电机学上册复习重点-第2篇变压器

v1.0可编写可改正第二篇变压器一、填空：一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频次为50HZ，如果误将低压侧接到380V上，则此时m,I0,Zm,pFe。（增加，减少或不变）答：m增大，I0增大，Zm减小，pFe增大。2.一台额定频次为50Hz的电力变压器接于60Hz，电压为此变压器的6/5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，励磁电抗增大，漏电抗增大。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）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.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好多，空载时主要由激磁回路消耗功率。一台变压器，原设计的频次为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。6.惹起变压器电压变化率变化的原因是。答：负载电流的变化。7.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：增大好多倍，烧毁。8.联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为。答：若连结，将在变压器之间组成的回路中惹起极大的环流，把变压器烧毁。9.变压器副边的额定电压指。11v1.0可编写可改正答：原边为额定电压时副边的空载电压。10.经过和实验可求取变压器的参数。答：空载和短路。11.变压器的构造参数包括，，，，。答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。12.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。13.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。14.并联运行的变压器应知足（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）各变压器的联络组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。15.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。16、变压器由空载到负载，其主磁通m的大小________________________。变压器负载时主磁通m的作用________________________________。（基本不变；传达能量的媒介）17、变压器等值电路中Rm是代表________________________。变压器等值电路中Xm是代表___________________________________。（反应铁损的等效电阻；反应铁芯磁化性能的参数）18、电压互感器在使用时，二次侧不允许________。电流互感器在使用时，二次侧不允许________。（短路；开路）19、变压器短路试验一般___________侧测量，空载试验一般在__________侧测量。变压器短路试验能够测得___________阻抗，空载试验能够测得___________阻抗。（高压侧；低压侧；短路；22v1.0可编写可改正激磁）20、变压器带感性负载运行时，随负载电流的增加，二次侧端电压___________。（下降）二、作图题1、画出变压器的T形等效电路，并注明各相量的参照方向。并说明Xm,Rm所代表的意义.2、画出变压器的简化等效电路，并作出简化相量图（感性负载）。3、根据绕组联络图确定联络组标号三、简答变压器原、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。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不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，它转变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。试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，它们是否是常数答：激磁电抗是表征铁心磁化性能和铁心损耗的一个综合参数；漏电抗是表征绕组漏磁效应的一个参数。激磁电抗对应于主磁通，漏电抗对应于漏磁通，关于制成的变压器，励磁电抗不是常数，它随磁路的饱和程度而变化，漏电抗在频次一准时是常数。为什么能够把变压器的空载损耗近似当作是铁耗，而把短路损耗当作是铜耗变压器实际负载时实际的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无区别为什么答：因为空载时电流很小，在空载损耗中铁耗占绝大部分，所以空载损耗近似当作铁耗。而短路时，短路电压很低，因而磁通很小，铁耗也很小，短路损耗中铜耗占绝大部分，所以近似把短路损耗当作铜耗。实际负载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别，因为后一个是包含有其余损耗。33v1.0可编写可改正变压器空载时，一方加额定电压，虽然线圈（铜耗）电阻很小，电流仍旧很小，为什么答：因为一方加压后在线圈中的电流产生磁场，使线圈有很大的自感电势（靠近额定电压，比额定电压小），所以虽然线圈电阻很小，电流仍旧很小。6.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UE4.44fN1m知，磁通增加近一倍，使激磁电流增加好多（饱和时大于一倍）。此时变压器处于过饱和状态，副边电压440V左右，绕组铜耗增加好多，使效率降低、过热，绝缘可能被击穿等现象发生。五、计算1.一台单相变压器，SN1000KVA，UU果如下：

1N2N

60kV，fN50Hz，空载及短路实验的结6.3实验名称电压（V）电流（A）功率（W）电源加在空载63005000低压边短路324014000高压边试计算：（1）折算到高压边的参数（实际值及标么值），假设R1R2'Rk，X1X2'Xk22（2）画出折算到高压边的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cos20.8滞后时的电压变化率及效率;（5）最大效率。解：（1）空载实验能够获得折算到高压边的参数Zmk2U0，而k＝60/＝I0所以263002P025000kZm9.52410.156.577kRmkI029.52410.124.44644v1.0可编写可改正XmZm2Rm256.402k根据短路实验获得折算到低压边的参数R1R2'RkPk21400030.5ZkUk23240213.8622Ik215.152Ik15.15X1X2'(Zk)2Rk2102.52U1N2U1N3.6kZ1NSNI1N所以Rm*Rm4.4461.235Xm*Xm56.40215.667Z1N3.6Z1N3.6R1*R2*R130.58.472103X1*X2*X1102.52.8472102Z1N3.6103Z1N3.6103（2）折算到高压的T型等效电路（3）ukrRK100%0.0169100%1.69%ukxXK100%0.0569100%5.69%ukukr2ukx21.6925.6925.94%(4)电压变化率uukrcos2ukxsin2(1.690.85.690.6)%4.77%此时，U'U1NuU57.138kV21N而55v1.0可编写可改正I'2I1NSN16.667AU1N所以PU'I'COS257.13816.6670.8952.3kW222故P1P2P0(I1N)2Pk974.24kWIk则P2100%952.3100%97.75%P1974.24（5）达到最大效率时，pFepcu5000kW所以I2'pcu50009.05ARk61I2*I2'9.050.543I1N16.67max(1P0I2*2PkI2*2Pk)100%I2*SNcos2P0所以(150000.543214000)100%0.54310001030.850000.54321400098.19%2．一台单相变压器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480245低压边短路1577615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cos20.9滞后时的电压变化率、副边电压及效率。（注：电压变化率按近似公式计算）解：SN6.944AI2NSN104.167AI1NU2NU1N66v1.0可编写可改正(1)短路参数ZkUk15722.42RkPk61512.55Ik7272IkXkZk2Rk222.42212.55218.58其阻抗基值Z1NU1N7200I1N1036.876.944所以?Zk0.0216ZkZ1NRk*Rk12.550.0121Xk*Xk18.580.0179Z1N1036.87Z1N1036.87(2)空载时铁耗pFeP0245W;铜耗pcu0满载铜耗PkNI1N)2P6.9442615W;铁耗pFe245W(k()605.2Ik7(3)额定负载电流时I2I2N104.167A根据电压变化率近似公式u(Rk*cos2Xk*sin2)100%得u(0.01210.90.017910.81)100%1.87%此时副方电压U2U2N(11.87%)471.02V所以P2U2I2NCos2471104.1670.944158.64wP1P2p0PkN44158.64245605.245008.64WP2100%98.11%P13.三相变压器的额定值为SN＝1800kVA，U1N/U2N＝6300/3150V，Y，d11联络，空载损耗P0＝，短路损耗Pk＝，求（1）当输出电流I＝I，cos20.8时的效率；22N（2）效率最大时的负载系数m。解：1、1PkP0PkP0SNcos277v1.0可编写可改正16.621.218000.86.698.1%21.22、当Pcu＝PFe时发生max、2PKP0所以P06.60.558PK21.2一台三相变压器的铭牌数据如下，SN＝750kVA，U1N/U2N＝10000/400V，Y，yn0联络。低压边空载实验数据为：U＝400V，I＝60A，P＝3800w。高压边短路实验数据为：U＝440V，I1k＝43.3A，202001kPk＝10900w，室温200C，试求：（1）变压器的参数，并画出等值电路；（2）当：a）额定负载cos20.8，b）cos(2)0.8时，计算电压变化率u、二次侧电压U2及效率。I1NSN75043.3AU1N10000/3133.34解：3U310Z1N43.31NI1N1、空载实验：Zm''Z0U20400/33.85Rm''R0038000.35低压方：60P23602I203I0Xm''Zm2Rm23.83由短路实验：020C时；ZkU1k440/35.87RkPk109005.8I1k43.32343.323IkXkZk2Rk25.54RkRk5.80.0145XkXk5.540.0415Z1N133.34Z1N1037.46所以'10.97'12.7712RX1X2XRR2k2k2、cos20.8（滞后）且1u(Rk*cos2Xk*sin2)0.01450.80.04150.60.0365U2U2N(1u)4000.9635385.4V88v1.0可编写可改正2P01090038001PkN197.6%2P07500000.8109003800SNcos2PkN当cos20.8（超前）时：u(R*cos2X*sin2)0.0133kkU2U2N(1u)4001.0133405.32V2PP01kN97.6%2Ncos2kN0SPP5.一台三相变压器,一、二次绕组均U1N/U2N10000/400V为星形联络，在二次侧做空载试验，测得数据为U2U2N400V,I2I2060A,p03800W在一次侧做短路试验，测得数据为U1U1k440V,I1I1N43.3A,pk10900W室温20C求：该变压器每一项参数6.一台三相变压器SN1000k