《電機(jī)學(xué)》各章練習(xí)題與自測(cè)題帶答案 (6)

1、第6章 思考題與習(xí)題參考答案6.1 三繞組變壓器的繞組排列應(yīng)遵循哪些原則？它們是如何排列的？不同排列方式對(duì)變壓器的漏電抗參數(shù)有何影響？答：三個(gè)繞組的排列位子既要考慮絕緣方便，又要考慮功率的傳遞方向。從絕緣角度考慮，高壓繞組不宜靠近鐵心，總是放在最外層。從功率傳遞方向考慮，相互間傳遞功率較多的繞組應(yīng)靠得近一些。升壓變壓器是把低壓功率傳遞到高壓和中壓電網(wǎng)，因此低壓繞組放在中間層，中壓繞組放在內(nèi)層；降壓變壓器是把高壓電網(wǎng)的功率傳遞到中壓和低壓電網(wǎng)，因此中壓繞組放在中間層，低壓繞組放在內(nèi)層。無(wú)論如何排列，對(duì)應(yīng)于中間層繞組的等效漏電抗最小。6.2 三繞組變壓器的額定容量是如何定義的，三個(gè)繞組的容量有哪幾

2、種配合方式？實(shí)際運(yùn)行時(shí)三個(gè)繞組傳輸?shù)墓β赎P(guān)系如何？答：在三繞組變壓器中，三個(gè)繞組的容量可能相等，也可能不等，把最大的繞組容量定義為三繞組變壓器的額定容量。三繞組額定容量有三種配合：；。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，一個(gè)繞組的輸入功率等于其他兩個(gè)繞組輸出功率之和，或者兩個(gè)繞組的輸入功率之和等于一個(gè)繞組的輸出功率。6.3 三繞組變壓器中的漏磁通與雙繞組變壓器中的漏磁通有何不同？答：在雙繞組變壓器中，漏磁通是指只交鏈自身繞組的磁通；而在三繞組變壓器中，漏磁通包括只交鏈自身繞組的磁通（自漏磁通）和只交鏈兩個(gè)繞組的磁通（互漏磁通）兩部分。6.4 三繞組變壓器的短路阻抗參數(shù)是如何測(cè)定的？答：三繞組變壓器的短路參數(shù)通過(guò)三次短

3、路試驗(yàn)測(cè)得：第一次短路試驗(yàn)：繞組1加電，繞組2短路，繞組3開(kāi)路，可測(cè)得折算到繞組1的參數(shù)： 第二次短路試驗(yàn)：繞組1加電，繞組3短路，繞組2開(kāi)路，可測(cè)得折算到繞組1的參數(shù)： 第三次短路試驗(yàn)：繞組2加電，繞組3短路，繞組1開(kāi)路，可測(cè)得折算到繞組2的參數(shù)，再乘以可得到折算到繞組1的參數(shù)： 聯(lián)立求解可得： 6.5 一臺(tái)三繞組變壓器作降壓變壓器運(yùn)行，中、低壓繞組均帶負(fù)載，當(dāng)中壓繞組輸出電流增大時(shí)，試分析低壓繞組端電壓將如何變化？答：由三繞組變壓器的等效電路可以看出，當(dāng)中壓繞組輸出電流增大時(shí)，高壓繞組電流隨之增大，高壓繞組漏阻抗壓降將增大，導(dǎo)致勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)降低，因此低壓繞組的端電壓將下降。6.6 自耦變壓器

4、的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？它有何優(yōu)點(diǎn)？適用在什么場(chǎng)合下使用？答：自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是低壓繞組是高壓繞組的一部分，高、低壓繞組之間既有磁的耦合，又有電的聯(lián)系。與同容量的雙繞組變壓器相比，自耦變壓器的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省材料、效率較高。當(dāng)變比越接近1時(shí)，繞組（設(shè)計(jì)）容量越小，優(yōu)點(diǎn)越突出。它適用于做聯(lián)絡(luò)變壓器，用來(lái)連接兩個(gè)電壓等級(jí)相近的電網(wǎng)；也可在實(shí)驗(yàn)室中做為調(diào)壓器；或使用自耦變壓器實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)。6.7 自耦變壓器的功率是如何傳遞的？為什么它的設(shè)計(jì)容量比額定容量?。看穑鹤择钭儔浩鱾鬟f的功率由兩部分組成：一部分是電磁功率，通過(guò)電磁感應(yīng)作用從一次側(cè)傳遞給二次側(cè)負(fù)載，它是輸出功率的倍；另一部分是傳導(dǎo)功率，由電

5、源經(jīng)串聯(lián)繞組直接傳遞給二次側(cè)負(fù)載，它是輸出功率的倍。因?yàn)樵O(shè)計(jì)容量是繞組容量，它對(duì)應(yīng)電磁容量，僅是額定容量的，所以設(shè)計(jì)容量比額定容量小。6.8 分裂變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？與三繞組變壓器有何不同？答：分裂變壓器的兩個(gè)分裂繞組在電路上彼此分離，在磁路上具有松散耦合，這兩個(gè)分裂繞組結(jié)構(gòu)相同，容量相等，且容量之和等于不分裂繞組的容量。分裂變壓器要求：1）兩個(gè)分裂繞組之間有較大的短路阻抗；2）分裂繞組與不分裂繞組之間有較小的短路阻抗，且相等。因此，將兩個(gè)分裂繞組分別套在兩個(gè)鐵心柱上，使其具有較大的短路阻抗；不分裂繞組的兩個(gè)并聯(lián)繞組分別與兩個(gè)分裂繞組套在同一鐵心柱上，它們之間的短路阻抗較小，且相等。三繞組

6、變壓器的三個(gè)繞組套在同一鐵心柱上，三個(gè)繞組之間磁耦合程度緊密，任意兩個(gè)繞組之間的短路阻抗均較小。6.9 分裂變壓器有哪些運(yùn)行方式和特殊參數(shù)？它們是如何定義的？答：1）穿越運(yùn)行：將低壓的兩個(gè)分裂繞組并聯(lián)成一個(gè)繞組對(duì)高壓繞組運(yùn)行，稱為穿越運(yùn)行。此時(shí)高、低壓繞組之間的短路阻抗稱為穿越阻抗，用表示。2）半穿越運(yùn)行：低壓的一個(gè)分裂繞組對(duì)高壓繞組運(yùn)行（另一個(gè)分裂繞組開(kāi)路），稱為半穿越運(yùn)行。此時(shí)高、低壓繞組之間的短路阻抗稱為半穿越阻抗，用表示。3）高壓繞組開(kāi)路，低壓的一個(gè)分裂繞組對(duì)另一個(gè)分裂繞組的運(yùn)行，稱為分裂運(yùn)行。此時(shí)兩個(gè)分裂繞組之間的短路阻抗（折算到高壓側(cè)）稱為分裂阻抗，用表示。4） 分裂系數(shù)：分裂阻抗

7、與穿越阻抗之比稱為分裂系數(shù)，即。6.10 試從物理意義分析分裂變壓器的分裂阻抗較同容量普通變壓器短路阻抗大的原因。答：分裂變壓器的兩個(gè)分裂繞組分別套在兩個(gè)鐵心柱上，彼此之間磁耦合松散，漏磁通較多，短路阻抗較大；普通變壓器的高、低壓繞組套在同一鐵心柱上，彼此之間磁耦合緊密，漏磁通較少，短路阻抗較小。6.11 簡(jiǎn)述電壓互感器和電流互感器的用途與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 答：互感器的用途：1）電壓互感器用來(lái)把高電壓變換成低電壓，以方便用小量程的電壓表測(cè)量，電流互感器用來(lái)把大電流變換成小電流，以方便用小量程的電流表測(cè)量；2）使測(cè)量回路與高壓線路隔離，保障測(cè)試人員與設(shè)備的安全。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：電壓互感器的一次繞組匝數(shù)較多，

8、二次繞組匝數(shù)少。為減小誤差，鐵心采用導(dǎo)磁性能好、鐵耗小的硅鋼片；工作點(diǎn)磁密設(shè)計(jì)得較低，使磁路處于不飽和狀態(tài)；盡量減小磁路間隙以減小勵(lì)磁電流，繞組裝配盡量緊湊、均勻以減小漏磁通和漏電抗；適當(dāng)采用較粗導(dǎo)線以減小繞組電阻。 電流互感器的一次繞組匝數(shù)很少，二次繞組匝數(shù)很多。為減小誤差，工作點(diǎn)磁密設(shè)計(jì)得更低，以減小勵(lì)磁電流,也要盡可能減小漏阻抗。6.12為什么說(shuō)電壓互感器運(yùn)行時(shí)近似于變壓器的空載狀態(tài)？而電流互感器運(yùn)行時(shí)近似于變壓器的短路狀態(tài)？答：電壓互感器二次側(cè)接電壓表，因?yàn)殡妷罕淼淖杩购艽?，所以電壓互感器運(yùn)行時(shí)近似于變壓器空載狀態(tài)；而電流互感器二次側(cè)接電流表，因?yàn)殡娏鞅淼淖杩购苄。噪娏骰ジ衅鬟\(yùn)行時(shí)

9、近似于變壓器的短路狀態(tài)。6.13 電壓互感器和電流互感器的誤差有哪兩種？誤差產(chǎn)生的原因有哪些？答：誤差有變比誤差和相角誤差兩種。誤差的產(chǎn)生都是由于勵(lì)磁電流和漏阻抗的存在，所以互感器設(shè)計(jì)和制造要盡可能減小勵(lì)磁電流和漏阻抗。6.14為什么電壓互感器運(yùn)行時(shí)嚴(yán)禁二次側(cè)短路？而電流互感器運(yùn)行時(shí)嚴(yán)禁二次側(cè)開(kāi)路？答：電壓互感器一次側(cè)電壓很高，一次、二次側(cè)漏阻抗很小，如果二次側(cè)短路，短路電流會(huì)很大，將導(dǎo)致繞組絕緣損壞，危及人員和設(shè)備安全；電流互感器一次側(cè)電流很大，匝數(shù)很少，二次側(cè)匝數(shù)很多，如果二次側(cè)開(kāi)路，首先一次側(cè)大電流成為勵(lì)磁電流，將在鐵心中產(chǎn)生很大的磁通，導(dǎo)致磁路嚴(yán)重飽和，鐵損耗過(guò)大，發(fā)熱嚴(yán)重，燒毀鐵心，

10、再者二次繞組將產(chǎn)生過(guò)高的電壓，危及人員和設(shè)備安全。第6章 自測(cè)題參考答案一、 填空題1. 中，低，高；低，中，高 2. YN，yn0，d11；YN，yn0，y0 3.磁；電（電；磁）4. 0.5；0.5 5. 分離；松散 6. 相等；0.5 7. 分裂；半穿越 8. 分裂阻抗與穿越阻抗；34 9. 下降；下降很少 10. 短路；開(kāi)路二、 選擇題1；2；3；4；5. ；6；7；8；9；10. 三、 簡(jiǎn)答題1. 答: 當(dāng)某側(cè)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，高壓繞組的電流將發(fā)生變化，導(dǎo)致高壓側(cè)等效漏阻抗壓降發(fā)生變化，引起主電動(dòng)勢(shì)變化，所以另一側(cè)負(fù)載的端電壓也會(huì)發(fā)生變化，這本質(zhì)上是三繞組之間存在磁耦合的結(jié)果。2. 答：這是因?yàn)榉至炎儔浩鞲邏豪@組具有較小的等效漏阻抗，而分裂繞組卻具有較大的等效漏阻抗。3. 答：電壓互感器二次側(cè)絕對(duì)不允許短路，電流互感器二次側(cè)絕對(duì)不允許開(kāi)路；二次繞組和鐵心都要可靠接地；需要限制所接儀表數(shù)量以保證測(cè)量精度。4. 答：應(yīng)用場(chǎng)合：三繞組變壓器用于把三個(gè)不同電壓等級(jí)的輸電系統(tǒng)連接起來(lái)；分裂變壓器用做廠用變壓器，向兩段廠用電母線供電，或兩臺(tái)發(fā)電機(jī)共用一臺(tái)分裂變壓器向電網(wǎng)送電。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：三繞組變壓器的三個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵心柱上，三者之間磁耦合緊密；分裂變壓器的兩個(gè)低壓分