電機(jī)學(xué)習(xí)題集變壓器題庫(kù)及答案

1、變壓器93  為了得到正弦感應(yīng)電勢(shì)，當(dāng)鐵心不飽和時(shí)，空載電流各成何種波形？為什么？94  試說(shuō)明磁勢(shì)平衡 的概念及其在分析變壓器中的作用。 95   為什么可以把變壓器的空載損耗近似看成是鐵耗，而把短路損耗看成是銅耗？變壓器實(shí)際負(fù)載時(shí)實(shí)際的鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無(wú)區(qū)別？為什么？96   變壓器的其它條件不變，僅將原、副邊線圈匝數(shù)變化 10，試問(wèn)對(duì) 和 的影響怎樣？如果僅將外施電壓變化 10，其影響怎樣？如果僅將頻率變化 10，其影響又怎樣？98  一臺(tái)變壓器，原設(shè)計(jì)頻率為50赫茲，現(xiàn)將它接到60赫茲的電網(wǎng)

2、上運(yùn)行，額定電壓不變。試問(wèn)對(duì)激磁電流，鐵哈，漏抗，電壓變化率有何影響？913  將一臺(tái)1000匝的鐵心線圈接到110伏，50赫茲的交流電源上，由安培表的讀數(shù)得知 ， ，把鐵心抽去后電流和功率為100A和10kw。假設(shè)不計(jì)漏磁，試求：（1）兩種情況下的參數(shù)、等效電路和矢量圖（用同一尺寸畫）          （2）磁化電流和鐵耗電流；（3）兩種情況下的相同最大值。    914  有一臺(tái)單相變壓器，額定容量 KVA，原副邊額定電壓 伏， 赫茲。原副線圈的電阻

3、及漏抗為 歐， ， ， 。試求：（1）折算到高壓邊的短路電阻 ，短路電抗 及阻抗 ；（2）折算到低壓邊的短路電阻 ，短路電抗 及阻抗 ；（3）將（1）、（2）求得的參數(shù)用標(biāo)么值表示；（4）計(jì)算變壓器的短路電壓百分比 及其分量 ， 。（5）求滿載及 超前等三種情況下的電壓變化率 并討論計(jì)算結(jié)果。915  一臺(tái)單相變壓器，已知 ， ， ， ， ， ， ， ，當(dāng) 滯后時(shí)，副邊電流 ， 。試求：(1) 用近似T形等效電路和簡(jiǎn)化等效電路求 ，并將結(jié)果進(jìn)行比較(2) 畫出折算后的矢量圖和T形等效電路。916  一臺(tái)單相變壓器， ， ， ，空載及短路實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下：實(shí)

4、驗(yàn)名稱 電壓（伏） 電流（安） 功率（W） 電源加在空載 6300 10.1 5000 低壓邊短路 3240 15.15 14000 高壓邊試計(jì)算（1）折算到高壓邊的參數(shù)（實(shí)際值及標(biāo)么值），假定 ， （2）畫出折算到高壓邊 的T型等效電路；（3）計(jì)算短路電壓的百分值及其二分量；（4）滿載及 滯后時(shí)的電壓變化率及效率（5）最大效率。922  變壓器空載時(shí)，一方加額定電壓，雖然線圈（銅耗）電阻很小，電流仍然很小，為什么？923  一臺(tái) 的單相變壓器，如接在直流

5、電源上，其電壓大小和銘牌電壓一樣，試問(wèn)此時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？副邊開(kāi)路或短路對(duì)原邊電流的大小有無(wú)影響？（均考慮暫態(tài)過(guò)程）924  變壓器的額定電壓為220/110伏，若不慎將低壓方誤接到220伏電源上，試問(wèn)激磁電流將會(huì)發(fā)生什么變化？變壓器將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？942  一臺(tái)220/110伏、50Hz的空心變壓器。參數(shù)如下： ， （原線圈自感）， ； ， （副線圈自感）， ，試求（1）原副線圈的漏抗和變壓器的激磁電抗；（2）畫出T型等效電流，將各數(shù)值標(biāo)在等效短路圖上，計(jì)算空載電流。  944  一臺(tái)三相那么去，原、副方額定電壓 ， 11連接，匝電壓為14.189伏

6、，副方額定電流 。試求（1）原副方線圈匝數(shù)；（2）原線圈電流及額定容量；（3）變壓器運(yùn)行在額定容量且功率因數(shù)為 1、0.9（超前）和0.85（滯后）三種情況下的負(fù)載功率。945  一臺(tái)3KVA，230/115伏單相變壓器，原線圈電阻 ，副線圈電阻 ，原線圈漏抗 ，副線圈漏抗 ，鐵耗 w，額定負(fù)載時(shí)銅耗 w。求（1） 副方功率因數(shù)為0.9（滯后）時(shí)的不要變化率；（2） 供給3.04kw，功率因數(shù)為0.95（滯后）負(fù)載時(shí)的效率。946  一臺(tái)單相變壓器50KVA、7200/480V、60Hz。其空載和短路制鹽數(shù)據(jù)如下實(shí)驗(yàn)名稱 電壓（伏） 

7、電流（安） 功率（W） 電源加在空載 480 5.2 245 低壓邊短路 157 7 615 高壓邊試求：（1）短路參數(shù)及其標(biāo)么值；（2）空載和滿載時(shí)的銅耗和鐵耗；（3）額定負(fù)載電流、功率因數(shù) 滯后時(shí)的電壓變化率、副邊電壓及效率。（注：電壓變化率按近似公式計(jì)算）947  在上題變壓器的副邊并聯(lián)250uF的電容器，仍到上題之負(fù)載阻抗。求副方電壓、電流和功率因數(shù)。950  單相變壓器 10KVA， ， ，參數(shù)： , , 。在額定電壓下鐵耗 w，空載電流 。求（1）假定原副邊漏抗折

8、算到同一方時(shí)相等，求各參數(shù)的標(biāo)么值，并繪出T、 等效電路；（2）假若副邊電壓和電流均保持為額定值且功率因數(shù) （滯后）時(shí)，求原邊電流基功率因數(shù)（用 等效電路解）。101  一臺(tái)三相變壓器， 5600KVA， ，Y/ 11連接，變壓器空載基短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)名稱 線電壓（伏） 線電流（安） 三相功率（W） 電源加在空載 6300 7.4 6800 低壓邊短路 550 324 18000 高壓邊求：（1）計(jì)算變壓器參數(shù)，實(shí)際值基標(biāo)么值；（2）利用 型等效電路，求滿載

9、滯后時(shí)的副邊電壓基原邊電流；（3）求滿載 滯后時(shí)的電壓變化率基效率。104  一臺(tái)Y/ 連接的三相變壓器，原邊加對(duì)稱正弦額定電壓，作空載運(yùn)行，試分析：（1） 原邊電流、副邊相電流和線電流中有無(wú)三次諧波成分？（2） 主磁通及原副邊相電勢(shì)中有無(wú)三次諧波成分？原方相電壓及副方相電壓和線電壓中有無(wú)三次諧波成分？105  一臺(tái)Y/ 連接的三相變壓器，原邊加額定電壓空載運(yùn)行。此時(shí)將副方的三角形打開(kāi)一角測(cè)量開(kāi)口處的電壓，再將三角形閉合測(cè)量其中的電流。試問(wèn)當(dāng)此時(shí)三相變壓器試組式或心式時(shí)，所測(cè)得的數(shù)據(jù)有什么不同？為什么？106  兩臺(tái)三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行，組號(hào)均為

10、Y/ 11，數(shù)據(jù)如下：          變壓器1：5600KVA  ，6000/3050V  ， 0.055；          變壓器2：3200KVA  ， 6000/3000V  ， 0.055。兩臺(tái)變壓器的短路電阻與短路電抗之比相等，試求空載時(shí)每一變壓器的循環(huán)電流及其標(biāo)么值。        

11、;         1026  設(shè)有一臺(tái)125MVA，50 Hz，110/10KV，Y0/ 11的三相變壓器，空載電流  0.02，空載損耗P0133kw，短路電壓（阻抗電壓uk10。5，短路損耗PkN600kw。（1） 試求短路阻抗和激磁阻抗（均用標(biāo)么值），畫出近似 型等效電路，表明各阻抗數(shù)值；（2） 求供給額定負(fù)載且Cos 0.8滯后時(shí)的電壓變化率及效率。11-3  將下列不對(duì)稱三相電流和電壓分解為對(duì)稱分量（1） 三相不對(duì)稱電壓， =220V， 伏， 伏；（2）

12、 三相不對(duì)稱電流， =220A， A， A； 11-4  用對(duì)稱分量法分析Y/Y連接的三相變壓器兩相短路時(shí)，原、副方電流的相互關(guān)系。此種情況下是否有中點(diǎn)移動(dòng)現(xiàn)象？為什么？ 11-5  有一臺(tái)100千伏安，Y/Y0-12，三相心式變壓器，U1N/U2N=6000/400伏，Z*k=0.055，R*k=0.02，Z*m0=1+j6，如發(fā)生單相短路，試求：（1）原線圈的三相電路；（2）副線圈三相電壓；（3）中點(diǎn)移動(dòng)的數(shù)值。11-6   如上題的變壓器，副方接一個(gè) 1的單相負(fù)載，試求原邊三相電流，副方三相電壓和中點(diǎn)移動(dòng)數(shù)值。1123 

13、; 試證明V/V連接的三相變壓器的負(fù)載容量是裝置容量的86.6。           134  有一臺(tái)三線圈變壓器，額定容量電壓為110/38.5/11KV，Y0/Y0/ 1211連接，額定容量為10000/10000/10000KVA。短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：線圈 短路損耗（kw） 阻抗電壓（）高中 111.2  高低 148.75  中低 82.7  試計(jì)算簡(jiǎn)化等效電路中的各參數(shù)。1330  一臺(tái)三相

14、雙線圈變壓器，SJ1100/3，100KVA，3000/400V，Y/Y012， ，P0616w， ，PkN2350w?，F(xiàn)將其改成升壓自耦變壓器。試求：（1） 改接后折算到高壓方的參數(shù)；（實(shí)際值基標(biāo)么值）（2） 該自耦變壓器的額定容量和線圈容量之比；（3） 當(dāng)它供給滿載且功率因數(shù)為1時(shí)的電壓變化率和效率。答案變壓器習(xí)題93      答：為了得到正弦感應(yīng)電勢(shì)，根據(jù) 知，就必須使磁通也是正弦量，當(dāng)鐵心不飽和時(shí) ，故，此時(shí)空載電流也是正弦變化量，即呈正弦波。 當(dāng)鐵心飽和時(shí)，空載電流比磁通變化大，此時(shí)空載電流呈尖頂波形。

15、94      答：磁勢(shì)平衡就是在變壓器中，當(dāng)副邊有電流產(chǎn)生時(shí)， 使得整個(gè)磁勢(shì)減小 ，那么原邊就要增加 ，試 ，這就是磁勢(shì)平衡。  在分析變壓器中，可據(jù)此從一個(gè)已知電流求出另一個(gè)電流，并知其電磁本質(zhì)。 95            答：因?yàn)榭蛰d時(shí)電流很小，在空載損耗中鐵耗占絕大多數(shù)，所以空載損耗近似看成鐵耗。 而短路時(shí)，短路電壓很低，因而磁通很小，鐵耗也很小，短路損耗中銅耗占絕大多數(shù)，所以近似把短路損耗看成銅耗。

16、60; 實(shí)際負(fù)載時(shí)鐵耗和銅耗與空載時(shí)的鐵耗和銅耗有差別，因?yàn)楹笠粋€(gè)是包含有其它損耗。96           答：因?yàn)?， ，所以當(dāng)原、副邊匝數(shù)變化  10時(shí)， 變化 20。由于w變化 10，而U不變，使 變化 10。又因?yàn)?，磁通 變化 10時(shí) 由于飽和影響， 變化 k，所以 的變化大于 20。        將外施電壓變化 10時(shí)， 也將變化 10，使 不變， 的變化大于 10。  這是因?yàn)?

17、變化 10，由于磁路飽和影響， 變化大于 10。        如果將頻率變化 10， ，所以 變化 10，而f變化 10，則因?yàn)閁不變，使 變化 10。同樣使 的變化大于 10。98           答：因?yàn)?，當(dāng)U不變而f改變后， 將下降到原來(lái)的5/6，所以激磁電流將減小。漏抗 ，所以 增大6/5倍。電壓變化率隨 增大而增大。  又因?yàn)?，而 ，所以鐵耗將下降。913   

18、60;       解：（1）有鐵心時(shí)：  歐                                         取出鐵心后：

19、                                               矢量圖和等效電路圖如下：    &#

20、160;       (2) 有鐵心時(shí)磁化電流            鐵耗電流 當(dāng)鐵心 取出后電流的有功分量            空載電流的無(wú)功分量         （3）有鐵心時(shí)線圈感應(yīng)電勢(shì)     

21、60; 根據(jù) 得有鐵心時(shí)磁通的最大值  韋當(dāng)無(wú)鐵心時(shí)感應(yīng)電勢(shì) 伏所以無(wú)鐵心時(shí)磁通最大值    韋   【 注：對(duì)第三問(wèn)，書上答案或本解法之中有一個(gè)有問(wèn)題，請(qǐng)作分析】914  解：（1）折算到高壓邊的短路阻抗 k                            歐  （2）折算到低壓邊

22、的短路阻抗                           歐 (3)         所以                  

23、;                  （4）短路電壓百分值                                  &#

24、160;    （5）當(dāng)滿載，功率因數(shù) 時(shí)變壓器的電壓變化率           當(dāng) 滯后時(shí)，            當(dāng) 超前時(shí)，            對(duì)于電壓變化率，當(dāng) 即阻性負(fù)載時(shí)電壓變化率較小，當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)，電壓變化率大，當(dāng)負(fù)載為容性時(shí)，負(fù)載時(shí)的端電壓可能高于

25、空載時(shí)的端電壓。915          解：（1）變壓器變比k                 所以                       &

26、#160;                             用近似T形等效電路計(jì)算時(shí)，以 作參考向量    6000伏， 所以         6000      

27、0;  6300.082987.16  伏               144.83+113.59184.06  A故  伏    A用簡(jiǎn)化等效電路計(jì)算時(shí)，仍以 作參考向量          伏 A所以  用兩種等效電路計(jì)算結(jié)果相差很小。U相同，I略變。（2） 916  

28、0;          解：（1）空載實(shí)驗(yàn)可以得到折算到高壓邊的參數(shù)                            ，而k60/6.39.524所以   根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)得到折算到低壓邊的參數(shù)  

29、         所以         （2）折算到高壓的T型等效電路 （3）        所以 （4）電壓變化率                   （1.6944×0.8+5.6944×

30、;0.6）                  4.77此時(shí)，  而 所以   kw故  kw則 （5）達(dá)到最大效率時(shí)，  所以    所以          98.19922 答：因?yàn)橐环郊訅汉笤诰€圈中的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使線圈有很大的自感電勢(shì)（接近額定電壓，比額定電壓?。?/p>

31、，所以雖然線圈電阻很小，電流仍然很小。923  答：因是直流電，變壓器無(wú)自感和感應(yīng)電勢(shì)，所以加壓后壓降全由電阻產(chǎn)生，因而電流很大，為 。如副邊開(kāi)路或短路，對(duì)原邊電流均無(wú)影響，因?yàn)?不變。924  答：誤接后由 知，磁通增加近一倍，使激磁電流增加很多（飽和時(shí)大于一倍）。此時(shí)變壓器處于過(guò)飽和狀態(tài)，副邊電壓440伏左右，使效率降低，絕緣可能被擊穿等現(xiàn)象發(fā)生。942          解：（1）根據(jù) 得，       

32、60;                                                   &

33、#160;              （2）它的等效電流圖                   空載電流  （高壓邊）944              

34、0; 解：（1）原方 副方 所以                        （2）額定容量                      （3）因   

35、;                                         所以當(dāng) 1時(shí)， 1000  W       &

36、#160;                  當(dāng) 0.9時(shí)， 1000×0.9900 w                          當(dāng) 0.85時(shí)， 1000&#

37、215;0.85850 w945  解：（1）                所以    故副方Cos 0.8（滯后）時(shí)電壓變化率                      5.524（2）供給負(fù)載3.04kw時(shí)，如不考慮電流對(duì) 的影響時(shí)，

38、                       0.028×0.95+0.0681×              4.78此時(shí)端電壓 此時(shí)負(fù)載電流 這個(gè)電流對(duì)電壓變化率的影響為 所以考慮電流變化對(duì)電壓變化率的影響后電壓變化率  

39、60;    端電壓 負(fù)載電流 在這個(gè)負(fù)載時(shí)變壓器的鐵耗不變，銅耗為   w                所以供給3.04kw、功率因數(shù)為0.95（滯后）負(fù)載時(shí)的效率為   946           解：      （1）&#

40、160;短路參數(shù)                                其阻抗基值 所以     （2） 空載時(shí)鐵耗  w        滿載銅耗 w（3）

41、60;額定負(fù)載電流時(shí) 根據(jù)電壓變化率近似公式                 得 此時(shí)副方電壓 所以 w w 947          解：在上題中，如 V則 所以 當(dāng)并聯(lián)上250uF電容器后，電容器阻抗         

42、0;     所以此時(shí)變壓器總的負(fù)載阻抗             則 如設(shè)原方外加電壓   ，則根據(jù)變壓器電壓平衡方程式    有    則 副邊的端電壓 將標(biāo)么值折算成實(shí)際值可得：  副邊電壓   副邊電流   功率因數(shù) 950        &#

43、160;   解：（1）                            所以              等效電路如圖    （2）設(shè) ，則   

44、0;      1.022+j0.0171.022  所以 0.008-j0.0505故 原邊電流                   101    解：（1）     所以             

45、   則：               因 所以                         （2）以 作參考向量，即 ，并近似認(rèn)為 相位與 相反，故可以得到 0.8j0.6所以 故   kV 故 （3） （0.3201

46、15;0.6+5.48×0.6）3.54 對(duì)于第（2）個(gè)問(wèn)題，由于假設(shè) 與 同相，如想減小這一假設(shè)造成的誤差，可對(duì) 相位進(jìn)行修正現(xiàn)修正后的                            這樣， 與arcCos0.8很接近了。       104  答：（1）由于原方Y(jié)接，

47、三次諧波電流無(wú)通路。所以原邊電流沒(méi)有三次諧波成分。  副邊三角形接，相電流中有三次諧波成分，而線電流中沒(méi)有三次諧波成分。       （2）主磁通中有三次諧波，原副方相電勢(shì)中也有三次諧波成分。原方的相電壓中有三次諧波成分，副邊相電壓及原副方線電壓中均無(wú)三次諧波成分。105  答：由于組式變壓器各相磁路相互獨(dú)立，三次諧波磁通的磁路就是主磁路，而心式變壓器中三次諧波磁通只能走箱壁，與空氣等耦合， 很大。故測(cè)開(kāi)口處電壓時(shí)組式很大，而心式很小。當(dāng)閉合測(cè)電流時(shí)，表中測(cè)得的電流就是三次諧波電流。這個(gè) 起一個(gè)激磁電流的作用，使主

48、磁通中 減小。106  解：電流 A      A                   A      A                 則 

49、0;                                    變比                

50、;       環(huán)流（線電流） A                  所以，       1026  解：（1）       所以          

51、         （2）  11-3    解：（1）分解后的各對(duì)稱分量         = 伏                 = 伏        

52、0;                           = 伏  （2） = A                 = A     

53、;                               = A11-4          解：設(shè)副方a、b兩相短路，并令短路電流為 ，則由對(duì)稱分量法得出： = = ， 所以 =    

54、;  =     =0所以 =      =      則  + =   + =   + =0原方實(shí)際電流 ， 因     沒(méi)有零序分量所以     此種情況下沒(méi)有中點(diǎn)移動(dòng)現(xiàn)象由   ，        ， 得 故  11-5    解：（1）當(dāng)短路時(shí)

55、Zl=0時(shí)，則有在單相短路時(shí) 所以  而 所以變壓器原方三相電流為    (2) 副線圈電壓                     = =0.9991                  &

56、#160;     =0.00888                     =             所以             &#

57、160;                               所以   V           V   V      （3）中點(diǎn)移動(dòng)數(shù)值： V11-6              解：（1）     Z2不計(jì)       原方三相電流為  所以   A        （2）副方線圈電壓為