華北電力大學(xué)(北京)

第三章變壓器3.3答：不會。因為直流電源加在變壓器一次繞組上，將產(chǎn)生直流電流(diànliú)，在鐵心中建立恒定磁通，恒定磁通不會在二次繞組中產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電動勢。另外，如加上和額定交流電壓相同的直流電壓，由于電感對直流相當(dāng)于短路，故此時只有繞組電阻限制電流(diànliú)，電流(diànliú)將很大，并將燒毀變壓器。3.7答：此時一次、二次繞組電壓均超過額定電壓的倍，即低壓電壓為380V,而高壓側(cè)電壓為660V,將損壞變壓器的絕緣。3.10答：變壓器空載運行時，從電網(wǎng)中要吸取有功和無功功率，用于建立主、漏磁場和供給鐵心損耗以及銅損耗(R1I02)。精品資料小負荷的用戶使用大容量變壓器，對電網(wǎng)造成功率因數(shù)降低，對用戶來講，使變壓器的效率降低。3.11答：當(dāng)高壓側(cè)加220V電壓時，i0呈尖頂(jiāndǐng)波。當(dāng)高壓側(cè)加110V電壓時，i0呈正弦波，因此時變壓器主磁路將處于不飽和狀態(tài)。將110V電壓加在低壓側(cè)，i0呈尖頂(jiāndǐng)波。3.12答：鐵心飽和程度增加，空載電流增大，鐵損耗增加，二次側(cè)感應(yīng)電動勢增加，變比減小。3.13答：相當(dāng)于頻率降低。則主磁通增加，空載電流增加，鐵損耗增加，漏抗減小。3.15答：不能。因為產(chǎn)生一定主磁通所需的磁動勢N1I0是一定的，當(dāng)一次繞組匝數(shù)太少時（N1=2），則導(dǎo)致I0很大，變壓器將被損壞。精品資料3.16答：變壓器運行時電源電壓下降，將使鐵心飽和程度下降，勵磁電流下降，勵磁阻抗上升，鐵損耗(sǔnhào)下降。3.17答：①鐵心飽和程度增加，勵磁電流增加，鐵損耗(sǔnhào)增加；②鐵心飽和程度不變，勵磁電流增加，鐵損耗(sǔnhào)增加；③鐵心飽和程度不變，勵磁電流不變，鐵損耗(sǔnhào)增加。3.24答：變壓器二次側(cè)接電阻負載時，從一次側(cè)輸入的感性無功功率較小，只用于建立變壓器的主、漏磁場。當(dāng)二次側(cè)接電感性負載時，從一次輸入較大感性無功功率，除用于變壓器本身建立磁場外，還要供給負載的感性無功功率。當(dāng)二次側(cè)接電容性負載時，從一次輸入的無功功率分三種情況：精品資料①當(dāng)電容性負載較小時，從一次側(cè)輸入較小的感性無功功率(wúɡōnɡɡōnɡlǜ)，此時變壓器建立主、漏磁場所需感性無功由電源和負載共同承擔(dān)。②當(dāng)電容性負載產(chǎn)生的感性無功正好等于變壓器建立主、漏磁場所需的感性無功時，從一次側(cè)輸入的無功功率(wúɡōnɡɡōnɡlǜ)為零。③當(dāng)電容性負載較大時，從一次側(cè)輸入的無功功率(wúɡōnɡɡōnɡlǜ)是容性的。3.27答：（1）U2空>U2滿>U2短=0

（2）E1空>E1滿>E1短（3）Bm空>Bm滿>Bm短3.44解：可有四各種不同(bùtónɡ)方式的聯(lián)結(jié)，三種不同(bùtónɡ)的變比。思考題與習(xí)題答案部分精品資料（1）高低壓邊均串聯(lián)(chuànlián)

（2）高壓邊串聯(lián)(chuànlián)，低壓邊并聯(lián)

（3）高低壓邊均并聯(lián)

思考題與習(xí)題答案(dáàn)部分精品資料（2）高壓邊并聯(lián)(bìnglián)，低壓邊串聯(lián)

3.45答：二次側(cè)電壓不相等。因為I0I=2I0II，忽略漏阻抗，則勵磁阻抗ZmI=1/2ZmII，一次繞組串聯(lián)后加440V電壓,但兩臺變壓器的一次側(cè)電壓不等,U1I=2U1II,且U1I≈146.7V,U1II≈293.3V，所以二次側(cè)電壓不也不相等,U2I=2U2II,且U2I=73.4V,U2II=146.6V。3.46解：（1）原來高壓繞組的匝數(shù)因為，所以匝。思考題與習(xí)題(xítí)答案部分精品資料（2）新的高壓繞組匝數(shù)因為(yīnwèi)，所以匝。3.47解：（1）變壓器近似等效電路參數(shù)標(biāo)么值思考題與習(xí)題答案(dáàn)部分精品資料短路電阻：短路電抗(diànkàng)：

勵磁阻抗：

負載阻抗：思考題與習(xí)題答案(dáàn)部分精品資料等效電路如圖3.3所示：

圖3.3題3.47圖一次、二次側(cè)電流(diànliú)及二次側(cè)電壓：精品資料

（3）輸入(shūrù)功率和輸出功率輸入(shūrù)功率：輸出功率：思考題與習(xí)題答案(dáàn)部分精品資料3.48解：（1）折算到高壓(gāoyā)側(cè)的變壓器“T”形等效電路參數(shù)并畫出等效電路圖（設(shè)R1=R2’，X1=X2’）①由空載試驗數(shù)據(jù)求勵磁參數(shù)

折算到高壓(gāoyā)側(cè)有：思考題與習(xí)題答案(dáàn)部分精品資料

②由短路試驗數(shù)據(jù)(shùjù)求短路參數(shù)折算到75℃有：思考題與習(xí)題答案(dáàn)部分精品資料則

折算(shésuàn)到高壓側(cè)的變壓器“T”形等效電路如圖3.4所示。思考題與習(xí)題答案(dáàn)部分+-+-圖3.4題3.48圖精品資料（2）額定負載且cosφ2=0.8（滯后(zhìhòu)）和cosφ2=0.8（超前）時的電壓變化率、二次端電壓和效率①額定負載且cosφ2=0.8（滯后(zhìhòu)）時思考題與習(xí)題答案部分精品資料

②額定負載且cosφ2=0.8（超前）時思考題與習(xí)題(xítí)答案部分精品資料3.48解：（1）當(dāng)輸出電流I2=I2N，cosφ2=0.8（滯后）時的效率(xiàolǜ)

（2）效率(xiàolǜ)最高時的負載系數(shù)βm和cosφ2=0.8（滯后）時的最高效率(xiàolǜ)ηmax思考題與習(xí)題答案(dáàn)部分精品資料3.50解：當(dāng)β=1時，U2=U2N，ΔU=0，則：

而短路參數(shù)(cānshù)為：

所以思考題與習(xí)題答案(dáàn)部分精品資料為阻容性負載(fùzài)3.51解：（1），代入數(shù)據(jù)得：

整理得：又因為：聯(lián)立求解(1)、(2)式，得：SI=1189kV·A，SII=2061kV·A通過計算可知，短路電壓大的變壓器欠載，容量不能充分利用，短路電壓小的變壓器過載。（2）令，即則思考題與習(xí)題(xítí)答案部分精品資料并聯(lián)(bìnglián)組的利用率為：思考題與習(xí)題答案(dáàn)部分精品資料第三章變壓器自測題參考答案（一）填空題：1.一臺接到電源頻率固定的變壓器，在忽略漏抗壓降條件下，其主磁通的大小決定于外加電壓的大小，而與磁路的材質(zhì)和幾何尺寸基本(jīběn)無關(guān)，其主磁通與勵磁電流與非線性關(guān)系。2.變壓器鐵心導(dǎo)磁性能越好，其勵磁電抗越大，勵磁電流越小。3.變壓器帶負載運行時，若負載增大，其鐵損耗將不變，銅損耗將增加（忽略漏阻抗壓降的影響）。4.當(dāng)變壓器負載（φ2>0o）一定，電源電壓下降，則空載電流I0減小，鐵損耗PFe減小。精品資料5.一臺2kV·A，400/100V的單相變壓器，低壓側(cè)加100V，高壓側(cè)開路，測得I0=2A；P0=20W；當(dāng)高壓側(cè)加400V，低壓側(cè)開路，測得I0=0.5A，P0=20W。7.變壓器等效電路中的Xm是對應(yīng)于主磁通的電抗，Rm是表示鐵心(tiěxīn)損耗的等效電阻。8.兩臺變壓器并聯(lián)運行，第一臺先達滿載，說明第一臺變壓器短路阻抗標(biāo)么值比第二臺小。9.三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別不僅與繞組的繞向和首末端標(biāo)記有關(guān)，而且還與三相繞組的聯(lián)結(jié)方式有關(guān)。10.變壓器空載運行時功率因數(shù)很低，這是由于空載時建立主、漏磁場所需無功遠大于供給鐵損耗和空載時銅損耗所需的精品資料（二）判斷題：1.一臺變壓器一次側(cè)電壓U1不變，二次側(cè)接電阻性負載或接電感性負載，如負載電流相等，則兩種情況下，二次側(cè)電壓也相等。（×）2.變壓器在一次側(cè)外加額定(édìng)電壓不變的條件下，二次側(cè)電流大，導(dǎo)致一次側(cè)電流也大，因此變壓器的主磁通也大。（×）3.變壓器的漏抗是個常數(shù)，而其勵磁電抗卻隨磁路的飽和而減小。（√）4.自耦變壓器由于存在(cúnzài)傳導(dǎo)功率，因此其設(shè)計容量小于銘精品資料銘牌(míngpái)的額定容量。（√）5.使用電壓互感器時其二次側(cè)不允許短路，而使用電流互感器時二次側(cè)則不允許開路。（√）

（三）單項選擇題：1.變壓器空載電流小的原因是：（③）①一次繞組匝數(shù)多，電阻很大；②一次繞組的漏抗很大；③變壓器的勵磁(lìcí)阻抗很大；④變壓器鐵心的電阻很大。2.變壓器空載損耗：（④）①全部為銅損耗；②全部為鐵損耗；精品資料③主要為銅損耗；④主要為鐵損耗。3.一臺變壓器一次側(cè)接在額定電壓的電源上，當(dāng)二次側(cè)帶純電阻負載(fùzài)時，則從一次側(cè)輸入的功率：（③）①只包含有功(yǒuɡōnɡ)功率；②只包含無功功率；③既有有功功率，又有無功功率；④為零。4.變壓器中，不考慮漏阻抗壓降和飽和的影響，若原邊電壓不變，鐵心不變，而將匝數(shù)增加，則勵磁電流：（②）①增加；②減少；③不變；④基本不變。

5.一臺變壓器在（②）時效率最高。①β=1；②P0/Ps=常數(shù)；③PCu=PFe；④S=SN。精品資料（四）簡答題：1.為什么變壓器的空載損耗可近似看成鐵損耗，而短路損耗可近似看成銅損耗？答：變壓器鐵損耗的大小決定于鐵心中磁通密度的大小，銅損耗的大小決定于繞組中電流的大小。變壓器空載和短路時，輸出功率都為零。輸入功率全部變?yōu)樽儔浩鞯膿p耗。即銅損耗與鐵損耗之和。空載時，電源電壓為額定值，鐵心中磁通密度達到正常運行的數(shù)值，鐵損耗也為正常運行時的數(shù)值，而此時二次繞組中電流為零，沒有銅損耗，一次繞組中電流僅為勵磁電流，遠小于正常運行的數(shù)值，它產(chǎn)生的銅損耗相對于這時的鐵損耗可以(kěyǐ)忽略不計，因而空載損耗可近似看成為鐵損耗。短路試驗時，輸入功率為短路損耗。此精品資料時一次、二次繞組電流均為額定值，銅損耗(sǔnhào)也達到正常運行時的數(shù)值，而電壓大大低于額定電壓，鐵心中磁通密度也大大低于正常運行時的數(shù)值，此時鐵損耗(sǔnhào)與銅損耗(sǔnhào)相比可以忽略不計。因此短路損耗(sǔnhào)可近似看成為銅損耗(sǔnhào)。2.電源頻率降低，其他量不變，試分析變壓器鐵心飽和程度、勵磁電流、勵磁電抗和漏抗的變化情況。答：據(jù)U1≈4.44?N1Φm可知，當(dāng)?降低時，Φm（Bm）增加，鐵心飽和程度增加，勵磁電流增加勵磁電抗減小，漏抗減小。3.變壓器的一次、二次側(cè)額定電壓都是如何定義的？答：一次側(cè)額定電壓是指規(guī)定(guīdìng)加在一次側(cè)的電壓。二次側(cè)額定電壓是指當(dāng)一次側(cè)加上額定電壓時，二次側(cè)的開路電壓。精品資料4.變壓器理想并聯(lián)運行條件是什么？哪一個條件要求絕對嚴(yán)格？答：變壓器理想并聯(lián)運行的條件有三條：①各變壓器一、二次側(cè)的額定電壓(diànyā)應(yīng)分別相等，即變比相同；②各變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同；③各變壓器的短路阻抗（或短路電壓(diànyā)）標(biāo)么值ZS*（US*）相等，且短路阻抗角也相等。第②個條件要求絕對(juéduì)嚴(yán)格。（五）作圖題：1.畫出變壓器帶純電阻性負載時的簡化相量圖。

答：如圖3.5所示。精品資料第三章變壓器2.畫相量圖判定組別。答：如圖3.6所示。由相量圖可知，圖3.6a為Y，y4聯(lián)結(jié)組；圖3.6b為Y，d11聯(lián)結(jié)組。（六）作圖題：1.三相變壓器額定(édìng)容量為20kV·A，額定(édìng)電壓為10/0.4kV,額φ1

圖3.5作圖題1圖精品資料第三章變壓器定頻率為50Hz，Y，y0聯(lián)結(jié)(liánjié)，高壓繞組匝數(shù)為3300。試求：（1）變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流；（2）高壓和低壓側(cè)的額定相電壓；（3）低壓繞組的匝數(shù)。圖3.6作圖題2題U1V1W1u1v1w1（a）（b）U1V1W1u1v1w1V1W1U1w1v1(u1)V1W1U1w1v1(u1