變電運行與檢修專業(yè)變壓器檢修工技師理論復習題計算題

1、變電運行和檢修專業(yè)變壓器檢修工技師理論復習題計算題三、計算題(每題 10 分，共 220 分)1 .三相變壓器容量為 8000kVA,變比 35000V/1000V,Y,d11 接線,若一次繞組匝數(shù)為 500 匝。(頻率為 50Hz)。求：(1)二次繞組匝數(shù)是多少？(2)若磁密取 1.65T,求鐵心的截面積。(3)若高壓繞組電流密度為 4A/mm2,求高壓導線截面。答案：解：(1)U2xg=1000(V)W2=W1(U2xg/U1xg)=247(匝)(2)E1=U1xg=20207(V)Sco=E1/4.44fBW1=20207/4.44 為 0X1.65 為 00=1103(cm2)I1xg

2、=I1=Se/1.732U1l=8000M03/1.73235000=132(A)Sl=I1xg/4=132/4=33(mm2)答：二次繞組匝數(shù)是 247 匝；若磁密取 1.65T,鐵心的截面積為 1103cm2;若高壓繞組電流密度為 4A/mm2,高壓導線截面為 33mm2。 2.圖 D-31 為一懸臂起重機，變壓器吊重為 Q=19.61kN(2000kg),當不考慮桿件及滑車的自重時，求 AB、BC 桿上的力。答案：解：取滑輪 B 作為研究對象?？闪谐隽ζ胶夥匠淌皆?x 軸上力的投影Fbccos30-Fab-Tcos60=0在 y 軸上力的投影Fbccos60-Tcos30-Q=0解得Fb

3、c=73.18(kN);Fab=53.56(kN)答：Fbc=73.18kN,Fab=53.56kN。3 .從未知型號的 6X19 的鋼絲繩上截取一根鋼絲，經(jīng)試驗其破斷拉力為 110kg。求鋼絲繩在安全系數(shù)為 5 時允許承受多大重量的變壓器。(鋼絲繩的破斷拉力每根鋼絲的破斷拉力 X 根數(shù) X0.83)答案：解：鋼絲的破斷拉力總和為 F2F2=110 通 X19X83%=48316(N)允許工作荷重 FF=F2/K=48316/5=9663(N)答：鋼絲繩在安全系數(shù)為 5 時允許承受荷重為 F=9663N 的變壓器。4 .如圖 D-30 所示，在坡度為 10的路面上移動 20t 重的變壓器，變壓

4、器放在木托板上，在托板下面墊滾杠，試求移動該變壓器所需的拉力。(已知滾動摩擦力 f=0.3t,sin10=0.174,cos10=0.958)答案：解：H=QXsin10=20X0.174=3.48(T)=34104(N)拉力 FFH+f=3.48+0.3=3.78(T)=37044(N)答：拉力 F 為 37044N。5 .某變壓器的型號為 SFP-70000/220,Yn,d11 連接。電壓：2420002X2.5%/13800V。電流：167.3/2930A。做單相空載試驗數(shù)據(jù)如下：ab 激磁，bc 短路：電壓為 13794V,電流 Ioab=55A,損耗 Poab=61380W。bc

5、激磁，ca 短路：電壓為 13794V,電流 Iobc=55A,損耗 Pobc=61380W。ca 激磁，ab 短路：電壓為 13794V,電流 Ioca=66A,損耗 Poca=86460W。求三相空載損耗。答案：解：三相空載損耗P0=(Poab+Pobc+Poca)/2=(61380+61380+86460)/2=104600(W)答：三相空載損耗 P0=104600W。6 .已知一電壓互感器一次繞組的平均直徑 D1=0.102m,二次繞組平均直徑 D2=0.071m,一次繞組匝數(shù) n1=11280 匝，二次繞組匝數(shù) n2=189 匝，一次繞組導線截面積 S1=0.0314mm2。二次繞組

6、導線截面積 S2=1.43mm2。試求二次繞組的有效電阻及換算到二次繞組的一次繞組的有效電阻(導線在 20c 時的電阻系數(shù) p2 況0.0178Q?mm2/m)。答案：解：二次繞組的有效電阻一次繞組的有效電阻變比：K=11280/189=59.7換算到二次繞組上的一次繞組的有效電阻r42052/K2=2052/59.72=0.574(Q)答：二次繞組的有效電阻為 0.523Q 換算到二次繞組的一次繞組的有效電阻 r壬 0.574Qo7 .一臺變壓器為 9806.65N,用兩根千斤繩起吊， 兩根繩的夾角為 60,求每根千斤繩上受多少力？答案：解：千斤繩和垂直線間的夾角口=60/2=30所以每根千

7、斤繩上的受力為T=9806.65/2cos30=5662(N)答：每根千斤繩上受力 5662No8 .某臺三相電力變壓器，Se=600kVA,額定電壓 Ue1/Ue2=10000/400V,Y,y0接法，ZK=1.8+j5Q,一次側接額定電壓，二次側接額定負載運行，B 為 1。負載功率因數(shù) cos2=0.9(落后)，計算該變壓器額定電壓調(diào)整率及二次側電壓。答案：解：一次側額定電流負載功率因數(shù)：cos2=0.9(落后)時,sin2=0.436額定電壓調(diào)整率為二次側電壓U2=(1U)Ue2=(10.028)400=390.9(V)答：變壓器額定電壓調(diào)整率為 2.29%,二次側電壓為 390.9V。

8、9 .某臺三相電力變壓器，額定容量 Se=600kVA,額定電壓 Ue1/Ue2=10000/400V,D,y11 接法，短路阻抗 ZK=1.8+j5Q,二次側接三相對稱負載，每相負載 ZL=0.3+j0.1Q 一次側加額定電壓時，計算：一次側線電流I1;二次側線電流I2;二次側線電壓U2;變壓器輸出容量 So答案：解：(1)一次側電流的計算：變壓比為負載阻抗折合到原邊Z，K2ZL=43.32(0.3+j0.1)=562.5+j187.5(Q)從一次側看每相總阻抗Z=ZK+Z，1.8+j5+j562.5+j187.5=596.23/18.84(Q)一次側線電流(2)二次側線電流和相電流相等:(

9、3)二次側線電壓：=397.47(V)(4)二次側輸出容量：S2=U2I2=X397.47726.23=500(kVA)答：一次側線電流 I1 為 29.09A,二次側線電流 I2 為 726.23A,二次側線電壓 U2 為 397.47V,變壓器輸出容量 S 為 500kVA。10 .一臺三相電力變壓器， 額定容量 S=100kVA,額定電壓 U1/U2=6000/400V,每相參數(shù)： 原繞組漏阻抗Z1=r1+jx1=4.2+j9Q激磁阻抗Zm=rm+jxm=514+j5526Q,繞組為 Y,yn0 接法。計算：(1)激磁電流的大小及其和額定電流的比值。(2)空載時原邊相電壓、相電勢及每相漏

10、抗壓降。答案：解：(1)激磁電流的計算：空載時原繞組每相總阻抗Z=Z1+Zm=4.2+j9+514+j5526=5559.2/84.65(Q)激磁電流為原邊的額定電流為激磁電流和原邊額定電流的比值為I0/Ie1=0.623/9.62=6.48%(2)空載運行時原邊相電壓、相電勢和漏磁壓降的計算：相電壓為相電勢為E1=I0(Z1+Zm)=0.623X5559.2=3458(V)相漏阻抗壓降為UZ1=I0Z1=0.623X=6.2(V)答：激磁電流的大小及其和額定電流的比值為 6.48%,空載時原邊相電壓為 3464V、相電勢為 3458V,每相漏抗壓降為 6.2V。11 .有一三相變壓器，額定容

11、量為 100kVA,高壓額定電壓為 10kV。 高壓繞組有三種接法，如圖 D-26(a)、(b)、(c)所示。求各種接法繞組中電流及線電流。答案：解：(1)圖(a)接法。線電流繞組中電流 I=Ixn/2=2.89(A)(2)圖(b)接法。線電流和圖(a)線電流相同 Ixn=5.77A繞組(n)中電流 I2=Ixn=5.77A繞組(I)中電流 I1=I2/2=2.89(A)圖接法。線電流和(a)圖線電流相同 Ixn=5.77A繞組中的電流 I=Ixn=5.77(A)答：圖(a)接法：線電流 5.77A,繞組中電流 I=Ixn/2=2.89(A)。圖(b)接法：線電流 Ixn=5.77A,繞組(n

12、)中電流 I2=Ixn=5.77A,繞組(I)中電流 I1=I2/2=2.89(A)。圖(c)接法：線電流 Ixn=5.77A,繞組中電流 I=Ixn=5.77A。12 .在如圖 D-25 所示的電動機電路中，已知電動機的電阻 R=190Q,感抗X=260Q,電源電壓 U=220,頻率為 50Hz,要使電動機的電壓 U=180V,求串聯(lián)電感L。答案：解：要使電動機正常工作電壓 U=180V(A)線路總感抗應為串聯(lián)電感的感抗為：XL1=XLXL2=343.9260=83.9(Q)串聯(lián)電感為：L=XL/2 兀之 0.27(H)答：L=0.27H。13.一只量限為 5A 的電流表，在指示值 3A 處

13、的誤差最大為100mA,求儀表的準確度？=X100%=2%答：此表的準確度屬 2.5 級。14.如圖 D-22 所示，已知 C1=4pF,C2=8F,電容器 C1 的電荷量 Q1=6X10-40,U=200V。求 C3、Q2、Q3、U1、U2、U3 各是多少？答案：解：因為在串聯(lián)電路中，電容器上所帶的電荷量是相等的，因此，混聯(lián)電路的等效電容等于 C1 上的電荷量和總電壓 U 的比值，即C=Q/U=6X102/200=3(HF)根據(jù)等效電容的計算方法C=C1(C2+C3)/(C1+C2+C3)=4(8+C3)/(4+8+C3)=3(仙 F)所以 C3=4pFU1=Q1/C1=6X104/4X10

14、6=150(V)U2=U3=U-U1=200150=50(V)Q2=C2U2=8X10-6X50=4X10-4(C)Q3=C3U3=4X106X50=2X104(C)答：C3=4Q2=4X104C、Q3=2X104C、U1=150V、U2=U3=50V。15.兩負載并聯(lián)，一個負載是電感性，功率因數(shù) cos1=0.6,消耗功率 P1=90kW;另一個負載由純電阻組成，消耗功率 P2=70W。求合成功率因數(shù)。答案：解：全電路的總有功功率為P=P1+P2=90+70=160(kW)第一負載的功率因數(shù)角l=cos10.6=53.13全電路的總無功功率也就是第一負載的無功功率Q1=P1tg=90Xsin

15、53.13/0.6=120(kVA)故全電路的視在功率cos=160/200=0.8答：合成功率因數(shù)為 0.8。16 .一個 RLC 串聯(lián)電路，接于頻率 f=50Hz 的交流電源上，若電容為 2pF,則電路中的電流最大，求電感 L。答案：解：因為所以 L=1/4 兀 2f2e1/4 毛.142 為 02X20X106=5.07(H)答：L=5.07H。17 .圖 D-21 為一個感性負載電路，已知負載電阻 R=300Q,感抗 XL=520Q,電源電壓為 220V,求負載電流有效值 I,電壓和電流相位差角，電壓有效值 UR,UL。I=U/Z=220/600=0.367(A)=tg1XL/R=tg

16、1520/300=60電阻上的電壓 URUR=IR=0.367300=110(V)電感上的電壓 ULUL=IXL=0.367 處 20=190.67(V)答：UR=110V,UL=190.67V,I=0.367A,=60。18 .如圖 D-20 所示，一個 R 和 C 串聯(lián)電路接于電壓為 220V,頻率為 50Hz 的電源上，若電路中的電流為 5A,電阻上消耗的功率為 75W,求電路中的參數(shù) R、Co答案：解：Z=U/I=220/5=44(Q)R=P/I2=75/52=3(Q)(Q)C=1/2：tfXc1/314X43.9=0.072103(F)答：R=3Q,C=0.072X0-3FO19 .

17、把 3mA 的表頭量程擴大 8 倍，分流電阻和表頭并聯(lián)的等效電阻為20 Qo試設計這一分流電路，并求出表頭電路的電阻和分流電阻各為多少？答案：解：根據(jù)題意，電路圖如圖 D-19 所示。圖 D-19其中 Rs 為分流電阻，Rg 為表頭電路的電阻I=8X3=24(mA)用分流公式及等效電阻公式可得24Rs/(Rs+Rg)=3RsRg/(Rs+Rg)=20/得8/Rg=1/20所以 Rg=160Q以 Rg 值代入得Rs=22.85Q答：表頭電路電阻 Rg=160Q 分流電阻 Rs=22.85Q21 .如圖 D-18 所示， 已知 I1=25mA,I3=16mA,I4=12mA。 求 I2、 I5 和 I6 的值。答案：解：由節(jié)點 A 得：I1=I2+I3由節(jié)點 B 得：I3=I4I6由節(jié)點 D 得：I5=I2I6把已知數(shù)值代入解得I2=2516=9(mA)I6=1216=4(mA)I5=9(4)=13(mA)答：I2=9mA,I6=4mA,I5=13mA。22 .RLC 并聯(lián)電路如圖 D-17 所示。I=10A,IL=4A,IC=10A,求電阻支路中的電流 IR。答案：解：由于電容支路和電感支路中