电机学专升本必用课后加详细解答

1、第一部分变压器电力变压器的作用：一是变换电压等级（简称变压），以利于电能的高效传输和安全使用，这是变压器的基本作用；二是控制电压大小（俗称调压），以保证电能质量，这是电力变压器要满足的特殊功能。第一章习题解答（Page14）1-1变压器是依照什么原理工作的？变压原理是什么？【解】变压器是依照电磁感觉原理工作的。变压原理以下：当外加沟通电压u1时，一次侧电流i1将在死心中成立主磁通，它将在一、二次侧绕组中感觉出主电动势e1d和e2N2d22N1，于是二次侧绕组便有了电压u，负载时它流过电流i，由dtdt于工作时u2e2，u1e1，所以，当一、二次侧绕组的匝数12不相等时，则可获取与一次侧数值N、

2、N不一样的二次侧电压，此即变压原理。此题知识点是变压器的工作原理。它还波及以下术语。变压器的变比Ke1N1u1。K1时称为降压变压器，K1时称为升压变压器。e2N2u2接电源的绕组称为一次侧绕组，它汲取电功率ui；接负载的绕组称为二次侧绕组，它输出电功11u2i2；电压等级高或匝数多或电流小或电阻大或出线套管高并且间距的绕组称为高压绕组；反之就称为低压绕组。注意！高、低压绕组和一、二次绕组是不一样的看法，不行混杂。1-4死心在变压器中起什么作用？为何要用两面涂漆的硅钢片叠成？叠片间存在气隙有何影响？【解】死心的作用是传导变压器的工作主磁通，同时兼作器身的构造支撑。死心叠片的目的是减小交变磁通此

3、中惹起的铁耗。叠片间存在气隙时，主磁路的导磁性能将降低，使激磁电流增大。1-5变压器油有什么作用？【解】变压器油的作用有两个：一是增强绕组绝缘；二是冷却。1-6变压器的额定值有哪些？一台单相变压器额定电压为220/110，额定频次为50Hz，表示什么意思？若此变压器的额定电流为9.1A，问在什么状况下称为变压器处于额定运转状态？【解】额定值有：额定容量S，VA或kVA；额定电压U和U，V或kV，三相指线电压；额定电流N1N2NI1N和I，A或kA，三相指线电流；额定频次f等。额定电压220/110表示U=220V，U=110V；50Hz2NN1N2N表示我国标准规定的工业频次。U1=220V、

4、I1=4.55A、I2=9.1A、f=50Hz时为额定状态。1-7一台单相变压器，一次侧加额定电压，测得二次侧的空载电压11kV，若接上负载后测得二次侧电压，则二次侧额定电压为多少？【解】二次侧额定电压为11kV。1-8有一台单相变压器的额定数据为N1N2N，试求变压器的额定电流。S=500kVA，U/U=35/11kV【解】一次侧额定电流SN500kVAI1N14.29AU1N35kVSN500kVA二次侧额定电流I2N45.45AU2N11kV1-9有一台三相变压器，额定容量SN=5000kVA，额定电压U1N/U2N=66/，一次侧三相星形连结，二次侧三角形连结，求一、二次侧的额定电流。

5、SN5000kVA43.74A；（额定相电流I1NI1N43.74A）【解】一次侧额定电流I1N366kV3U1NI2NSN5000kVA二次侧额定电流3U2N274.93A；（额定相电流310.5kVI2NI2N158.73A）31-10一台三相变压器SN=3200kVA，U1N/U2N=35/，一次侧Y接法，二次侧接法。试求：一、二次侧额定线电压、线电流及额定相电压、相电流；若负载功率因数cos20.85滞后，则该变压器额定运转时带多罕有功功率和无功功率？【解】额定电压、电流计算一次侧的额定数据：U1N35kV线电压U1N=35kV；相电压U1N20.207kV；33线电流I1NSN320

6、0kVA52.79A3U1N352.79A；相电流I1NI1N35kV二次侧的额定数据：线电压U2N10.5kV；相电压U2NU2N10.5kV；线电流I2NSN3200kVA175.95A；相电流I2NI2N101.59A3U2N310.5kV3额定状态下的功率计算有功功率PNSNcos2无功功率QNSNsin232000.852720kW；32000.52681685.7kvar（以上三题中的各样关系是变压器部分计算的基础，一定娴熟掌握）。第二章习题解答（Page3942）2-1变压器主磁通和漏磁通有何不一样？在等效电路中如何表现它们的差异？【解】差异有：磁通路径不一样。主磁路是闭合的死心

7、，漏磁路主要由非磁性介质构成，所以，主磁路导磁性能好，主磁通占总磁通的绝大多数，平常在90%左右，故被称为主磁通；漏磁路导磁性能差，漏磁通幅值小，它占总磁通的份额一般不到10%。匝链的绕组不一样。主磁通同时匝链（即穿越绕组的线匝）一、二次绕组，而某侧漏磁通仅与该侧绕组自己匝链，这是二者的实质差异。受负载影响不一样。主磁通幅值几乎不随负载变化，而漏磁通幅值随负载增添而增大。在变压器等效电路中，第一个差异用电抗大小来表示，主磁通对应的激磁电抗xm数值大，漏磁通1、2对应的一、二次漏抗x1、x2数值较小；第二个差异用电抗地点来表示，x1、x2分别处在一次绕组回路和二次绕组回路中，xm则处在一、二次绕

8、组的公共回路中；第三个差异表此刻电动势大小（图中实质为电抗电压）能否受负载影响，此中，因为I0基本不随负载变，故电抗压降E1I0 xm也就不变；I1和I2随负载增大而增大，故电抗压降E1=I1x1和E2=I2x2就随之增大。2-2某台单相变压器，220/110V，若错把二次侧（110V侧）看作一次侧接到220V沟通电源上，主磁通和激磁电流将如何变化？若将直流电源220V接在一次侧，会出现什么问题？典型分析过程以下：第一用式U1E14.44fN1m分析死心中主磁通m变化状况。可见，影响m大小的要素有一21.3，k为常数。次绕组匝数N、电源的电压U和频次f。此中，频次f还影响铁耗pFekBmf11

9、再用式mBmA分析磁密Bm变化状况。Bm受m和死心截面积A影响，并影响pFe。而后用式BmHm和变压器空载特征（也称磁化曲线）分析磁路中磁场强度Hm和导磁率变化状况。三者关系为：若Bm增大，则Hm增大而减小；若Bm减小()，则Hm减小而增大()。最后依照磁路计算式FmN1I0m0mHml确立激磁电流I的变化状况。以上结论还可用于分析铁耗、绕组铜耗pCu、激磁电阻rm和激磁电抗xm等量的变化状况。【解】错把二次侧看作一次侧，相当于把一次电压U1提升一倍，故主磁通和激磁电流都增大。分析过程为：U(1倍)(1倍)B(1倍)H(1倍以上)、I(数倍)。1mmm0m若将一次侧接220V直流电源，则将以致

10、一次绕组电流极大而烧坏、二次侧没有电压。原由以下：在直流稳态状况下，一次电流I1和死心磁通都是常数，于是绕组的主电动势E1、E2和一次漏电动势E1都等于0，电源电压U1所有加在数值很小的一次绕组电阻r1上，即U1I1r1，所以，I1将显着增大而有烧坏一次绕组的危险，二次绕组中就不行能出现电流I和电压U。222-3变压器变比可K使用KN1、KU1N、KI2N三式，它们有何不一样？哪一个是正确的？N2U2NI1N【解】KN1E1是变比定义式，是正确的。KU1是变比近似式，它是在忽视绕组漏阻抗N2E2U2电压I1z1和I2z2条件下由变比定义式推得的。依照电压方程U1E1I1z1和U2E2I2z2，

11、并考虑相量合成、及I1z1和I2z2自己很小这两种要素，则U1|U1|E1|E1、U2|U2|E2|E2，于是就获取了这个近似式。可见，用它求得的K值平常偏大，且偏差随负载加重而略有增大。因为U正常1为额定值U1N，所以KU1N是空载（即U20=U2N）时的变比近似计算式，其精度较高。KI2也是一U2NI1个变比近似式，它是在忽视激磁电流I0条件下获取的。依照磁动势方程N1I1N2I2N1I0，若I00，则|N1I1|N1I1|N2I2|N2I2，这样即可推得该式，明显由它算得的K值平常偏小。因为额定负载（也称满载，即I2=I2N）时I1=I1N，故题目给出的是该种负载状况下的变比近似式。我们

12、所谈论的表达式只合用于重载（即I2与额定电流I2N凑近），轻载时偏差很大，故不可以采纳。2-4激磁电阻r和激磁电抗x的物理意义是什么？死心饱和程度对r和激磁电抗x有何影响？从空mmmm载运转到满载运转，它们能否改变？为何？【解】激磁电阻rm是反应死心消耗的模拟电阻；激磁电抗xm指单位激磁电流产生主磁通的能力，它对应于主磁通。r和x均受磁路饱和的影响，其原由可按题2-2中的说明进行分析，过程以下：若磁路mm饱和程度增添，则意味着导磁率减小，所以，H、B、I均增大，并且H、I0要比B增大速度快，mm0mm但磁导mAFe会减小，于是xm2fmN12就随之减小，依照式pFekBm2f1.3I02rm就

13、能够确立lFerm也将减小。因为U1=U1N为确立值，所以从空载到满载m、Bm、Hm、I0和都不变，于是rm和xm也不变。注：精准分析表示，对感性（20）和纯阻（2=0）负载，在负载增大过程中E1略有减小，则m、Bm、Hm、I0都将略有减小而略有增大，rm和xm就略有增大；而在容性（20）负载增大过程中，E1先增大后减小，视空载和满载时E1的不一样，rm和xm可能增大、不变或减小。2-6空载运转的变压器，若其余条件均不变，则在一次绕组匝数N、外加电压U、电源频次f分别11变化10%的三种状况下，对xm和x1都有何影响？【解】此题可用变压器典型分析过程说明以下（图中增大、减小，代表“以致”）：N

14、1m、x1BmHm、mxm，N1x1、xm。U1mBmHm、mxm，U1xm，但x1都不随U1变。fm、x1BmHm、mxm，fxm、x1。2-7为何变压器空载功率因数cos0很低？【解】激磁电阻rm是模拟死心消耗的电阻，为了提升变压器的运转效率，设计时平常都保证它拥有相对小的数值；另一方面，为了提升激磁电流产生主磁通的能力，设计就应保证激磁电抗xm拥有相对较大的数值，所以变压器的空载功率因数cos0rmxm2就会很低。rm22-10为何变压器可把空载消耗可近似看作铁耗，而把短路消耗看作额定负载下的铜耗？额定负载时变压器真实的铜耗和铁耗，与空载、短路试验求得的数值有无差异？为何？【解】因为变压

15、器的空载电流很小，一次绕组空载铜耗pCu1=mI02r1可忽视不计，所以空载消耗p0近似等于铁耗；短路试验一般都在绕组流过额定电流的状况下丈量数据，此时试验电压UK大概只有额定电压的百分之几，所以死心磁通量很小，死心消耗和激磁电流都可忽视不计，即短路消耗pKN就是额定负载下的铜耗。额定负载（正常为感性负载）条件下，因为一次绕组的漏阻抗电压增大，结果使主电动势E1较略空载有所降低，即磁通和磁密均降低，故铁耗比空载试验求得的数值小；可是，二次有额定电流时，一次电流也基本为额定值，故铜耗与短路试验求得值几乎相同。2-11做变压器空载、短路试验时，电压能够加在高压侧，也可加在低压侧，那么，用这两种方法

16、分别做空载、短路试验时，电源送入的有功功率、以及所测得的参数能否相同？【解】电源送入的有功功率相同；测得的参数则不一样，如设变比K1，则在高压侧丈量到的参数是低压侧数值的K2倍。说明以下（用在物理量符号上加下标1和2划分高、低压侧试验）：对空载试验：U01=U1N=m1、U02=U2N=m2，因U01=KU02，故m1=m2=m，于是Bm1=Bm2=Bm，p01=p02=p0，Hm1=Hm2=Hm，N1I01=N2I02或I02=KI01。对短路试验：I=I，I=I2N，因I=KI，U=KU，于是p=p。K11NK2K2K1K1K2KN1KN2可见在空载、短路试验状况下，丈量到的有功功率相等；

17、高压侧的试验电压是低压侧的K倍，而低压侧的电流是高压侧的K倍，所以高压侧的阻抗参数是低压侧的K2倍。2-12某单相变压器SN=22kVA，U1N/U2N=220/110kV，则一、二次侧电压、电流、阻抗的基准值各是多少？若知一次侧电流I=50A时，其二次侧电流的标幺值是多少？实质值是多少？1【解】电压基准值：U1B=U1N=220V；U2B=U2N=110V；且U1B=220=2110=KU2B（注：变比K=2）电流基准值：I1BI1NSN22k100A；I2BI2NSN22k200A；且I1BI2BU1NU2NK220110阻抗基准值：Z1BU1B220U12N2.2；Z2BU2B110U2

18、N2K2Z2BI1B100SNI2B2000.55；且Z1BSN当一次侧电流I1=50A时，其二次侧电流的：*I1500.5；实质值I2KI1*0.5200100A标幺值I2I1I1BI2I2B1002-14变压器可变消耗（铜耗）等于不变消耗（铁耗）时有最高效率，那么为何变压器设计中，总是使p0pKN？假如设计时使p0=pKN，那么该变压器最合用于什么状况？为何？【解】因为变压器效率特征的特色是：在负载系数达到最高效率时的m值前，效率随负载增大而迅速上涨；在负载由m增大到额定值=1过程中，略有减小而保持在凑近最高效率max的水平。另一方面，因为生产发展和社会进步的需要，变压器在投入运转后的一段

19、相当长的时期内，实质上都处于较轻的负载状态下，所以设计时老是取p0pKN，一般取pKN=（36）p0。因而可知，设计成p0=pKN的变压器最合适一直处在满载状况下运转。2-16一台Y,d接法的三相变压器，SN=100kVA，U1N/U2N=35000/400V，则其一、二次侧额定电流是多少？额定运转状态时双侧相电流各是多少？【解】一次侧额定电流SN100kVA1.65A，额定相电流I1NI1N1.65A）I1N335kV3U1N二次侧额定电流SN100kVA144.34A，额定相电流I2NI2N83.33AI2N30.4kV33U2N2-21一台Y,y接法、200kVA、1000/400V的三

20、相变压器，已知其折算到一次侧的每相短路阻抗为ZK=，其激磁电流能够忽视不计。现将其一次侧接对称三相额定电压，二次侧接每相阻抗ZL=的三相对称负载，求此时该变压器的：一、二次侧电流和二次侧电压各为多少？输入的视在功率、有功和无功功率各为多少？输出视在功率、有功和无功功率各为多少？【解】因为变比K=1000/400=，故折算到一次侧的负载阻抗ZLK2ZL6j36.708226.57若设U1100001000，则依照旧例正方向可得：33I1I2U11000/382.4428.58AZKZL(0.15j0.35)(6j3)U2I2ZL82.4428.582.01一次侧功率因数角128.58，二次侧功率

21、因数角2(2.01)(28.58)26.57一次侧电流I1=82.44A二次侧电流I2=KI1=206.1A二次侧线电压U2l3U23553.02383.14V；相电压U2=K2.5输入视在功率输入有功功率输入无功功率输出视在功率输出有功功率输出无功功率S13U1I13100082.44142.79kVAP1S1cos1142.79cos28.58125.39kWQ1S1sin1142.79sin28.5868.31kvarS23U2I23U2I23383.1482.4454.71kVAP2S2cos254.71cos26.5748.93kWQ2S2sin254.71sin26.5724.47

22、kvar2-22一台3kVA、230/150V、50Hz的单相变压器，r=3、r=、x1=、x2=，求：12折算到高压侧的rk、xk、zk及其标幺值r*k、x*k、z*k;折算到低压侧的rk、xk、zk及其标幺值;计算短路电压百分数uK及其重量ur、ux；求满载cos21、cos20.8滞后和超前三种状况下的电压变化率，并谈论其结果。【解】折算到高压侧的短路阻抗rK2r20.1176；x2K2x20.23512rKr1r20.4176，xKx1x21.0351，zKrK2xK21.1162rK*rK0.41760.0234，x*KxK1.03510.0587；zK*zK1.11620.0633

23、Z1BZ1BZ1B17.633317.633317.6333折算到低压侧的短路阻抗r1r1/K20.1276；x1x1/K20.3403rKr1r20.1776，xKx2x10.4403，zKrK2xK20.4748或rr1r20.41760.1776，xKx1x21.03510.4403，zKrK2xK20.4748KK22.3511K22.3511rK*rK0.17760.0234，x*KxK0.44030.0587，z*KzK0.47480.0633Z2BZ2BZ2B7.57.57.5uKz*0.0633，uKrr*0.0234，uKxx*0.0587KKK把coscoscos1和三种状

24、况下的负载功率因数带入电压变化率公式U(r*cos2x*sin2)可得：KK21、sin20时：U1(0.023410.05870)0.023420.8、sin20.6（滞后）时：U1(0.02340.80.05870.6)0.053920.8、sin20.6（超前）时：U1(0.02340.80.05870.6)0.01652-24Y,d接线、5600kVA、10/的三相变压器，空载和短路试验数据以下：试验名称试验电压（V）试验电流（A）丈量功率（W）备注空载630018000在低压侧做短路55032356000在高压侧做已知试验温度25，绕组为铜绕组，若设一、二次侧绕组的电阻和漏抗的标幺值

25、相等。试求：变压器T形等效电路参数的标幺值；满载且cos20.8滞后时的电压变化率U及效率；最高效率时的负载系数m以及最高效率max。【解】高压侧额定相电压U1N10kV5773.5V；低压侧额定相电压U2NU2N6300VU1N33高压侧额定（线）电流SN5600kVA323.32A，额定相电流II1N310kV3U1N低压侧额定（线）电流ISN5600kVA513.2A，额定相电流I2N36.3kV3U2N高压侧阻抗基准值：Z1BU12N10k210017.8571SN5600k5.61NI1N323.32AI1N1N296.3A3低压侧阻抗基准值：Z2BU2N26.3k221.26253

26、3SN5600kT形等效电路的标幺值参数计算（p018kW、pK56kW）空载试验数据：*U06300V*I07.40.01442，p*p00.00321U0U2N6300V1，I0I2N513.20SN短路试验数据：*IK3231*UK550V*pK56kW0.01IKI1N323.32，UKU1N10kV0.055，pKSN5600kW激磁阻抗：r*p0*0.0032115.437，z*mU0*169.351，xm*zm*2rm*267.611mI*020.014422I0*0.01442短路阻抗：r*p*0.010.01，U*K0.0550.055，x*z*2r*20.054Kz*KKI

27、*K212I*K1KKK75时的短路参数：rK*75C234.575rk*0.0119，z*K75crK*275CxK*0.0553234.525T形等效电路参数的标幺值：绕组电阻r1*r2*r*0.006，绕组漏抗x1*x*2x*0.027KK22将激磁阻抗和短路阻抗的标幺值乘以高压侧阻抗基准值Z，即为折算到高压侧的阻抗值：1Brm275.7，xm1207.3，zm1238.4；rK0.2125，xK0.9643，zK0.9875将激磁阻抗和短路阻抗的标幺值乘以低压侧阻抗基准值Z，即为折算到低压侧的阻抗值：2Brm328.2，xm1437.6，zm1474.6；rK0.253，xK1.148

28、2，zK1.1758变压器性能计算把=1、cos2=、sin2=代入计算式可得电压变化率U=(rk*cos2+xk*sin2)=+=额定铜耗pKNp*SNr*SN0.01195600k66.6kWKNK效率SNcos25600k0.80.98152pkNp018kSNcos25600k0.866.6k变压器的最高效率计算最高效率时的负载系数mp0180.52pKN66.6变压器的最高效率（cos2=1）maxmSNcos20.525600k10.9878mSNcos2p020.525600k1218k若cos2=，则max0.525600k0.80.98480.525600k0.8218k可见

29、最高效率与负载功率因数cos2有关，cos2=1时的max为变压器所能达到的最高效率。第三章习题解答（Page6466）3-1三相变压器组与三相心式变压器在磁路上各有什么特色？【解】变压器组每相有一个闭合的独立磁路；心式变压器每相磁路需经过其余两相死心柱闭合。3-2试标出图3-29(a)、(b)、(c)、(d)四图中变压器绕组的同极性端，并画出高、低压侧绕组的电压向量图，写出其连结组标号。AaAaXaXaXxXxAxAx(a)(b)(c)(d)3-29习题3-2用图【解】依据绕向可判断出绕组的同极性端，其注明如上图所示。按同极性端画出相量图，此中图（b）对应于（g）图，图（a）、（c）、（d）

30、对应于（h）图。AAaO(X,x)O(X,x)(g)a(h)即图（a）、（c）、（d）变压器的连结组别为I,i6；图（b）变压器的连结组别为I,i0。习题3-4画相量图判断联系组标号。ABCABCABCABCXYZXYZXYZYZXyzxzxyxyzzxybcacababccab(a)(b)(c)(d)3-30习题3-4用图【解】依据接线图上端头所对应的同极性端关系，可分别画出相应的高、低压侧电压相量图以下：AAAAbccabOOboOboooOcaaaCBCcBCCBB(a)图的电压相量图(b)图的电压相量图(c)图的电压相量图(d)图的电压相量图Y,y8连结组Y,y10连结组Y,d5连结组

31、D,y5连结组3-9变压器并联运转要满足那些条件？哪些条件同意稍有松动？会带来什么结果？【解】变压器理想并联应满足的条件有：各变压器一、二次侧额定电压相同，平常表现为变比相同。各变压器的连结组标号相同，即二次侧电压相位相同，平常表现为连结组相同。各变压器的短路电压百分数uK（即短路阻抗标幺值z*K）相同，并且短路阻抗角相同。此中，条件、同意稍有松动；条件一定满足，不然会出现极大的环流而破坏变压器。变比不一样时，各并联变压器之间会产生环流，其方向是从变比小的变压器流出而进入变比大的变压器，同时变比相对偏差K1K2100%每增大1%其大小约增添额定电流的10%，结果以致变KK1K2比小的变压器负载

32、加重而简单过载、变比大的变压器负载减少而不可以充分容量。所以，实质并联运转的变压器，变比平常都应当是相同的，如不一样则K也应当控制在1%之内。变压器短路电压百分数uK不一样时，负载系数就不一样，即uK小的大、uK大的小，这会使变压器的利用率降低；短路阻抗角K不一样则会造成电流相位不一样，这样在总负载一准时各变压器的电流将增大，从而使铜耗增大。实质要求uK尽可能周边，而容量比不超出1：3以保证K相等。3-10几台并联运转的变压器其z*K不等，并联组带负载时，哪一台变压器负载系数最大？z*K大的变压器，希望其容量大些还是小些好？若K不等又如何？【解】由上题可知，z*K最小的变压器负载系数最大。为提

33、升变压器的利用率，平常希望z*K大的变压器容量小一些。若K不等，希望K小的变压器容量大，原由是容量大额定电流大，承受电流能力强。3-12某变电所有两台变压器连结组别相同，第一台SN1=3200kVA、U1N/U2N=35/、uK1=%，第二台SN2=5600kVA、U1N/U2N=35/、uK2=%。试求：两台变压器并联运转，输出总负载为8000kVA时，每台变压器应分担多少？在没有任何一台过载的状况下可输出的最大总负载为多少？设施利用率是多少？【解】输出总负载为S=8000kVA时SN13200u*K1第一台变压器负载S1S0.06980004637780003065kVASN1SN2320

34、05600121043*0.0690.075uK1uK2SN25600u*K1第二台变压器负载S2S0.07580007466780004935kVASN1SN232005600121043*0.0690.075uK1uK2S2SS1800030654935kVA在没有任何一台变压器过载的状况下因uK1uK2，故第一台先达到满载，即其11，而第二台2uK10.0690.92，则有uK20.075最大输出总负载Smax1SN12SN232000.9256008352kVASmax83520.94994.9%设施利用率K5600SN1SN232003-15何谓相序阻抗？正序、负序、零序阻抗在变压器

35、分析中有何不一样？如何理解磁路构造与绕组连接对零序阻抗的影响？说明：对称重量法是分析沟通电机（含变压器）不对称运转问题时所广泛采纳的一种变量代换方法。它鉴于电路课程中的叠加原理，这要求电机是一个线性系统，即其主磁路不饱和。实质电机的磁路都拥有必定程度的饱和，故运用此法所得结论只好供问题定性时参照。【解】相序阻抗是指正序、负序和零序电流所碰到的变压器内部阻抗，包含绕组漏阻抗和激磁阻抗。（它用来模拟变压器正序、负序和零序的物理状况，数值则与各序主磁通和电流的路径有关。）从电流路径看，正、负序电流不受绕组连结影响而正常流通；零序电流则受绕组连结影响而不一定能流通。从主磁通路径看，正、负序磁通都经死心

36、闭合而与磁路构造没关，所以，激磁阻抗Z凑近m无量大，变压器正、负序都能用简化等效电路分析，即正序阻抗和负序阻抗都是短路阻抗；零序磁通路径则受磁路构造影响，所以零序阻抗与绕组连结和磁路构造都有关，这就是差异。零序电流受绕组接线的影响是：星形（Y）不可以流通；三角形（）不可以在线电流（外面）但能在相电流（内部）中流通；带中性线星形则能流通。零序磁通受磁路构造的影响是：变压器组中经死心闭合，零序激磁阻抗Zm0=Zm；心柱式变压器中经漏磁路闭合，|Zm0|比|Zm|小得多。所以，从接线为Y或的一侧看，零序阻抗Z=；从接线为YN的一侧看，零序阻抗还与另一侧绕组接线方式有0关，如是接线则Z=Z，假如Y接线

37、则Z=Z。0K0m03-16何谓中性点位移？三相变压器平常供电时，三相负载总会有必定的不均衡，能否会产生中性点位移？会带来什么影响？【解】变压器中性点偏离三角形中心是现象称为中性点位移。当三相负载不均衡时，除二次侧为Y接线的状况外，其余状况下变压器都会产生必定的中性点位移，结果使负载重的一相电压降低，其余两相电压常常高升，从而影响用电器正常工作，甚至有破坏电器的可能。3-17已知三相不对称电流的重量为：IA1=20A，IA2=5j8.66A，IA0=j5。试求不对称电流IA、IB、IC。【解】IAIA1IIBIB1IICIC1I2B2C2IIIA020(5j8.66)j525j3.6625.3

38、8.33AB0a2IA1aIA2IA0(10j17.32)(5j8.66)j56.2143.8AC0aIA1a2IA2IA0(10j17.32)(10)j530131.86A第四章习题解答（Page7980）4-1三绕组变压器等效电路中的x1、x2、x3代表什么电抗？为何有时此中一个数值会成为负值？【解】x1、x2、x3是各绕组自感和互感作用的合成电抗，对应着自漏磁通和互漏磁通。它们的值与各绕组在死心上的相对地点有关，位于中间的那个绕组的合成电抗近似为零或为细小的负值，这是因为实验表示：在三绕组变压器中，互相凑近的两个绕组的短路电压百分数之和约等于分开的两个绕组间的短路电压百分数，即对降压变压

39、器有uk13uk12uk23、升压变压器有uk12uk13uk23；同时绕组间的短路电阻远小于短路电抗，即xk12x1x2zk212rk122zk12uk12、xk13x1x3uk13、xk23x2x3uk23，所以，降压变压器中x21(xk12xk23xk13)1(uk12uk23uk13)0，升压变22压器中x31(xk13xk23xk12)1(uk13uk23uk12)0。224-2在三绕组变压器中，为何当一个二次绕组负载发生变化时，会对另一个二次绕组的端电压产生影响？【解】由等效电路可见，当一个二次绕组负载变化时，一次绕组的阻抗压降I1z1也将发生改变，从而主磁通也将变化，以致两个二次

40、绕组的端电压都发生变化。以上2题是对于三绕组变压器的参数和运转特色。有关知识有三绕组变压器的构造特色、等效电路和参数测定方法。4-3为何说一台变比为K的自耦变压器能够看作是一台变比为（K1）的一般双绕组变压器外加AA一部分直接传导功率？如把一台变比等于K的一般变压器该接成自耦变压器，可得哪几种变比？【解】以降压自耦变压器为例说明以下：因为公共绕组与串连绕组构成一台变比为（K1）的双绕组A变压器，二者经过电磁感觉传达的功率为U2I=U2（KA1）I1=（U1U2）I1=U1I1U2I1，可是二次侧电流I2=I1+I，即输出功率为U2I2=U2I1+U2I，因为U2I2=U1I1，所以输出功率等于

41、变比为（KA1）的双绕组变压器的感觉功率U2I与传导功率U2I1之和。把一台变比为K的一般变压器改接成自耦变压器时，可获取的变比有降压（1+K）、（111）、（K）共四种。K）和升压（1K1K4-4试说明自耦变压器和一般变压器对比有哪些优弊端。【解】与同容量的一般变压器对比，自耦变压器的长处有：制造时耗费资料少，于是体积小、重量轻、造价低，相应地工作时铜耗和铁耗也小，故其效率高。这是其根本长处。电压变化率小，故工作时电压稳固性高。其弊端有：绕组绝缘要求高。各部分都按最高工作电压设计绝缘，并且中性点一定靠谱接地，以防范过电压。短路电流大，需增强短路保护。调压困难。只好接成Y,y，故谐波也较严重，

42、常常需要加第三个三角形接线的绕组，同时双侧都需装设避雷器。4-5自耦变压器的变比越凑近于1，效益能否越好？实质生产时为何常常做成KA=左右？【解】自耦变压器的经过容量是设计容量的KA倍，所以变比越凑近于1，其效益就越好。可是变KA1压器的基本作用是变换电压等级，这就要求变比不等于1，所以为了兼备变压的基本作用和自耦变压器的长处，常把自耦变压器的变比做成KA=左右。4-7什么是分裂变压器？大型电厂的厂用变压器使用分裂变压器有什么利处？【解】分裂变压器是将一般双绕组变压器的低压绕组分红两个参数完整相同的对称绕组。这两个绕组称为分裂绕组，它们可分别独立供电、也可并联运转。发电厂采纳分裂变压器来供给厂

43、用电的好处有：分裂绕组的漏阻抗较一般变压器大，所以能够限制二次侧发生短路时的短路电流大小，从而减小短路电流对母线、断路器的冲击，从而减小了一次设施的投资。一个分裂绕组发生短路对另一个分裂绕组的输出电压影响不大，节余电压高，从而提升了厂用供电靠谱性。4-9单相自耦变压器的额定电压220/180kV，输出额定电流I2N=400A。试求额定状态下：变压器内各部分的电流；电磁功率；传导功率；额定功率。【解】此题核查自耦变压器额定值和功率传达关系。因为自耦变压器的变比KA=220/180、额定输出电流I2N=400A，则有变压器内部各部分的电流一次侧电流（即串连绕组中的电流）I1NI2N400327.3

44、AKA220/180KA122018040072.7A公共绕组中的电流II2N220KA电磁功率（即设计容量）SmU2NI180kV72.7A13086kVA传导功率ScU2NI1N180kV327.358914kVA额定功率SANU1NI1NU2NI2N180kV400A72000kVASmSc第五章习题解答（Page9697）5-4若Q=48、2p=4、y5、60相带，试画出a=1和a=2两种状况下双层叠绕组睁开图（A6相）。【解】绕组技术数据为：Q=48，2p=4，m=3，=12，q=4，相带q=60，=15，y=10，a=12依照以上步骤可画出A相绕组睁开图以下：N极面S极面N极面S极

45、面123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748NSSNNSSNA1X1X2A2A3X3X4A4AXQ=48、2p=4、a=1的双层叠绕组睁开图（A相）N极面S极面N极面S极面123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748NSSNNSSNA1X1X2A2A3X3X4A4AXQ=48、2p=4、a=2的双层叠绕组睁开图（A相）5-5同步发电机三

46、相电动势频次与其极数、转速有何关系？改变原动机转向对三相电动势有何影响？pn【解】电动势频次f。式中p为电机极对数；n为转速，r/min。60改变原动机转向主要影响三相电动势的相序，而对其大小、频次则无影响。5-7节距因数Kp1和分布因数Kd1的物理意义是什么？如何从物理意义上解说采纳分布、短距能够改良电动势波形？此时基波电动势能否减小？为何？【解】依据相量图可知，线匝电动势的大小为Et2ECsiny90，而把Kp1Etsiny90称为短距2EC系数，它的含义是指线圈短距时的线匝电动势E较整距时的线匝电动势（大小为2EC）减小的折扣系t数。相同，线圈组电动势的大小为EqqEysinqEqsin

47、q就叫做分布因数，它表示线圈2，Kd1qEy2qsinqsin22组电动势的值在线圈分布搁置时较集中搁置时（大小为qEy）减小的折扣系数。谐波磁场中，一个线匝的两边导体相距y180空间电角，此时短距系数Kpsiny90，因为对称性，电机中仅存在奇次谐波磁场，所以，如制成整距线圈，则Kpsin(k90)1，它表示线圈两边一直处在异极性磁极下的相同地点，即相距(2k1)180180空间电角，谐波电动势反相而得不到削弱；当线圈短距时，为使基波电动势削弱不多，节距y平常应小于而凑近极距，这样线圈两边就有可能处在同极性磁极下而使谐波电动势显着削弱，如两边处在极性磁极下的相同地点，则就能除去谐波电动势，取

48、y1就属于这类状况，此时Kpsiny90sink1800、E=0。以上分析中谐波次数2k1、k为自然数。相同依照相量图，各线圈电动势相位差为，于是线圈组总相位差就是q60，故绕组分布因数Kdsin(30)，计算结果表示：它对各次高次谐波电动qsin(30/q)势都作不一样程度的削弱，并且q值越大这类作用就越好。所以，采纳分布、短距都能使谐波电动势得到削弱，从而使电动势象希望的那样凑近正弦波。可是，它们都仅使基波电动势略有减小，即影响不大，这是因为：短距线圈的节距y凑近于，K凑近于1。p15-8同步发电机为何大多采纳双层短距绕组？为削弱5、7次谐波电动势，线圈节距y应如何选取？假如采纳y的绕组能

49、否成效相同？此节气距因数Kp1会大于1吗？【解】因为单层绕组实质上是整距绕组，它不可以削弱谐波电动势，只有双层绕组才能制成短距绕组来削弱谐波电动势。为削弱5、7次谐波电动势，应取546y6，它介于y5（除去5次）与y7（除去7次）之间。采纳y的绕组拥有相同成效，此节气距因数Kp1依旧小于1而不会大于1。5-9变压器电动势公式E14.44fN1m，与沟通电机的基波电动势公式E14.44f1N1KW1有何不一样？为何？【解】差异有两点：一是绕组串连总匝数不一样。这是因为变压器采纳集中绕组，其线圈的每一匝都能产生相同的电动势，故公式中N1就是绕组总匝数；沟通电机则采纳分布绕组，并且双层绕组常常由短距

50、线圈构成，分布将造成各线圈电动势相位不一样而使线圈组合成电动势有所减小，短距则会惹起线圈边中的电动势不是反相位而使线匝电动势较整距有所减小，总之二者会惹起绕组电动势减小，公式中绕组因数KW1就反应这类减小，N1KW1相当于集中绕制的整距绕组的等效串连总匝数。二是磁通含义不一样。变压器中是空间上静止的随时间交变的磁通，m为其最大值；沟通电机中是空间上呈正弦波分布旋转磁通，为每个磁极极面下的总磁通。5-12三相4极50Hz同步发电机，定子为Y接法的双层分布绕组，且知：q=3，y89，每相串联匝数N1=108，每极磁通量1=、3=、5=、7=。试求：电机同步转速。电机定子槽数。绕组因数KW1、KW3

51、、KW5、KW7。相谐波电动势E1、E3、E5、E7及合成相电动势Eph、线电动势Ep-p。【解】同步转速n160f60501500r/minp2定子槽数Q2pmq43336先求出、q=3、20、(y/)9080，则各次绕组因数KWsin80sin30，即93sin10基波KW1sin80sin300.94523sin10三次谐波KW3sin380sin3300.57743sin310五次谐波KW5sin580sin5300.13983sin510七次谐波KW7sin780sin7300.06073sin710将f、N1、KW代入公式E4.44fN1KW，即可求得相谐波电动势E14.44501

52、080.94520.01015230VE34.443501080.57740.0066274.1VE54.445501080.13980.002440.2VE74.447501080.06070.00099.2V合成相电动势EphE12E32E52E722302274.1240.229.22360.2V合成线电动势EL3(E2223(230240.222404.7V1E5E7)9.2)第六章习题解答（Page9697）6-1单相沟通绕组磁动势和三相沟通绕组产生的合成磁动势，二者都是时间和空间的函数，它们的主要差异是什么？【解】差异在于：单相磁动势是一个在空间呈阶梯波分布、阶梯波幅值与电流一同随时间按正弦规律变化的脉振磁动势，它可分解成基波和一系列奇次谐波磁动势，即fFmsinxsint；三个单1相脉振的阶梯波磁动势合成后，此中，基波重量则变为一个在空间呈正弦分布的圆形旋转磁动势，即f1m1F