略了0I )。
(二)、变压器结构部分1、额定电压为V 230/10000的变压器,是否可以将低压绕组接在V 380的交流电源上工作?不允许。
(1)此时,V U 3802=,V U 7.16521230100003801=⨯=,一、二侧电压都超过额定值1.65倍,可能造成绝缘被击穿,变压器内部短路,烧毁变压器。
(2)m fN U Φ=2244.4,磁通超过额定值1.65倍,磁损耗过大,烧毁变压器。
2、变压器长期运行时,实际工作电流是否可以大于、等于或小于额定电流?等于或小于额定电流。
铜耗和电流平方成正比,大于额定电流时,铜耗多大,发热烧毁变压器。
电机与变压器练习题含答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、一台三相变压器的联接组别为Y,y0,其中“Y”表示变压器的()。
A、高压绕组为Y形接法B、低压绕组为△形接法C、高压绕组为△形接法D、低压绕组为Y形接法正确答案:A2、升压变压器的变比为()。
A、KB、K=1C、K>1正确答案:A3、下列()用电设备最可能采用的是三相异步电动机为动力的。
A、电梯B、电动汽车C、电风扇D、洗衣机正确答案:B4、我国电源的额定频率为()。
A、70B、50C、60D、40正确答案:B5、铜损耗随着()的变化而变化A、电源电压B、二次侧输出电压C、负载电流D、以上都是正确答案:C6、从变压器原端到副端的能量是通过()传递的。
A、副端漏磁通B、原端漏磁通C、铁心D、主磁通正确答案:D7、三相异步电动机的机械特性曲线是()。
A、电磁转矩与转差率(或转速)之间的函数关系B、电磁转矩与功率因数之间的函数关系C、电磁转矩与定子电流之间的函数关系D、效率与转差率(或转速)之间的函数关系正确答案:A8、变压器一次、二次绕组的电流与其匝数的关系是()。
A、成正比B、不确定C、成反比D、无关正确答案:C9、三相异步电动机具有的特点不包括()。
A、调速性能好B、使用维护方便C、结构简单D、价格低廉正确答案:A10、直流伺服电动机的结构原理与一般()基本相同。
A、同步电动机B、异步电动机C、直流电动机D、直流发电机正确答案:C11、下列不能实现直流电机反转的方法是()A、改变旋转磁场方向B、改变励磁电流极性C、改变电枢电流极性正确答案:A12、型号为Y200L一8的三相异步电动机磁极对数是()。
A、4B、3C、8D、2正确答案:A13、三相异步电动机空载运行时定子电路的功率因数很低,只有()。
A、0.05B、0.02C、0.5D、0.2正确答案:D14、三相异步电动机的额定频率是指()。
A、不确定B、电动机电源频率C、同步转速D、转子转速正确答案:B15、并联运行就是将两台或多台变压器的一次侧和()分别接于公共的母线上,同时向负载供电。
第三章变压器3.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能变电压,而不能变频率?3.2 变压器铁心的作用是什么?为什么要用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成?3.3 变压器一次绕组若接在直流电源上,二次侧会有稳定的直流电压吗,为什么?3.4 变压器有哪些主要部件,其功能是什么?3.5 变压器二次额定电压是怎样定义的?3.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计?3.7 一台380/220V的单相变压器,如不慎将380V加在低压绕组上,会产生什么现象?3.8 为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通,它们有哪些区别?并指出空载和负载时产生各磁通的磁动势?3.9 变压器空载电流的性质和作用如何,其大小与哪些因素有关?3.11 一台220/110V的单相变压器,试分析当高压侧加220V电压时,空载电流i0呈何波形?加110V时又呈何波形?若110V加到低压侧,此时i0又呈何波形?3.12 当变压器一次绕组匝数比设计值减少而其他条件不变时,铁心饱和程度、空载电流大小、铁损耗、二次侧感应电动势和变比都将如何变化?3.13 一台频率为60H z的变压器接在50H z的电源上运行,其他条件都不变,问主磁通、空载电流、铁损耗和漏抗有何变化?为什么?3.14 变压器的励磁电抗和漏电抗各对应于什么磁通,对已制成的变压器,它们是否是常数?当电源电压降至额定值的一半时,它们如何变化?这两个电抗大好还是小好,为什么?并比较这两个电抗的大小。
3.15 一台220/110V的单相变压器,变比k=N1/N2=2,能否一次绕组用2匝,二次绕组用1匝,为什么?3.16 变压器运行时电源电压降低,试分析对变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁阻抗和铁损耗有何影响?3.17 变压器制造时:①叠片松散、片数不足;②接缝增大;③片间绝缘损伤。
试分析以上几种情况对变压器铁心饱和程度、励磁电流和铁损耗有何影响?3.18 变压器负载时,一、二次绕组各有哪些电动势或电压降,它们产生的原因是什么?并写出电动势平衡方程式。
第二章变压器一、填空:1. ★一台额定频率为60HZ的电力变压器接于50HZ电压为此变压器的5/6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,励磁电抗减小,漏电抗减小。
____2. 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。
3. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时,由于空载电流将 _____________ ,空载损耗将__________ 。
答:空载电流很大,空载损耗很大。
4. ★一台变压器,原设计的频率为50H Z,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。
5. 变压器的副边是通过__________________ 对原边进行作用的。
答:电磁感应作用。
6. 引起变压器电压变化率变化的原因是_____________________ 。
答:负载电流的变化。
7. ★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,烧毁。
8. 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。
9. ★★三相变压器组不宜采用Y,y联接组,主要是为了避免 ___________ 。
答:相电压波形畸变。
10. 变压器副边的额定电压指____________________________ 。
第三章 变压器3.1 变压器有哪几个主要部件?各部件的功能是什么? 变压器的主要部件:铁心:磁路,包括芯柱和铁轭两部分 绕组:电路油箱:加强散热,提高绝缘强度 套管:使高压引线和接地的油箱绝缘 3.2 变压器铁心的作用是什么?为什么要用厚0.35mm 、表面涂绝缘漆的硅钢片制造铁心? 变压器铁心的作用是磁路.铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁耗,用涂绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心,可以大大减小铁耗.3.3 为什么变压器的铁心和绕组通常浸在变压器油中?因变压器油绝缘性质比空气好,所以将铁心和绕组浸在变压器油中可加强散热和提高绝缘强度.3.4 变压器有哪些主要额定值?一次、二次侧额定电压的含义是什么? 额定值 1N I ,2N I ,1N U ,2N U ,N S ,N f1N U :一次绕组端子间电压保证值2N U :空载时,一次侧加额定电压,二次侧测量得到的电压3.5 变压器中主磁通与漏磁通的作用有什么不同?在等效电路中是怎样反映它们的作用的?主磁通:同时交链一次,二次绕组,但是能量从一次侧传递到二侧的媒介,使1122E N E N k ==,实现变压功能漏磁通:只交链自身绕组,作用是在绕组电路中产生电压降,负载时影响主磁通,1E 和二次电压2U 的变化,以及限制二次绕组短路时短路电流的大小,在等效电路中用m Z 反应磁通的作用,用1x δ,2x δ反应漏磁通的作用3.6 电抗σ1X 、k X 、m X 的物理概念如何?它们的数据在空载试验、短路试验及正常负载运行时是否相等?为什么定量计算可认为k Z 和m Z 是不变的?*k Z 的大小对变压器的运行性能有什么影响?在类变压器*k Z 的范围如何?1x δ:对应一次绕组的漏磁通,磁路的磁组很大,因此1x δ很小,因为空气的磁导率为常数,∴1x δ为常数12k x x x δδ=+叫短路电抗m x :对应于主磁通,主磁通所走的磁路是闭合铁心,其磁阻很小,而电抗与磁阻成反比,因此m x 很大.另外,铁心的磁导率不是常数,它随磁通密度的增加而变小,磁阻与磁导率成反比,所以励磁电抗和铁心磁导率成正比由于短路时电压低,主磁通小,而 负载试验时加额定电压,主磁通大,所以短路试验时m x 比空载试验时的m x 大.正常负载运行时加额定电压,所以主磁通和空载试验时基本相同,即负载运行时的励磁电抗与空载试验时基本相等,1x δ,k x 在空载试验,断路试验和负载运行时,数值相等,KK U K I Z =叫短路阻抗1212()()K K K Z R jX R R j x x δδ=+=+++是常数∴不变(12,R R 随温度变化)2112mE fN m I R Z π===(见背面)3.7 为了得到正弦感应电动势,当铁心不饱和与饱和时,空载电流应各呈何种波形?为什么?铁心不饱和时,空载电流Φ与成正比,如感应电势成正弦,则Φ也为正弦变化,∴0i 也为正弦铁心饱和时: 0i 为尖顶波,见123P 图3.83.8 试说明磁动势平衡的概念极其在分析变压器中的作用?一次电流1I 产生的磁动势1F 和二次电流2I 产生的磁动势2F 共同作用在磁路上,等于磁通乘磁组,即 12m m F F R α+=Φ其中α是考虑铁心的磁滞和涡流损耗时磁动势超前磁通的一个小角度,实际铁心的m R 很小,而0mR ≈,则120F F +=,即12F F =-这就叫磁动势平衡,即一二次磁动势相量的大小相等,方向相反,二次电流增大时,一次电流随之增大. 当仅考虑数量关系时,有1122N I N I =即12kI I =或21Ik I =∴利用磁动势平衡的概念来定性分析变压器运行时,可立即得出结论,一,二次电流之比和他们的匝数成反比.3.9 为什么变压器的空载损耗可以近似地看成是铁耗,短路损耗可以近似地看成是铜耗?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? 解: 0Fe P P ≈ ∵空载损耗 2001Fe P mI R P =+空载时0I 很小,∴201mI R 可忽略 ∴0Fe P P ≈k cu P P ≈ ∵k cu Fe P P P =+∵短路试验时外施电压k U 很小, ∴Φ很小,0I 很小 ∴铁耗很小,可忽略铁耗, k cu P P ≈负载时Fe P :与空载时无差别,这是因为当f 不变时,2222FeP B E U ∝∝Φ∝∝负载与空载时一次绕组侧施加的电压基本不变,∴Fe P 基本不变,则不变损耗,严格说,空载时,漏抗压降大∴磁密略低,铁耗略少些cu P :如果是同一电流,则无差别。
第二章变压器一、填空:1.★一台额定频率为60HZ的电力变压器接于50HZ,电压为此变压器的5/6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,励磁电抗减小,漏电抗减小。
2.三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。
3.★如将变压器误接到等电压的直流电源上时,由于空载电流将,空载损耗将。
答:空载电流很大,空载损耗很大。
4.★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。
5.变压器的副边是通过对原边进行作用的。
答:电磁感应作用。
6.引起变压器电压变化率变化的原因是。
答:负载电流的变化。
7.★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,烧毁。
8.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。
9.★★三相变压器组不宜采用Y,y联接组,主要是为了避免。
答:相电压波形畸变。
10.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。
11.★★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。
12.通过和实验可求取变压器的参数。
答:空载和短路。
13.变压器的参数包括,,,,。
答:激磁电阻,激磁电抗,绕组电阻,漏电抗,变比。
14.在采用标幺制计算时,额定值的标幺值为。
答:1。
15.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。
16.★★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。
17.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。
18. 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 。
答:C2. 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:A3. ★★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:A1. 三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:B2. 电压与频率都增加5℅时,穿过铁芯线圈的主磁通 。
A 增加B 减少C 基本不变 答:C3. 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;A4. 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:A5. ★★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:B6. ★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 ,F7. 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:B8. ★★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:B9. ★变压器原边每匝数增加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:B10. 三相变压器的变化是指———之比。
A :原副边相电势B :原副边线电势C :原副边线电压 答:A11. 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/dtB :W 1d Ф/dtC :-W 1d Ф/dt答:C12. ★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:B13. ★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 ,A14. ★★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 ;σ1X ;σ2X ;m X ;U 20 I 0 。
A :变大 B :变小 C :不变 答:A ,B ,C ,B ,A ,A15. ★★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:A16. ★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:B17. 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:C18. ★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:A19. 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. 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,因此负载时空载时感应电势1E 为常数 。
( )答:错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. ★变压器频率增加,激磁电抗增加,漏电抗不变。
( ) 答:错4. ★变压器负载运行时,原边和副边电流标幺值相等 。
( ) 答:错5. ★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6. 变压器空载和负载时的损耗是一样的。
( ) 答:错7. 变压器的变比可看作是额定线电压之比。
( ) 答:错8. 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9. 不管变压器饱和与否,其参数都是保持不变的。
( ) 答:错10. ★★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11. ★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12. ★变压器负载成容性,负载增加时,副边电压将降低。
( ) 答:错13. ★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14. ★★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. 变压器铁芯的作用是什么,为什么它要用0.35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。
2. 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。
3. 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。
4. ★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,φ0与I 0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0Φ 和一次绕组漏磁通σ1Φ ,它们均由一次侧磁动势0F 激励。
负载时有主磁通0Φ,一次绕组漏磁通σ1Φ ,二次绕组漏磁通σ2Φ 。
主磁通0Φ 由一次绕组和二次绕组的合成磁动势即210F F F +=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σ2Φ 由二次绕组磁动势2F 激励。
5. ★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mR N I 100=Φ,和磁化曲线可知,I 0 的大小与主磁通φ0, 绕组匝数N 及磁路磁阻m R 有关。