第一章变压器的结构与工作原理试题及答案.doc

1、第一章 变压器的结构与工作原理一、填空：（每空 1 分）1. 一台单相变压器额定电压为 380V/220V，额定频率为 50HZ，如果误将低压侧接到 380V 上，则此时 m , , 。 （增加，减少或不变）0IFep答：m 增大， 增大， 增大。0IFep2. 一台额定频率为 60HZ 的电力变压器接于 50HZ，电压为此变压器的 5/6 倍额定电压的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ，漏电抗 。答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减小，漏电抗减小。3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1） ， （2） ， （3） 。答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2

2、）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。4. 如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于 E= ，U= ，空载电流将 ，空载损耗将 。答：E 近似等于 U，U 等于 IR，空载电流很大，空载损耗很大。5. 变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。6. 一台变压器，原设计的频率为 50HZ，现将它接到 60HZ 的电网上运行，额定电压不变，励磁电流将 ，铁耗将 。答：减小，减小。7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。答：电磁感应作用。8. 引起变压器电压变化率变化的原因是

3、。答：负载电流的变化。9. 如将额定电压为 220/110V 的变压器的低压边误接到 220V 电压，则激磁电流将 ，变压器将 。答：增大很多，烧毁。二、选择填空（每题 1 分）1. 三相电力变压器磁势平衡方程为 。A：原，副边磁势的代数和等于合成磁势B：原，副边磁势的时间向量和等于合成磁势C：原，副边磁势算术差等于合成磁势答：B2. 电压与频率都增加 5时，穿过铁芯线圈的主磁通 。A 增加 B 减少 C 基本不变答：C3. 升压变压器，一次绕组的每匝电势 二次绕组的每匝电势。A 等于 B 大于 C 小于答；A4. 三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的 电压A 空载线 B 空

4、载相 C 额定负载时的线答：A5. 单相变压器通入正弦激磁电流，二次侧的空载电压波形为 。A 正弦波 B 尖顶波 C 平顶波答：A6. 变压器的其它条件不变，若原副边的匝数同时减少 10，则 ， 及 的1X2m大小将 。A： 和 同时减少 10， 增大 1X2mXB： 和 同时减少到 0.81 倍, 减少C： 和 同时减少到 0.81 倍， 增加12 mD： 和 同时减少 10， 减少XX答：B7. 如将额定电压为 220/110V 的变压器的低压边误接到 220V 电压，则激磁电流将 ，变压器将 。A：不变；B: 增大一倍；C: 增加很多倍;D: 正常工作;E:发热但无损坏危险；F:严重发热

5、有烧坏危险答：C，F8. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。A:电压变化率太大； B:空载环流太大；C:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。答：B9. 三相变压器组不宜采用 Y,y 联接组，主要是为了避免 。A：线电势波形放生畸变； B：相电势波形放生畸变；C：损耗增大； D：有效材料的消耗增大。答：B10. 变压器原边每匝数增加 5%，副边匝数下降 5%，激磁电抗将 。A：不变 B：增加约 10% C：减小约 10%答：B11. 三相变压器的变化是指之比。A：原副边相电势 B：原副边线电势 C：原副边线电压答：A12. 磁通 ，电势 正方向如图，W 1 匝线圈感

6、应的电势 e 为 。A：d/dt B：W 1d/dt C：-W 1d/dt答：C13. 变压器铁耗与铜耗相等时效率最大，设计电力变压器时应使铁耗 铜耗。A：大于 B：小于 C：等于答：A14. 两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 分配。A：大小成反比 B：标么值成反比 C：标么值成正比答：B15. 将 50HZ 的变压器接到 60HZ 电源上时，如外加电压不变，则变压器的铁耗 ；空载电流 ；接电感性负载设计，额定电压变化率 。A 变大 B 变小答：B，B ，A16. 当一台变压器的原边匝数比设计少 10%（副边匝数正常）则下列各值的变化为：磁通 ； ； ； ；U 20 I0 。1X2mXA

7、：变大 B：变小 C：不变答：A，B，C ， B，A，A17. 一台 Y/ -12 和一台 Y/ -8 的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联0y0y运行 。A能 B不能 C不一定 D不改接也能答：A18. 一台 50HZ 的变压器接到 60HZ 的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流将 。A,增加 B,减小 C，不变.答：B19. 变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压 。A,呈上升趋势； B,不变， C,可能上升或下降答：C20. 单相变压器铁心叠片接缝增大，其他条件不变，则空载电流 。A,增大； B，减小； C,不变。答：A21. 一台单相变压器额定电压为 220/110V。Y/y

8、-12 接法，在高压侧作短路实验，测得的短路阻抗标幺值为 0.06，若在低压侧作短路实验，测得短路阻抗标幺值为 。A:0.06 ， B：0.03 ，C：0.12 ， D：0.24 。 答：A三、判断（每题 1 分）1. 变压器负载运行时副边电压变化率随着负载电流增加而增加 。 （ ）答：对2. 电源电压和频率不变时，制成的变压器的主磁通基本为常数，因此负载时空载时感应电势 为常数 。 1E（ ）答：错3. 变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率 。 （ ）答：错4. 变压器频率增加，激磁电抗增加，漏电抗不变。 （ ）答：错5. 变压器负载运行时，原边和副边电流标幺值相等 。 （ ）答：错

9、6. 变压器空载运行时原边加额定电压，由于绕组电阻 r1 很小，因此电流很大。 （ ）答：错7. 变压器空载和负载时的损耗是一样的。 （ ）答：错8. 变压器的变比可看作是额定线电压之比。 （ ）答：错9. 只要使变压器的一、二次绕组匝数不同，就可达到变压的目的。 （ ）答：对10. 不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。 （ ）答：错四、简答（每题 3 分）1. 从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？答： 变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流 I0， 产生励磁磁动势 F0，在铁芯中产生交变主磁通 0, 其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定律，原

10、副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e1 和 e2，且有、 显然，由于原副边匝数不等，即 N1N 2，原副边的感应dtNe01dte02电动势也就不等，即 e1e 2，而绕组的电压近似等于绕组电动势,即 U1E 1、U 2E 2，故原副边电压不等，即 U1U 2, 但频率相等。2. 试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？答：由 、 可知 ，所以变压器原、副两边每dtNe01dte0221Ne匝感应电动势相等。又 U1 E1, U2E 2，因此 当 U1 不变时，若 N1 减少, 则每21匝电压 增大，所以 将增大。或者根据 ，若

11、N11N12N mfE114.减小，则 增大， 又 ，故 U2 增大。mmf4.3. 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用 0.35 毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。为了铁心损耗，采用 0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。4. 变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？答：铁心: 构成变压器的磁路 ,同时又起着器身的骨架作用。绕组: 构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。分接开关: 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变压器调压。油箱和冷却装置: 油箱容纳器身 ,盛变压

12、器油,兼有散热冷却作用。绝缘套管: 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接，使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。5. 变压器原、副方额定电压的含义是什么？答：变压器一次额定电压 U1N 是指规定加到一次侧的电压，二次额定电压 U2N 是指变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。五、计算（每题 5 分）1. 一台三相变压器，原、副方额定电压 ， 11 连接，匝120/3.5NUkV/Y电压为 14.189 伏，副方额定电流 。28.AI试求（1）原副方线圈匝数；（2）原线圈电流及额定容量；（3）变压器运行在额定容量且功率因数为 1、0.9（超前）和 0.85（滞2Cos后）三种情况下的负

13、载功率。解：（1）原方 105.73NkVU副方 2.所以 1407.89NTW2.U（2）额定容量 23NNSUI.158.0KVA117.43NI（3）因 2NCosSP所以当 1 时2Cos1000 W2当 0.9 时10000.9900 w2P当 0.85 时2Cos10000.85850 w22. 一台 3KVA，230/115 伏单相变压器，原线圈电阻 ，副线圈电阻10.3r，原线圈漏抗 ，副线圈漏抗 ，铁耗 w，20.5r10.8x2x45FeP额定负载时铜耗 w。5cuP求：(1) 副方功率因数为 0.9（滞后）时的电压变化率；(2) 供给 3.04kw，功率因数为 0.95（

14、滞后）负载时的效率解：（1） 1301.42NSAI68751.34NUZI2.08NI所以 12120.3.50.284764kNrrZ12.8.1.6kx故副方 Cos 0.8（滞后）时电压变化率22kkuCosSinxr5.524（2）供给负载 3.04kw 时，如不考虑电流对 的影响时，u 22kksixr0.0280.95+0.0681 10.954.78此时端电压 2(1)5(.478).NuVU此时负载电流 230.619.PAIU这个电流对电压变化率的影响为 2uI所以考虑电流变化对电压变化率的影响后电压变化率%09.578.40.6端电压 215(.)1.VU负载电流 230

15、47.859.PAI在这个负载时变压器的铁耗不变，铜耗为W.8596.()2607Icuk所以供给 3.04kw、功率因数为 0.95（滞后）负载时的效率为210%Pcu 54.98.9645303. 一台单相变压器 50KVA、7200/480V、60Hz。其空载和短路实验数据如下实验名称 电压（伏） 电流（安） 功率（W） 电源加在空载 480 5.2 245 低压边短路 157 7 615 高压边试求：（1）短路参数及其标么值；（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；（3）额定负载电流、功率因数 滞后时的电压变化率、副边电压及20.9Cos效率。 （注：电压变化率按近似公式计算）解： 16.94

16、NSAIU20.17NI(1) 短路参数 52.4kZI261.9kPrI8.5kxZ其阻抗基值 17036.7.94NUI所以 1.2kNZ10.2kNrZ1.79kx(2) 空载时铁耗 w0245FeP满载铜耗 w126.9()1560.2()7NkkI(3) 额定负载电流时 204.NAI根据电压变化率近似公式得2uCosSinxrk%87.1.0179.012.0此时副方电压 (8)4NVU所以 w22.6.5.64CosPIw1015208kN21%98.P4. 一台单相变压器，50kVA，7200/480V，60Hz。其空载和短路实验数据如下：实验名称 电压（V） 电流（A） 功率（w） 电源加在边空载 480 5.2 245 低压边短路 157 7 615 高压边试求：（1）短路参数 ， ， 及其相对值；ZkrXK（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；（3）额定负载电流，功率因数 0.9（滞2Cos后）时的电压变化率，二次侧电压及效率。 （注：电压变化率用近似公式计算）解：(1) SN50kVAI1NS N/U1N6.94A