-變壓器答案解析

1、WORD完美格式編輯第二章變壓器一、填空:1. 變壓器空載運(yùn)行時功率因數(shù)很低，其原因為 。答：激磁回路的無功損耗比有功損耗大很多，空載時主要由激磁回路消耗功率。2. 變壓器的副端是通過 對原端進(jìn)行作用的。答：磁動勢平衡和電磁感應(yīng)作用。3. 引起變壓器電壓變化率變化的原因是 。答：負(fù)載電流的變化。4. 聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因為 。答：若連接，將在變壓器之間構(gòu)成的回路中引起極大的環(huán)流，把變壓器燒毀。5. 變壓器副邊的額定電壓指 。答：原邊為額定電壓時副邊的空載電壓。6. 通過 和 實驗可求取變壓器的參數(shù)。答：空載和短路。7. 變壓器的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括 ， 。答：激磁電阻，激磁電抗，繞組

2、電阻，漏電抗，變比。8. 在采用標(biāo)幺制計算時，額定值的標(biāo)幺值為 。答：1。9. 既和原邊繞組交鏈又和副邊繞組交鏈的磁通為 ，僅和一側(cè)繞組交鏈的磁通為 。答：主磁通，漏磁通。10. 變壓器的一次和二次繞組中有一部分是公共繞組的變壓器是 。答：自耦變壓器。11. 并聯(lián)運(yùn)行的變壓器應(yīng)滿足（1），（ 2）（3）的要求。答：（1）各變壓器的額定電壓與電壓比應(yīng)相等；（2）各變壓器的聯(lián)結(jié)組號應(yīng)相同；（3）各變壓器的短路阻抗的標(biāo)幺值要相等，阻抗角要相同。12. 變壓器運(yùn)行時基本銅耗可視為 ，基本鐵耗可視為 。答：可變損耗，不變損耗。、選擇填空1. 一臺三相電力變壓器SN=560kVA, U1N . U2N =

3、10000/400（v）, D,y 接法，負(fù)載時忽略勵磁電流，低壓邊相電流為808.3A時，則高壓邊的相電流為 。A : 808.3A，B: 56A，C: 18.67A，D: 32.33A。答：C2. 一臺變比為k =10的變壓器，從低壓側(cè)作空載實驗，求得副邊的勵磁阻抗標(biāo)幺值為16,那末原邊的勵磁阻抗標(biāo)幺值是。A:16 ,B：1600 ,C：0 . 16。答: A3. 變壓器的其它條件不變，外加電壓增加10%,則原邊漏抗X1，副邊漏抗X2和勵磁電抗 Xm將5.10.升壓變壓器，一次繞組的每匝電勢A 等于B大于答；A三相變壓器二次側(cè)的額定電壓是指原邊加額定電壓時二次側(cè)的 電壓。A空載線 B空載相

4、C額定負(fù)載時的線答：A如將額定電壓為220/110V的變壓器的低壓邊誤接到 220V電壓，則激磁電流將 ，變壓器將A:不變；B:增大一倍；C:增加很多倍；D:正常工作；E:發(fā)熱但無損壞危險；F:嚴(yán)重發(fā)熱有燒壞危險 答：C, F聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因為A:電壓變化率太大；B:C:負(fù)載時激磁電流太大；D:答：B三相變壓器的變比是指之比。A:原副邊相電勢 B :原副邊線電勢答：A將50Hz的變壓器接到60Hz電源上時，A變大B變小答：B, B二次繞組的每匝電勢。C小于O空載環(huán)流太大；不同聯(lián)接組號的變壓器變比不同。:原副邊線電壓如外加電壓不變，則變壓器的鐵耗;空載電流11.單相變壓器鐵

5、心疊片接縫增大，其他條件不變，則空載電流A,增大;，減??；C, 不變。答：A一臺單相變壓器額定電壓為220/110V。丫/y-12接法，在高壓側(cè)作短路實驗,若在低壓側(cè)作短路實驗，測得短路阻抗標(biāo)幺值為A:0.06,B: 0.03 ,C : 0.12 ,D: 0.24。答：A12.測得的短路阻抗標(biāo)幺值為0.06 ,三、判斷1.答:2.答:3.答:4.答:5.變壓器負(fù)載運(yùn)行時副邊電壓變化率隨著負(fù)載電流增加而增加 對變壓器空載運(yùn)行時，電源輸入的功率只是無功功率 錯變壓器空載和負(fù)載時的損耗是一樣的。 錯變壓器的變比可看作是額定線電壓之比。 錯只要使變壓器的一、二次繞組匝數(shù)不同，就可達(dá)到變壓的目的。專業(yè)資

6、料整理A:不變，E:增加10 % ,C:減少10 %。（分析時假設(shè)磁路不飽和）答:A答：對四、簡答1. 從物理意義上說明變壓器為什么能變壓，而不能變頻率？答：變壓器原副繞組套在同一個鐵芯上，原邊接上電源后，流過激磁電流im,產(chǎn)生勵磁磁動勢 fm,在鐵芯中產(chǎn)生交變主磁通$ m,其頻率與電源電壓的頻率相同，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，原副邊因交鏈該磁通而分別產(chǎn)生同頻率的感應(yīng)電動勢 ei和e2,且有 0 = -弘 -、e2二-N2 m顯然，由于原副邊匝數(shù)不等，即Nm2,原副邊dtdt的感應(yīng)電動勢也就不等，即 eiMe2,而繞組的電壓近似等于繞組電動勢，即U Ei、U2巳，故原副邊電壓不等，即U m U，,但頻

7、率相等。2. 試從物理意義上分析，若減少變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù)（二次線圈匝數(shù)不變）二次線圈的電壓將如何變化？d 4d 0ee答：由e-Ni 、倉=-N2 可知二 -,所以變壓器原、 副兩邊每匝感應(yīng)電動勢相等。又已dtdtN1N2E2,因此，當(dāng)U不變時，若 Ni減少，則每匝電壓 U1增大，所以N2U將增大?；蛘吒鶕?jù)N1 N2N1N1Ui ft Ei =4.44fNim，若N1減小，則m增大，又U2 = 4.44fN2m，故U2增大。3. 變壓器空載運(yùn)行時，是否要從電網(wǎng)取得功率？這些功率屬于什么性質(zhì)？起什么作用？為什么小負(fù)荷用戶使用大 容量變壓器無論對電網(wǎng)和用戶均不利？答：要從電網(wǎng)取得功率，有功功率

8、供給變壓器本身功率損耗，即鐵心損耗和繞組銅耗，它轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)到周圍介質(zhì)中；無功功率為主磁場和漏磁場儲能。小負(fù)荷用戶使用大容量變壓器時，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)兩方面都不合理。對電網(wǎng)來說，由于變壓器容量大，勵磁電流較大，而負(fù)荷小，電流負(fù)載分量小，使電網(wǎng)功率因數(shù)降低，輸送有功功率 能力下降，對用戶來說，投資增大，空載損耗也較大，變壓器效率低。4. 變壓器空載運(yùn)行時，原線圈加額定電壓，這時原線圈電阻ri很小，為什么空載電流 Io不大？如將它接在同電壓（仍為額定值）的直流電源上，會如何？答：因為存在感應(yīng)電動勢 Ei,根據(jù)電動勢方程：Ui 二-Ei -巳匚 loR “0（Rm jXm） jloXi匚 Io =IoZ

9、m Io（Ri jXQ 可知，盡管 R 很小，但由于勵磁 阻抗Zm很大，所以Io不大.如果接直流電源，由于磁通恒定不變，繞組中不感應(yīng)電動勢，即Ei =0 , Ei；=0 ,因此電壓全部降在電阻上，即有| =5/尺，因為R1很小，所以電流很大。5. 變壓器鐵心中的磁動勢，在空載和負(fù)載時比較，有哪些不同？答：空載時的勵磁磁動勢只有一次側(cè)磁動勢Fm二Fo = loN1，負(fù)載時的勵磁磁動勢是一次側(cè)和二次側(cè)的合成磁動勢，即 Fm F2,也就是 IoNI1N1 I2N2。6. 一臺50Hz的單相變壓器，如接在直流電源上，其電壓大小和銘牌電壓一樣，試問此時會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？副邊開路或短路對原邊電流的大小有無影

10、響？（均考慮暫態(tài)過程）專業(yè)資料整理WORD完美格式編輯答：因是直流電，變壓器無自感和感應(yīng)電勢，所以加壓后壓降全由電阻產(chǎn)生，因而電流很大，為業(yè)。如副Ri邊開路或短路，對原邊電流均無影響，因為不變。7. 變壓器的額定電壓為 220/110V，若不慎將低壓方誤接到 220V電源上，試問激磁電流將會發(fā)生什么變化？變壓器將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：誤接后由U : E =4.44fNim知，磁通增加近一倍，使激磁電流增加很多（飽和時大于一倍）。此時變壓器處于過飽和狀態(tài)，副邊電壓440V左右，繞組銅耗增加很多，使效率降低、過熱，絕緣可能被擊穿等現(xiàn)象發(fā)生。8. 變壓器有載運(yùn)行時，變比是否改變？答：變壓器的變比 k

11、=吐 二旦，不論空載還是有載，其匝數(shù)比是不會改變的。N2E2不過在測量變壓比時，應(yīng)在空載時測出原、畐燦電壓U1和U2。計算出來的K值更準(zhǔn)確。有載時測副邊電壓U2較E2相差較大，K值就不準(zhǔn)確。9. 變壓器的有功功率及無功功率的轉(zhuǎn)換與功率因數(shù)有何關(guān)系？答；變壓器的額定容量一定時，視在功率 Sn 一定，功率因數(shù)cos 2由負(fù)載而定。當(dāng)cos 2較低時，變壓器輸 出的有功功率小，無功功率大，當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)高，例如全部帶照明負(fù)載，則cos2=1，變壓器輸出的全部是有功功率。五、計算1. 一臺單相變壓器，Sn = 1000 KVA , S 60 kV , fN = 50Hz，空載及短路實驗的結(jié)果如下:

12、U 2N 6.3實驗名稱電壓（V）電流（A）功率（W電源加在空載630010.15000低壓邊短路324015.1514000高壓邊試計算：（1）折算到高壓邊的參數(shù)（實際值及標(biāo)么值），假定R=R2=匹,X1=X2rT=jXk （2）畫出折算到2 2高壓邊的T型等效電路；（3）計算短路電壓的百分值及其二分量；（4） 滿載及COS； =0.8滯后時的電壓變化率及效率 ；（5）最大效率。解：（1）空載實驗可以得到折算到高壓邊的參數(shù)2 U0Zm =k 0 ，而 k = 60/6.3 = 9.524I 0專業(yè)資料整理WORD完美格式編輯所以1專業(yè)資料整理Zm =9.5242 6300 = 56.577k

13、J10.1入*普95242黔SR =56.4022根據(jù)短路實驗得到折算到低壓邊的參數(shù)RiPk21：14000 2 =30.5門2 15.15ZkUk3240Ik2 15.15= 213.86 門X1； 丁 = X2-=6)2 -R2 =102.5021N SnZ1業(yè)二仝七.6小I所以Rm4.446 =1.2353.6XmXmZ1N56進(jìn)=15.6673.6*R1=R2R1Z1N30.53.6 10-8.472 10；Z1N102.533.6 10= 2.8472 10,303 駄 1JO2.5(2)折算到高壓的T型等效電路卻3骯應(yīng)匕j*r444$lIJ 蝕 0Q &(3) uk1000.016

14、9 100%=1.69%WORD完美格式編輯Ukx 二 Xk 100% =0.0569 100% =5.69%22uk = ukr 7収二 1.6925.692 =5.94%專業(yè)資料整理電壓變化率u = ukr cos 2 ukx sin 2 = (1.69 0.8 5.69 0.6)% = 4.77%此時,(n =57.138kV二匹=16.667 AU1N所以P2 二U2I2COS 2 =57.138 16.667 0.8 =952.3kWP =F2 P0(1N )2 匕=974.24kWIk100% = 9523 100% =97.75%974.24（5）達(dá)到最大效率時，pFe二pcu

15、=5000kW所以慣r響“05A12I1N黔0.543所以max - (1 _*2P0 I 2 Pk0 2 k) 100% Sn cos 2 P0 I 2 P.25000 0.54314000*2(10.543 1 000 1 03 0.8 50000.5432 1 4000) 100 %= 98.19%2. 一臺三相變壓器，原、副方額定電壓U 1N辿=10/3.15kV，Y/U 11連接，匝電壓為U2N14.189V，副方額定電流I 2N 183.3A。率。試求（1）（2）(3)原副方線圈匝數(shù)； 原線圈電流及額定容量;變壓器運(yùn)行在額定容量且功率因數(shù)為cos 2 =1、0.9 （超前）和0.8

16、5三種情況下的負(fù)載功解：（1）原方10Uw 3= 5.7735kV副方所以_, U in AN1 :14.1895773.5= 40714.189（2 ）額定容量N2U 2N414.189315014.189二 222Sn = 3u2N I 2NU 2N = 3.15kVSn 3 3.15 183.3 = 1000KVA1000.3 10-57.74A(3 )因P2=SnC0S：所以當(dāng)cos 2 =1時P2 =1000 W當(dāng) cos 2 =0.9時P2 = 1000 X 0.9 = 900 w當(dāng) cos 2 =0.85 時P2 =1000 X 0.85 = 850 w臺單相變壓器 50kVA、

17、7200/480V、60Hz。其空載和短路實驗數(shù)據(jù)如下實驗名稱電壓（V）電流（A）功率（W電源加在空載4805.2245低壓邊短路1577615高壓邊試求：（1）短路參數(shù)及其標(biāo)么值；（2）空載和滿載時的銅耗和鐵耗；（注：電壓變化率（3） 額定負(fù)載電流、功率因數(shù)cos； =0.9滯后時的電壓變化率、副邊電壓及效率。按近似公式計算）解：|1N=6.944AU 1NU 2N(1)短路參數(shù)Zk =U ；157=22.42?i ；7R；_ p；2 615=625 =12.55I；7X；Z2-r2 = 22.422 -12.55其阻抗基值Z 1NU 1N72001036.871I 1N6.944所以Z；= 0.0216Z1 N*R；12.55R；-0.0121Z1N1036.87*X；18.58 cX；二0.0179乙N1036.87空載時鐵耗p FeP 0245 W ；銅耗滿載銅耗Rn=（!m）2p；6 944 2=()2615 -605.2W；i；72= 18.58 門I 2N