1、第二章 变压器一、填空：1. 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。2. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。答：磁动势平衡和电磁感应作用。3. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。答：负载电流的变化。4. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。5. 变压器副边的额定电压指 。答：原边为额定电压时副边的空载电压。6. 通过 和 实验可求取变压器的参数。答：空载和短路。7. 变压器的结构参数包括 ， ， ， ， 。答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，
2、漏电抗，变比。8. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 。答：1。9. 既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为 ，仅和一侧绕组交链的磁通为 。答：主磁通，漏磁通。10.变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是 。答：自耦变压器。11.并联运行的变压器应满足（1） ， （2 ） ， （3） 的要求。答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2 ）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。12.变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗可视为 。答：可变损耗，不变损耗。二、选择填空1. 一台三相电力变压器 =560kVA， =10000/400
3、(v), D,y 接法，负载时忽略励磁电流，低压NSNU21边相电流为 808.3A 时，则高压边的相电流为 。A： 808.3A ， B: 56A，C: 18.67A ， D: 32.33A。答：C2. 一台变比为 k的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为，那末原边的励磁阻抗标幺值是 。：,：,：.。答：A3. 变压器的其它条件不变，外加电压增加，则原边漏抗 ，副边漏抗 和励磁电抗 将 。1X2mX：不变，：增加% ， ：减少% 。 （分析时假设磁路不饱和）答：A5 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；A6 三相变压器二次侧的
4、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 空载相 C 额定负载时的线答：A7 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 三相变压器的变比是指之比。A：原副边相电势 B：原副边线电势 C：原副边线电压答：A10 将 50Hz 的变压器接到 60Hz
5、电源上时，如外加电压不变，则变压器的铁耗 ；空载电流 。A 变大 B 变小答：B，B11 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：A12 一台单相变压器额定电压为 220/110V。Y/y-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. 变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率 。 （ ）答：错3. 变压器空载
6、和负载时的损耗是一样的。 （ ）答：错4. 变压器的变比可看作是额定线电压之比。 （ ）答：错5. 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：对四、简答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 im， 产生励磁磁动势 fm，在铁芯中产生交变主磁通 m, 其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定律，原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，dtNm1dtem2原副边的感应电动势也就不等，即 e1e 2，而绕组的电压
7、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、副两边每匝感应电动势相等。又 U1 dtNe1dte221NeE1, U2E 2，因此 ，当 U1 不变时，若 N1减少, 则每匝电压 增大，所以 将增大。或21 1NU122N者根据 ，若 N1减小，则 增大， 又 ，故 U2增大。mf4. mmf224.3. 变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什么小负荷用户使用大容量变压器
8、无论对电网和用户均不利？答：要从电网取得功率，有功功率供给变压器本身功率损耗，即铁心损耗和绕组铜耗，它转化成热能散发到周围介质中；无功功率为主磁场和漏磁场储能。小负荷用户使用大容量变压器时，在经济技术两方面都不合理。对电网来说，由于变压器容量大，励磁电流较大，而负荷小，电流负载分量小，使电网功率因数降低，输送有功功率能力下降，对用户来说，投资增大，空载损耗也较大，变压器效率低。4. 变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻 r1很小，为什么空载电流 I0不大？如将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？答： 因为存在感应电动势 E1, 根据电动势方程：可知，尽管 很小，但由于
9、励磁)()( 10100011 jXRIZIXjjRIEU mm 1R阻抗 很大，所以 不大.如果接直流电源，由于磁通恒定不变，绕组中不感应电动势，即 ， ，mZ 0E1因此电压全部降在电阻上，即有 ，因为 很小，所以电流很大。1/U1R5. 变压器铁心中的磁动势，在空载和负载时比较，有哪些不同？答：空载时的励磁磁动势只有一次侧磁动势 ，负载时的励磁磁动势是一次侧和二次侧的合成10NIFm磁动势，即 ,也就是 。21Fm210INI6. 一台 的单相变压器，如接在直流电源上，其电压大小和铭牌电压一样，试问此时会出现什么现象？副Hz50边开路或短路对原边电流的大小有无影响？（均考虑暂态过程）答：
10、因是直流电，变压器无自感和感应电势，所以加压后压降全由电阻产生，因而电流很大，为 。如副1RUN边开路或短路，对原边电流均无影响，因为 不变。7. 变压器的额定电压为 220/110V，若不慎将低压方误接到 220V 电源上，试问激磁电流将会发生什么变化？变压器将会出现什么现象？答：误接后由 知，磁通增加近一倍，使激磁电流增加很多（饱和时大于一倍） 。此时变mfNEU14.压器处于过饱和状态，副边电压 440V 左右，绕组铜耗增加很多，使效率降低、过热，绝缘可能被击穿等现象发生。8. 变压器有载运行时，变比是否改变?答：变压器的变比 ，不论空载还是有载，其匝数比是不会改变的。21ENk不过在测
11、量变压比时，应在空载时测出原、副边电压 和 。计算出来的 值更准确。1U2K有载时测副边电压 较 相差较大， 值就不准确。2UK9. 变压器的有功功率及无功功率的转换与功率因数有何关系？答；变压器的额定容量一定时，视在功率 一定，功率因数 由负载而定。当 较低时，变压器NS2cos2cos输出的有功功率小，无功功率大，当负载的功率因数高，例如全部带照明负载，则 ，变压器输出的全1部是有功功率。五、计算1. 一台单相变压器， ， ， ，空载及短路实验的结果如下：KVASN10kVUN3.6021HzfN50实验名称 电压（V） 电流（A） 功率（W） 电源加在空载 6300 10.1 5000
12、低压边短路 3240 15.15 14000 高压边试计算：（1）折算到高压边的参数（实际值及标么值） ，假定 ， （2）画出折21kR21kX算到高压边的 T 型等效电路；（3）计算短路电压的百分值及其二分量；（4）满载及 滞后时的电压变化率及效率;8.0cos2（5）最大效率。解：（1）空载实验可以得到折算到高压边的参数，而 k60/6.39.52402IUkZm所以 m57.61.354.92kIPkR4.0220ZXmm.56根据短路实验得到折算到低压边的参数5.301.24221kIPR86.5.30kIUZ5.102)2(21kkRZX113.6NUZSI所以 25.41*NmR6
13、7.1.301*mZX331*21 042.8.5NR231*21 17.6.0ZX（2）折算到高压的 T 型等效电路（3） %69.10169.%0KkrRu55xX4.22kxrk(4) 电压变化率 %7.4)6.0958.61(sinco22 kxkruu此时， 211 7.3NNkVU而 21 6.NSAI所以 kWCOSIUP3.9528.07.38.522 故 kIkN4.9)(101则 21952.30%1097.5%74P（5）达到最大效率时， kWpcuFe所以 ARIk05.961243.7.12*NI所以 %19.8 %10)453.08.10543014( )cos23
14、2*2*20max kPISI2.一台三相变压器，原、副方额定电压 ， 11 连接，匝电压为 14.189V，副方额定电12/.NUkV/Y流 。2183.NAI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 、0.9（超前）和 0.85（滞后）三种情况下的负1cos2载功率。解：（1）原方 105.73NkVU副方 2.所以 407189.53.41N2.2U（2）额定容量 23NNSI.158.0KVA117.43NIU（3）因 22cosSP所以当 时1cos21000 W2P当 时9.0cos210000.9900 w2P当 时85.cs2
15、10000.85850 w23一台单相变压器 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、副边电压及效率。 （注：电压变化率9.0cos2按近似公式计算）解： 16.94NSAIU20.17NI(1) 短路参数 52.4kZI.1762kIPR58.1.24.ZX其阻抗基值 12036.87.9NUI所以 1.kNZ012.87.3651*kR9.1*NkZX(2) 空载时铁耗 ; 铜耗 WPpFe24500cup满载铜耗 ; 铁耗 WPIkNk 2.6051)794.6()(221 WpFe245(3)额定负载电流时 20.A根据电压变化率近似公式得%10)sinco(2*2*kkXRu 87.18.079.01. 此时副方电压 2()4NVU所以 w21.6.5.64CosPIWpkN 08258021 21%9.1P
