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． 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：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 ；σ1X ；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
E为常数。（）
1
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/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 φ11-=、dt
d N
e m φ22-=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 φ11-=、dt
d N
e φ22-=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1
222N 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1
F 激励，二次绕组漏磁通σ2Φ 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 10=
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:
)()(11001010010111σσσjX 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，1144.4fN 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 21001100100=⨯=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03211321'1''
'0
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 20=（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 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=≈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**ϕϕϕϕσσX 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。 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σ1E ，一次绕组电阻压降11r I ，主电动势1 E 由主磁通0Φ 交变产生，漏感电动势σ 1E 由一次绕组漏磁通σ1Φ 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2 E ,漏感电动势σ2E ，二次绕组电阻压降22R I ，主电动势2 E 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21F F F m +=,也就是2 21110N 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σσπ12 112Λ=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。 不过在测量变压比时,应在空载时测出原、副边电压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 ϕ由负载而定.当2cos ϕ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 1ϕ=，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=φU 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==φU 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，σ 1X 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 101=，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 .011011I U Z m Ω=== 405.01022 1 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=⨯== 110010102 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111E 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=⨯+=+=+=61.80063.0087.2632.42 221'21R k R R R R k Ω=⨯+=+=+=75.17013.0087.269.82 221'21σσσσX 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。 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8761=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 87621=== N N k 所以 Ω=== 193.037.319.2221' '1k R R Ω===357.137.34.152 21' '1k X X σσ Ω===16.11037.312502 2' 'k R R m m Ω===96.110937.31260022' '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' '1Z 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： 实验名称 电压(V ） 电流（A ） 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' 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 222 2' 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 33 11* 2*110472.810 6.35 .30-⨯=⨯== =N Z R R R 2 3 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 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.★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）， 电机与变压器练习题库含答案 1、三相异步的电动机的额定电压为加在（） A、定子绕组上的相电压 B、转子绕组上的线电压 C、转子绕组上的相电压 D、定子绕组上的线电压 答案：D 2、改变三相异步电动机的旋转磁场方向就可以使电动机（）。 A、减速 B、停止 C、反转 D、降压起动 答案：C 3、三相异步电动机与电源相接的是（）。 A、转子绕组 B、转子 C、三相定子绕组 D、机座 答案：C 4、如果某三相异步电动机的极数为4级，同步转速为1800转/分，那么三相电流的频率为()赫兹。 A、50 B、45 C、30 D、60 答案：D 5、三相异步电动机的额定转速是指（）。 A、任意转速 B、不确定 C、同步转速 D、转子转速 答案：D 6、三相异步电动机能耗制动是将正在转动的电动机从交流电源上切除后，（）。 A、在定子绕组中传入电阻 B、重新接入反相序电源 C、在定子绕组中通入直流电源 D、以上说法都不A 答案：C 7、下列不能实现直流电机反转的方法是（） A、改变励磁电流极性 B、改变旋转磁场方向 C、改变电枢电流极性 答案：B 8、下列不是直流电机的调速方法的是（） A、弱磁调速 B、变频调速 C、电枢串电阻调速 D、改变电枢电源电压调速 答案：B 9、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、±10% B、±5% C、±5% 答案：C 10、自耦变压器有( )个绕组。 A、4 B、2 C、1 D、3 答案：C 11、铁芯用料多，占地面积大，只适用于超高压、特大容量的场合的变压器是（） A、三相组式变压器 B、三相心式变压器 C、单相变压器 答案：A 12、二次绕组的额定电压为（）。 A、空载电压 B、电源电压 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。但三次谐波磁通频率较高，流经油箱壁及其它铁件时会产生涡流损耗，引起局部过热，降低变压器运行效率，因此，只有容量小于1800KVA的三相心式变压器才允许采用Y，y联结。 3.6 在三相组式变压器中，三次谐波磁通是主磁通；而在三相心式变压器中，三次谐波磁通是漏磁通，这一说法对吗？为什么？ 答：对。因为在组式变压器中，三次谐波磁通流经主磁路，数值较大，起到了主磁通的作用；而在 变压器习题选编 一、单项选择题 1、变压器空载损耗 A. 等于铁耗 B. 等于铜耗 C. 大于铁耗 D.小于铜耗 2、变压器（稳态）短路实验所测损耗 A.主要为铜耗 B.主要为铁耗 C.全部为铜耗 D.全部为铁耗 3、变比k=2的变压器，空载损耗250W(从低压侧测得)，短路损耗1000W(从高压侧测得)，则变压器效率最大时，负载系数βm为 A. 1 B. 2 C. 0.5 D. 0.25 4、变压器运行时，其二次端电压反而升高，原因可能是负载呈 A. 容性 B. 感性 C. 纯电阻 D. 都不是 5、一台频率为50Hz、额定电压为220/100V的变压器，如果把一次绕组接到50Hz、380V电源上，则主磁通和励磁电抗变化： A.主磁通增加，励磁电抗增加 B.主磁通增加，励磁电抗减小 C.主磁通减小，励磁电抗增加 D.主磁通减小，励磁电抗增加 6、考虑饱和，当变压器主磁通按正弦规律变化时，空载电流波形为 A. 正弦波 B. 平顶波 C. 方波 D. 尖顶波 7、如空载电流波形按正弦规律变化时，则主磁通波形为 A. 正弦波 B. 平顶波 C. 方波 D. 尖顶波 8、Y,d联接的三相变压器组，外加正弦电压，铁心中磁通基本上是 A. 正弦波 B. 平顶波 C. 方波 D. 尖顶波 9、Y,y联接的三相变压器，其铁心应采用结构 A. 心式 B. 组式 C. 壳式 D. 都可以 10、当一次侧接额定电压并维持不变时，变压器由空载转为满载运行时，其主磁通将会： A.增大 B.减小 C.基本不变 · · · A B C · · · c a b 11、变压器负载电流增大时： A. 原边电流调节增大 B. 原边电流自动增大 C.原边电流自动减小 12、电源电压增加,则变压器的励磁电抗将： A.不变 B. 变小 C.变大 13、欲使变压器的ΔU=0，那么负载性质应为 A.电阻电感性负载 B.纯电阻负载 C.纯感性负载 D.电阻电容性负载 二、填空题 1、变压器的铁心导磁性能越好，其励磁电抗Ｘm 就越 。励磁电流I m 就越__________。 2、变压器负载运行时，当若负载电流增大，其铁心损耗将 。铜耗将__________。 3、通过相量图判断右图的连接组为____________________。 4、变压器副边电流大小和性质决定于 ，当副边电流增大时，原边电流 。 5、额定电压为220/110V 的单相变压器，短路阻抗Z k =0.01+j0.05Ω，负载阻抗为0.6+j0.12Ω，从原边看进去总阻抗大小为__________________。如高压边漏电抗X 1=0.3Ω，折合到副边大小为________。 6、某三相电力变压器带阻感负载运行，在负载因数相同的条件下，cos φ2越高，电压变化率ΔU______；如额定电压为10000/400V 的三相变压器负载运行时，测得副边电压为410V ，负载的性质应是__________________。 第一单元变压器的分类、结构和原理；课题一变压器的分类和用 途；一、填空题（每空1 分）；1．变压器是一种能变换__________ 电压，而_；答案：交流频率电磁感应；2．变压器的种类很多，按相数分为 ________ ；答案：单相三相；3．在电力系统中使用的电力变压器，可分 为____ ；答案：升压降压配电；二、判断题（每题1 分）；1．变压器的 基本工作原理是电流的磁效应；答 第一单元变压器的分类、结构和原理 课题一变压器的分类和用途 一、填空题（每空1 分） 1．变压器是一种能变换 _________ 电压，而____________ 不变的静止电气设备。它是根据_____________ 原理来变换电压以满足不同负载的需 要。 答案：交流频率电磁感应2．变压器的种类很多，按相数分为和变压器； 答案：单相三相 3．在电力系统中使用的电力变压器，可分为 _______________ 变压器、_________ 变压器和_________ 变压器。 答案：升压降压配电 二、判断题（每题1 分）1．变压器的基本工作原理是电流的磁效应。 （）答案：X 2．在电路中所需的各种直流电，可以通过变压器来获得。 （）答案：X 三、简答题（每题3 分） 1、为什么要高压送电 答案：当输出电功率一定时，电压越大，电流越小。 2（1）P 损= IR ，可以减少运输中的损耗。（2）可以节约架设成本。 2、变压器能改变直流电压吗如接上直流电压，会发生什么现象答案：不 能。如果接上直流电压，会使绕组过热而烧毁。 课题二变压器的结构与冷却方式 一、填空题（每空1 分）1．变压器的铁心常用叠装而成，因线圈位置 不同，可分 成_________ 和_________ 两大类。 答案：硅钢片芯式壳式2．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 ；接负载的绕组称为。也可按绕组所接电压高低分为和。答案：一次绕组二次绕组高压绕 组低压绕组 二、判断题（每题1 分）1．储油柜也称油枕，主要用于保护铁心和绕组 不受潮，又有绝缘和 散热的作用。（）答案：X 2．同心绕组是将一次侧、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。（） 答案：X 3.冷轧硅钢片比热轧硅钢片的性能更好。（） 答案：V 三、选择题（每题1 分） 1．油浸式变压器中的油能使变压器（） A 润滑 B 冷却 C 绝缘 D 冷却和增加绝缘性能 答案：D 《电机与电气控制技术》第2版--习题解答--第一章--变压器 《电机与电气控制技术》第2版 习题解答 第一章变压器 1-1 在分析变压器时，对于变压器的正弦量电压、电流、磁通、感应电动势的正方向是如何规定的？ 答：在分析变压器运行时，上述正弦量的正方向规定如下： 1）电源电压正方向与其电流正方向采用关联方向，即两者正方向一致； 2）绕组电流正方向与所建立的磁通正方向符合右手螺旋定则； 3）由交变磁通产生的感应电动势，两者的正方向符合右手螺旋定则。 1-2 变压器中的主磁通和漏磁通的性质和作用是什么？ 答：变压器一次绕组流过正弦交流电流，产生正弦交流磁通，该磁通绝大部分沿变压器铁心闭合且与一、二次绕组同时交链，这部分磁通为主磁通；而另有很少的一部分磁通只与一次绕组交链，且主要经非磁性材料闭合，不只二次绕组交链的磁通为一次绕组的漏磁通。 击穿或烧坏。 1-5 一台单相变压器，额定容量为S N =250KV·A ，额定电压U 1N /U 2N =10KV/0.4KV ，试求一、二次侧额定电流I 1N 、I 2N 。 答：由S N =U 1N I 1N = U 2N I 2N 则I 1N =S N /U 1N =250KV·A/10KV=25A I 2N = S N / U 2N =250KV·A/0.4KV=62'5A 1-6 有一台三相变压器，S N =100KV·A ，U 1N /U 2N =6KV/0.4KV ，Y yn 联结，求一、二次绕组的额定电流。 答：由S N 1122N N N N I I =，而一、二次绕组均为里接， 线电流=相电流 则I '1N =I 1N = 1100KV A 6KV 9.63A N N S =⋅= I '2N =I 2N = 2100KV A 0.4KV 144.5A N N S =⋅= 1-7 有一台三相变压器，S N =500KV·A ，U 1N /U 2N =10.5KV/6.3KV ，Y d 联结，求一、二次绕组的额定电流。 答：由 1122N N N N N S I I = 则： 115000KV A 10.5KV 275.25A N N N I S ==⋅= 215000KV A 6.3KV 458.75A N N N I S ==⋅= 因一次绕组为Y 接，线电流等于绕组相电流，则一次绕组额定电流I '1N =I 1N =275.25A 而二次绕组为d 接， 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。 9－22 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？ 9－23 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） 9－24 变压器的额定电压为220/110伏，若不慎将低压方误接到220伏电源上，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？ 选择题、 1、减少〔A〕可以进步电能的传输效率。 A 。输电电阻；B。输电电流；C。输电电压。 2、进步(C )可以进步电能的传输效率。 A 。输电电阻；B。输电电流；C。输电电压。 3、据统计在电力系统中每1KW发电机功率需装备〔B〕K V·A容量的变压器。 A 。2~3；B。5~8；C。8~10。 4、接电源的绕组和接负载的绕组依次称为〔B〕 A 。二次绕组，一次绕组；B。一次绕组，二次绕组；C。一次绕组，低压绕组。 5、将一次、二次侧线圈套在同一铁心柱的内外层的绕组是〔B〕 A 。交叠绕组；B。同心绕组；C。高压绕组。 6、将上下压线圈绕成饼状，沿铁心轴向交叠放置的绕组是〔A〕 A 。交叠绕组；B。同心绕组；C。高压绕组。 7、热轧硅钢片导磁性能好而损耗小，通常厚度有〔C〕mm两种。 A 。；B。；C。。 8、一般情况下照明电源电压波动不超过〔A〕 A 。±5%；B±10%；C。±15%。 9、一般情况下，动力电源电压波动不超过〔B〕 A 。—15%~20%；B。—5%~10%；C。—25%~30%。 10、变压器中存在着磁通，其中大部分磁统统过铁心交链的一次侧绕组和二次侧绕组，该磁通称为〔B〕 A 。漏磁通；B。主磁通；C。即使主磁通又是漏磁通。 11、变压器中存在着磁通，其中一小部分磁通只通过一次侧绕组周围空间形成闭路，该磁通称为〔A〕 A 。漏磁通；B。主磁通；C。即使主磁通又是漏磁通。 12、电力变压器的油起〔A 〕作用。 Ａ、绝缘和灭弧Ｂ、绝缘和防锈Ｃ、绝缘和散热 13、变压器的最高运行温度受〔B〕耐热才能的影响。 A、金属材料 B、绝缘材料 C、油类 14、变压器油中含微量气泡会使油的绝缘强度(C )。 A 。不变；B。增大；C。下降。 15、变压器油中的(C )对油的绝缘强度影响最大。 A 。凝固点；B。粘度；C。水分。 16、互感器的二次绕组必须一端接地，其目的是( A)。 A 。保护人身及设备的平安；B。防雷；C。起结实作用。 17、电流互感器铁心内的交变主磁通是由( C)产生的。 A 。一次绕组两端的电压；B。二次绕组内通过的电流；C。一次绕组内流过的电流。 电机与变压器复习题库含答案 一、选择题（每空0.5分，共80分） 1、变压器是一种（）的电气设备，它利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电转变为另一种电压等级的交流电。 A.滚动 B.运动 C.旋转 D.静止(正确答案) 2、电力变压器按冷却介质可以分为（）和干式两种。 A.油浸式(正确答案) B.风冷式 C.自冷式 D.水冷式 3、变压器铁心是变压器的（）部分。 A.磁路(正确答案) B.电路 C.油路 D.气路 4、变压器铁芯的结构一般分为（）和壳式两种。 A.圆式 B.角式 C.心式(正确答案) D.球式 5、变压器（）铁芯的特点式铁轭靠着绕组的顶面和底面，但不包围绕组的侧面。 A.圆式 B.角式 C.心式(正确答案) D.球式 6、变压器铁芯硅钢片（）。 A.片厚则涡流损耗大，片薄则涡流损耗小(正确答案) B.片厚则涡流损耗大，片薄则涡流损耗大 C.片厚则涡流损耗小，片薄则涡流损耗小 D.片厚则涡流损耗小，片薄则涡流损耗大 7、关于电力变压器能否转变直流电的电压，下列说法中正确的是（）。 A.变压器可以转变直流电的电压 B. 变压器不能转变直流电的电压(正确答案) C.变压器可以转变直流电的电压，但转变效果不如交流电好 D.以上说法均不正确 8、绕组是变压器的（）部分，一般用绝缘纸包的铜线绕制而成。 A.磁路 B.电路(正确答案) C.油路 D.气路 9、根据高、低压绕组排列方式的不同，绕组分为（）和交叠式两种。 A.同心式(正确答案) B.混合式 C.交叉式 D.异心式 10、变压器冷却装置是起（）的装置，根据变压器容量大小不同，采用不同的冷却装置。 A.绝缘作用 B.散热作用(正确答案) C.导电作用 第1章变压器的基本工作原理和结构思考题与习题参考答案 1.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能够改变电压，而不能改变频率? 答：变压器是根据电磁感应原理实现变压的。变压器的原、副绕组交链同一个主磁通，根据电磁感应定律dt d N e φ=可知，原、副绕组的感应电动势（即电压）与匝数成正比，所以当原、副绕组匝数21N N ≠时，副边电压就不等于原边电压，从而实现了变压。因为原、副绕组电动势的频率与主磁通的频率相同，而主磁通的频率又与原边电压的频率相同，因此副边电压的频率就与原边电压的频率相同，所以，变压器能够改变电压，不能改变频率。 1.2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? 答：若一次绕组接直流电源，则铁心中将产生恒定的直流磁通，绕组中不会产生感应电动势，所以二次侧不会有稳定的直流电压。 1.3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? 答：变压器铁心的主要作用是形成主磁路，同时也是绕组的机械骨架。采用导磁性能好硅钢片材料是为了提高磁路的导磁性能和减小铁心中的磁滞损耗，而用薄的（0.35mm 厚）表面绝缘的硅钢片叠成是为了减小铁心中的涡流损耗（涡流损耗与硅钢片厚度成正比）。 1.4 变压器有哪些主要部件，其功能是什么? 答：变压器的主要部件是器身，即铁心和绕组。铁心构成变压器的主磁路，也是绕组的机械骨架；绕组构成变压器的电路，用来输入和输出电能。除了器身外，变压器还有一些附属器件，如绝缘套管、变压器油、油箱及各种保护装置等。 1.5 变压器二次额定电压是怎样定义的? 答：变压器一次绕组加额定电压，二次绕组空载时的端电压定义为变压器二次额定电压。 1.6 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? 答：变压器传递电能时，内部损耗很小，其效率很高（达95%以上），二次绕组容量几乎接近一次绕组容量，所以双绕组变压器的一次、二次额定容量按相等设计。 1.7 变压器油的作用是什么？ 答：变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质，起绝缘和冷却作用。 1.8 变压器分接开关的作用是什么？ 电机学 第二章 变压器 2-2、一台50Hz 的变压器接到60Hz 的电源上运行，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化？ 解：ΦfN E U N 444.=≈ ，50=f 时，N U N 5044450⨯= .Φ，60=f 时，N U N 6044460⨯=.Φ， 6 5 5060=ΦΦ。 磁通减小为原来的5/6，不考虑磁路饱和，磁通和激磁电流成正比，激磁电流减小； 铁耗变小： 507 05023 12502 31503 12 603160606565566 556Fe Fe m Fe m Fe Fe P P G B f C G B f C P .....⎪⎭ ⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭ ⎫ ⎝⎛=⎪ ⎭ ⎫ ⎝⎛⎪ ⎭ ⎫ ⎝⎛=≈ 漏磁回路磁阻不变，漏电感不变，漏抗变大。 2-14 有一台三相变压器，额定容量kVA S N 5000=，额定电压kV U U N N 361021.=，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）一次、二次侧的额定电流： A U S I N N N 68.2881035000311=⨯==；A U S I N N N 23.4583 .635000 322=⨯== （2）一次、二次侧的额定相电压和相电流： 一次Y 连接：A I I N N 6828811.==φ；kV U U N N 773753 10 311.== =φ； 二次∆连接：A I I N N 57264323458322..===φ；kV U U N N 3622.==φ； 2-20、有一台三相变压器，kV kV U kVA S N N N 3610560021.,==，Y,d11联结组。变压器的开路及短路实验数据为 实验名称 电压/V 线电流/A 三相功率/W 备注 开路试验 6300 7.4 6800 电压加在低压侧 短路实验 550 323 18000 电压加在高压侧 试求一次侧加额定电压时：1）归算到一次侧时近似等效电路参数（实际值和标幺值）；2）满载且802.cos =ϕ（滞后）时，二次侧电压2∙ U 和一次侧电流1∙ I ；3）满载且802.cos =ϕ（滞后）时的额定电压调整率和额定效率。 解：变比：91640363 1021..===φφN N U U k 额定电流：A U S I I N N N N 32310 103105600333111=⨯⨯⨯= = =φ 第二篇 变压器 曾令全主编 电力出版社出版的《电机学》书后习题解答参考答案 第一章 变压器的基本工作原理及结构 1-1 易于绝缘散热，铁心：导磁，构成磁路、绕组：导电，构成电路、油箱：支撑变压器 本体，起到绝缘散的作用、套管：电的导入和导出。 1-2 导磁，构成磁路，降低铁损。 1-3 额定电压，额定电流、额定容量，一次侧加额定电压二次侧的空载电压。 1-4 A 51N =I A 4.2172N =I 1-5 A 5.161N N 1==I I φ A 65.912N =I A 91522N .=φI 第二章 变压器的运行原理 2-1 能量传递媒介的作用，漏磁压降的作用，激磁电抗和漏电抗。 2-2 激磁电抗、漏电抗、短路电抗；激磁电抗不相等，漏电抗和短路电抗相等；因电压不 变，可以认为参数不变；短路阻抗影响短路电流、电压变化率。 2-3 不饱和，为正弦波；饱和为尖顶波，非线性的原因。 2-4 空载电流小，忽略了空载铜耗；短路时电压低，忽略铁耗；略有差别。 2-5 励磁电流下降、铁耗下降、漏抗增大、电压变化率增大。 2-6 一样但计算值差K 2倍。 2-7 去耦合、保持有无功功率（损耗）不变，磁势不变；低压到高压的折算为：电压乘K 、 电流除K 、阻抗乘K 2；用标幺值表示时无需折算。 2-8（1）匝匝222 40721==N N （2）A 74.571N =I k VA 1000N =S （3）kW 10002=P kW 9002=P kW 8502=P 2-9 （1）Ω=Ω=Ω=724.19 747.17 607.8k k k Z x r （2）Ω='Ω='Ω='029.0 02608.0 01265.0k k k Z x r （3）02458.0 0247.0 01191.0 012.02121====* ***x x r r 0548.0 04928.0 02391.0k k k ===***Z x r （4）%928.4 %391.2 %48.5kx kr k ===u u u （5）2.39% 4.87% -1.046%电机学变压器经典习题及问题详解
电机学_第三章变压器习题
电机与变压器练习题库含答案
电机学第3章三相变压器思考题与习题参考答案
华东交大电机学变压器部分习题
电机和变压器练习册习题答案解析
《电机与电气控制技术》第2版--习题解答--第一章--变压器
电机学习题集变压器题库及答案
电机变压器部分选择题高电专业(带答案)
电机与变压器复习题库含答案
电机学第1章变压器的基本工作原理和结构思考题与习题参考答案
电机学习题及答案
曾令全电力出版社出版 《电机学》习题解答答案
相关主题
文本预览