电机与电气控制技术：第2章变压器习题

PAGE2PAGE1第2章变压器习题答案1.简述变压器的基本工作原理。答：变压器一、二次侧的感应电动势之比等于一、二次绕组的匝数之比。e1e2=N1N2变压器一、二次侧的匝数不同导致一、二次绕组的电压高低不等，改变变压器绕组的匝数比（即改变变压器的变比）就可以改变变压器的输出电压。2.简述变压器的基本结构。答：变压器的主要结构包括器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置和变压器油。3.什么是变压器的联结组别？答：电力变压器的联结组别，是指变压器一、二次绕组因联结方式不同而形成变压器一、二次侧对应的线电压之间的不同相位关系。4.变压器的主要技术参数有哪些？各有何含义？答：①额定容量SN（KV·A）。指在额定工作状态下变压器能保证长期输出的容量。由于变压器的效率很高，规定一、二次侧的容量相等。②额定电压UN（KV或V）。指变压器长时间运行时所能承受的工作电压。一次额定电压U1N是指规定加到一次侧的电压；二次侧的额定电压U2N是指变压器一次侧加额定电压时，二次侧空载时的端电压，在三相变压器中，额定电压指的是线电压。③额定电流IN（A）。变压器的额定电流是变压器在额定容量下允许长期通过的电流。三相变压器的额定电流指的是线电流。对于单相变压器SN=UNIN；对于三相变压器。SN=3UNIN④额定频率fN（Hz）。我国规定的标准频率50Hz。⑤短路电压UK％。将变压器二次侧短路，一次侧施加电压并慢慢升高电压，直到二次侧产生的短路电流等于二次侧的额定电流I2N时，一次侧所加的电压称为短路电压UK，用相对于额定电压的百分数表示：U⑥空载电流I0％。当变压器二次侧开路，一次侧加额定电压U1N时，流过一次绕组的电流为空载电流I0，用相对于额定电流的百分数表示：I0%=空载电流的大小主要取决于变压器的容量、磁路的结构、硅钢片质量等因素，它一般为额定电流的3％~5％。⑦空载损耗P0。指变压器二次侧开路，一次侧加额定电压U1N时变压器的损耗，它近似等于变压器的铁损。空载损耗可以通过空载试验测得。⑧短路损耗PK。指变压器一、二次绕组流过额定电流时，在绕组的电阻中所消耗的功率。短路损耗可以通过短路试验测得。5.变压器的主磁通和什么因素有关？变压器为何要安装铁心？答：由Φm=E14.44fN1≈U由磁路欧姆定律（Φ=FRm=INRm,其中磁阻Rm=lμs，和铁心的材质和几何尺寸有关）可知，当电源电压U1、频率f和变压器匝数N16.画出变压器空载运行和负载运行时的等效电路，并说明各个量的含义。答：变压器空载时的等效电路。图中R1为一次绕组的电阻，X1漏电抗,对应于漏磁通，Z1=R1+jX1为漏阻抗，Zm=Rm+j变压器负载运行的等效电路。R1为一次侧绕组的电阻；X1为一次侧的漏电抗，对应于一次侧的漏磁通；R2'为二次侧绕组的电阻折算到一次侧的值，X2'为二次侧的漏电抗折算到一次侧的值，它对应于二次侧的漏磁通；Rm和Xm的串联支路为变压器的励磁支路，R7.什么是变压器的外特性、电压变化率？答：当电源电压和负载的功率因数等于常数时，二次端电压随负载电流变化的规律为变压器的外特性，即U2=f（I2）。电压变化率是指变压器一次侧施以交流50Hz的额定电压，二次侧空载电压U20与带负载后的某一功率因数下二次侧电压U2之差，与二次侧额定电压U2N的比值8.变压器的铁损耗和铜损耗和什么因素有关？答：1）变压器的铁损耗PFe。变压器的空载损耗主要是铁损耗，即PFe≈P0。变压器的铁损耗与磁通密度的幅值的平方成正比，与电源频率的1.3次方成正比。当电源电压不变时，变压器主磁通的幅值基本不变，因此当频率恒定时，变压器的铁损耗只和外加电源电压的大小有关。当电源电压一定时，其铁损耗基本不变（和负载大小基本无关），故称之为“不变损耗”。29.变压器的效率在什么时候最高？答：一般变压器的最大效率出现在负载系数为0.5~0.6时。10.变压器的变比如何定义？答：对于单相变压器，变比为一、二次侧绕组的主电动势的比，也为一、二次侧绕组匝数的比。即：k=E对于三相变压器，变比为一、二次侧绕组的相电动势