变压器习题答案

变压器习题答案第一单元变压器的分类、结构和原理课题一变压器的分类和用途一、填空题1．变压器是一种能变换_交流__电压，而____频率___不变的静止电气设备。2．变压器的种类很多，按相数分，可分为单相和三相变压器；按冷却方式分，可分为__油浸_风冷式、自冷式和__干式___变压器。3．电力系统中使用的电力变压器，可分为__升压__变压器、___降压____变压器和__配电_____变压器。二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．在电路中所需的各种直流电，可以通过变压器来获得。(×)2．变压器的基本工作原理是电流的磁效应。(×)三、简答题1．为什么要高压送电?在传输功率一定时，升高输电电压就可以降低输电电流，这样就可以减小输电线路上的损耗。2．变压器能改变直流电压吗?不能如果接上直流电压会发生什么现象?副边无输出，原边或电源将会烧毁。为什么?接直流电源时，铁芯中产生稳恒磁场，原、副边都不会产生感生电动势。课题二变压器的结构与冷却方式一、填空题1．变压器的绕组常用绝缘铜线或铜箔绕制而成。接电源的绕组称为____一次侧___；接负载的绕组称为__二次侧____。也可按绕组所接电压高低分为___高压绕组____和___低压绕组____。按绕组绕制的方式不同，可分为同心绕组和交叠绕组两大类型。’2．变压器的铁心常用__硅钢片_____叠装而成，因线圈位置不同，可分为___芯式____和__壳式___两大类。3．气体继电器装在____油枕___与___油箱____之间的管道中，当变压器发生故障时，气体继电器就会过热而使油分解产生气体。4．绝缘套管穿过___油箱盖____，将油箱中变压器绕组的___输入、输出线____从箱内引到箱外与__电网_____相接。5．绝缘套管由外部的__瓷套_____和中间的___导电杆____组成。对它的要求主要是____绝缘性能___和____密封性能___要好。二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．同心绕组是将一次侧、二次侧线圈套在同一铁柱的内、外层，一般低压绕组在外层，高压绕组在内层。(×)2．热轧硅钢片比冷轧硅钢片的性能更好，其磁导率高而损耗小。(×)3．储油柜也称油枕，主要用于保护铁心和绕组不受潮，还有绝缘和散热的作用。(×)4．芯式铁心是指线圈包着铁心，其结构简单、装配容易、省导线，适用于大容量、高电压。(√)三、选择题(将正确答案的序号填人括号内)1．油浸式变压器中的油能使变压器(D)。A．润滑B冷却C．绝缘D．却和增加绝缘性能2．常用的无励磁调压分接开关的调节范围为额定输出电压的(B)A．±10％B．±5％C．±15％3．安全气道又称防爆管，用于避免油箱爆炸引起的更大危害。在全密封变压器中，广泛采用(A)做保护。A．压力释放阀B．防爆玻璃C．密封圈课题三变压器的原理一、填空题1．变压器的空载运行是指变压器的一次绕组__加额定电压_____，二次绕组__开路_____的工作状态。2．一次绕组为660匝的单相变压器，当一次侧电压为220V时，要求二次侧电压为127V，则该变压器的二次绕组应为___381____匝。3．一台变压器的变压比为1．15，当它的一次绕组接到220V的交流电源上时，二次绕组输出的电压是__191.3_____V。4．变压器空载运行时，由于___铜____损耗较小，___附加____损耗近似为零，所以变压器的空载损耗近似等于___铁____损耗。5．变压器带负载运行时，当输入电压U不变时，输出电压U的稳定性主要由___ZS1____和___ZS2____决定，而二次侧电路的功率因数cosφ主要__负载性质_____决定，与变压器关系不大。6．收音机的输出变压器二次侧所接扬声器的阻抗为8Ω，如果要求一次侧等效阻抗为288Ω，则该变压器的变比应为___6____。7．变压器的外特性是指变压器的一次侧输入额定电压和二次侧负载___性质____一定时，二次侧___电压____与___电流____的关系。8．一般情况下，照明电源电压波动不超过__±5％_____；动力电源电压波动不超过___-5％---+10％____，否则必须进行调整。的关系式为9．如果变压器的负载系数为β，则它的铜损耗Pcu与短路损耗PK_Pcu=β2P______，所以铜耗是随__负载_____的变化而变化的。K10．当变压器的负载功率因数cosφ一定时，变压器的效率只与___负载系数____有关；且当___铜耗等于铁耗____时，变压器的效率最高。二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．变压器中匝数较多、线径较小的绕组一定是高压绕组。(√)2．变压器既可以变换电压、电流和阻抗，又可以变换相位、频率和功率。(×)3．变压器用于改变阻抗时，变压比是一次侧、二次侧阻抗的平方比。(×)4．变压器空载运行时，一次绕组的外加电压与其感应电动势在数值上基本相等，而相位相差180°。(√)。5．当变压器的二次侧电流增加时，由于二次绕组磁势的去磁作用，变压器铁心中的主磁通将要减小。(×)6．在变压器绕组匝数、电源电压及频率一定的情况下，将变压器的铁心截面积S减小，根据公式Φm=BS可知，变压器铁心中的主磁通将要减小。(×)7．当变压器的二次侧电流变化时，一次侧电流也跟着变化。(√)8．接容性负载对变压器的外特性影响很大，并使Uz下降。(×)三、选择题(将正确答案的序号填入括号内)1．有一台380V／36V的变压器，在使用时不慎将高压侧和低压侧互相接错，当低压侧加上380V电源后，会发生的现象是(C)。A．高压侧有380V的电压输出B．高压侧没有电压输出，绕组严重过热C．高压侧有高压输出，绕组严重过热D．高压侧有高压输出，绕组无过热现象2．有一台变压器，一次绕组的电阻为10Ω，在一次侧加220V交流电压时，一次绕组的空载电流(B)。A．等于22AB．小于22AC．大于22A3．变压器降压使用时，能输出较大的(B)。A．功率B．电流C．电能D．电功4．将50Hz、220V／127V的变压器接到100Hz、220V的电源上，铁心中的磁通将(A)。A．减小B．增加C不变D．不能确定5．变压器的空载电流Io与电源电压U，的相位关系是(C)。滞后U90°。C．Io滞后U接近90°但小于A．Io与U同相B．I90°D．Io滞后U，略大于90°6．用一台变压器向某车间的异步电动机供电，当开动的电动机台数增多时，变压器的端电压将(B)。A．升高B．降低C．不变D．可能升高，也可能降低四、简答题1．什么是主磁通、漏磁通?答：既穿过原边，又穿过副边绕组的磁通就是主磁通仅穿过原边，或仅穿过副边绕组的磁通就是漏磁通2．画出变压器空载运行的相量图，并根据相量图说明为什么变压器在空载时功率因数很小。答：图略。空载时有功功率仅有很小的铜耗,其余的功率在电能与磁能间不断转换,即空载时无功功率大。故功率因数很小。3．变压器带负载运行时，输出电压的变动与哪些因素有关?答：原边漏阻抗ZS1副边漏阻抗ZS2功率因数cosθ2负载阻抗Zfz五、计算题1．变压器的一次绕组为2000匝，变压比K=30，一次绕组接入工频电源时铁心中的磁通最大值Φ=0.015Wb。试计算一次绕组、二次绕组的感应电动势各为多少?解：E1=4.44N1fφ=4.44×2000×0.015×50=6660(V)E2=E1/K=6660/30=222(V)2．变压器的额定容量是100kV·A，额定电压是6000V／230V。满载下负载的等效电阻R=0．25Ω，等效感抗X。=O．44Ω。试求负载的端电压及变压器的电压调整率。解:()Ω≈+=+=5.044.025.022220RxZfzI2N=SN/U2N=100×103/230=434.7(A)U2=I2N×Zfz=0.5×434.7=217.35(V)△U=(U2N－U2)/U2N=(230－217.5)/230=5.4％课题四变压器的空载试验与短路试验一、填空题1．在测试空载损耗P。时，如果空载损耗Po和空载电流I过大，则说明___铁芯质量差____、___气隙太大____。如果K太小或太大，则说明___绕组的绝缘____或___匝数____有问题。还可以通过示波器观察开路侧电压或空载电流I的波形，如果不是正弦波，失真过大，则说明铁心___过饱和____。2．短路试验是为了测出变压器的___短路电压____、___短路阻抗____和___额定铜损耗____。3．在铁心材料和频率一定的情况下，变压器的铁耗与___磁通的平方____成正比。二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．在进行空载试验时，电流表应接在功率表前面。(×)2．对升压变压器的空载试验，可以在一次侧进行，二次侧开路。(√)3．变压器进行短路试验时，可以在一次侧电压较大时，把二次侧短路。(×)4．变压器的铜耗Pcu为常数，可以看成是不变损耗。(×)5．从设备利用率和全年效益考虑，变压器负载系数应在0.9以上，且越大越好。(×)三、选择题(将正确答案的序号填人括号内)1．变压器短路试验的目的之一是测定(A)。A．短路阻抗B．励磁阻抗C．铁耗D．功率因数2．变压器空载试验的目的之一是测定(C)。A．变压器的效率B．铜耗C空载电流3．对变压器进行短路试验时，可以测定(D)。A．由短路电压与二次侧短路电流之比确定的短路阻抗B．短路电压C．额定负载时的铜耗D．以上均正确四、筒答题.试述空载试验的实际意义。通过空载损耗P0的测试,可以检查铁芯材料、装配工艺的质量和绕组的匝数是否正确、有否匝间短路。通过K的测试，可知绕组的绝缘或匝数是否有问题。观察电压U2或空载电流I0的波形是否为正弦波，可判断铁芯有没有饱和。五、计算题某变压器额定电压为10kV／0．4kV，额定电流为5A／125A，空载时高压绕组接10kV电源，消耗功率为405W，电流为0.4A。试求变压器的变压比，空载时一次绕组的功率因数以及空载电流与额定电流的比值。解：K=U1N/U2N=10/0.4=25COSΦ1=P0/S0=405/(10×103×0.4)=0.1I0/I1N=0.4/5=8％第二单元变压器绕组的极性测定与连接课题一单相变压器绕组的极性一、填空题1．变压器绕组的极性是指变压器一次绕组、二次绕组在同一磁通作用下所产生的感应电动势之间的相位关系，通常用____同名端___来标记。2．所谓同名端，是指___感生电势极性相同的端点____，一般用___*____来表示。3．绕组正向串联，也叫做___顺串____,即把两个线圈的___首尾____相连，总电动势为两个电动势___之和____,电动势会___增大____.二、选择题(将正确答案的序号填入括号内)单相变压器一次侧、二次侧电压的相位关系取决于(C)。A．一次、二次绕组的同名端B．对一次侧、二次侧出线端标志的规定C．一次、二次绕组的同名端以及对一次侧、二次侧出线端标志的规定三、简答题1．什么是绕组的同名端?什么样的绕组之间才有同名端?感生极性相同的端点叫同名端两个或两个以上绕组,在同一磁通作用下才有同名端2判断变压器绕组同名端的原理和方法是什么?直流法是根据电磁感应原理、楞次定律，配合检流计来进行判定交流法是根据绕组顺串、反串时，总电压的不同表现来进行判定3．在绕组的串联与并联中，极性(或同名端)有什么重要意义?绕组的串联中：同名端相连为反串，总电势为分电势之差；异名端相连为顺串，总电势为分电势之和。绕组的并联中：同名端相并为同向并联，无环流或环流较小；异名端相并为反向并联，环流很大。课题二三相变压器绕组的连接及连接组别一、填空题1．变压器铁心必须接地，以防___感应电压____或___漏电____，而且铁心只能___一点接地____，以免形成闭合回路，产生___环流____。2．所谓三相绕组的星形接法，是指把三相绕组的尾端连在一起，接成__星形_____，三相绕组的首端分别____引出箱外___的连接方式。3．三相变压器一次侧采用星形接法时，如果一相绕组接反，则三个铁心柱中的磁通将会__不对称_____，这时变压器的空载电流也将__急剧增大_____。4．三角形接法是把各相___首尾____相接构成一个闭合回路，把___三个连接点____接到电源上去。因首尾连接顺序不同，可分为___正序____和___反序____两种接法。5．三相绕组之间首尾判别的准则是：___三相磁通____对称，三相总磁通为___零____。6．求三相变压器的变比K时，如果一次侧、二次侧都是Y形接法或都是△形接法，则求K值的方法与求单相变压器变比的方法一样，即K=___U1N/U2N____；而如果一次侧、二次侧接法不一样，则应把Y形接法的_相__电压和△形接法的___线____电压相比。二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．三相芯式变压器的铁心必须接地，且只能有一点接地。(√)2．三相一次绕组的首尾不能接错，否则会使磁阻和空载电流增大。(√)3．三角形接法优于星形接法是因为它可以有两个电压输出。(×)4．变压器二次侧采用三角形接法时，如果有一相绕组接反，将会使三相绕组感应电势的量和为零。(×)5．两台单相变压器接成V形时，也能传输三相功率。(√)6．通常忽略变压器的损耗，认为一次侧、二次侧能量传递不变，据此来计算一次侧、二次侧额定电流。(√)三、选择题(将正确答案的序号填人括号内)1．变压器二次绕组采用三角形接法时，如果有一相接反，将会产生的后果是(D)。A．没有电压输出B．输出电压升高C输出电压不对称D．绕组烧坏2．变压器二次绕组采用三角形接法时，为了防止发生一相接反的事故，正确的测试方法是(A)。A．把二次绕组接成开口三角形，测量开口处有无电压B．把二次绕组接成闭合三角形，测量其中有无电流C．把二次绕组接成闭合三角形，测量一次侧空载电流的大小D．以上三种方法都可以四、简答题1．什么是变压器绕组的星形接法?它有什么优缺点?将三相绕组的尾端连在一起，作为中性点，三个首端接电网的连接方法。星形接法的优点1）与三角型接法相比，相电压低，可节省绝缘材料，对高电压特别有利；2)有中性点可引出，适合于三相四线制，可提供两种电压；3)中点附近电压低，有利于装分接开关；4）相电流大，导线粗，强度大，匝间电容大，能承受较高的电压冲击星形接法的缺点1）存在谐波，造成损耗增加，1800kVA以上的变压器不能采用此种接法2)中性点要直接接地，否则当三相负载不平衡时，中点电位会严重偏移，对安全不利3）当某相发生故障时，只好整机停用。2．如何判断二次侧星形接法和三角形接法是否接错?二次侧星形接法接错时，输出三相线电压不对称；二次侧三角形接法接错时，开口电压不为零。3．二次侧为星形接法的变压器，空载测得三个线电压为Uuv=400V，Uwu=230V，Uvw=230V，请作图说明是哪相接反了。由图知:W相接反了4．二次侧为三角形接法的变压器，测得三角形的开口电压为二次侧相电压的2倍，请作图说明是什么原因造成的。答:如图所示,一相(W)接反了.五、计算题一台三相变压器，额定容量SN=400kV·A，一次侧、二次侧额定电压U1N／U2N=10kV／0．4kV，一次绕组为星形接法，二次绕组为三角形接法。试求：(1)一次侧、二次侧额定电流；(2)在额定工作情况下，一次绕组、二次绕组实际流过的电流；(3)已知一次侧每相绕组的匝数是150匝，问二次侧每相绕组的匝数应为多少?解：①()AUSINNN2310103104033311=???==②因为是Yd接法，故I1相=I1N=23(A)③()()匝匝104.10104.01503312112≈=??===NNUUNKNN课题三用交流法测定三相变压器绕组极性一、填空题1．变压器的一次绕组、二次绕组，根据不同的需要可以有___星形____和___三角形____两种接法。2．连接组别为Y，d3的三相变压器，其高压边为___星形____接法，低压边为___三角形____接法，高压边线电压超前低压边线电压___900____电角度。3．将连接组别为Y，d1的三相变压器二次绕组的同名端换成另一端，则其连接组别变为__Y,d7_____。二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．Y，y8连接组别的变压器，其一次绕组和二次绕组对应的相电压相位差为240°。(√)2．将连接组别为Y，yo的三相变压器二次侧出线端标志由2U1，2V1，2W1依次改为2W1，2U1，2V1，则其连接组别变为Y，y4。(√)3．只要保证绕组的同名端不变，其连接组别就不变。(×)4．Y，ynO连接组别不能用于三相壳式变压器，只能用于三相芯式变压器。(√)三、选择题(将正确答案的序号填入括号内)1．Y，y接法的三相变压器，若二次侧W相绕组接反，则二次侧三个线电压之间的关系为(A)。A.UVWUVWUUU31==B.UUUWUVW3==C.WUUVVWUUU31==D.VWWUUVUUU31==2．将连接组别为Y，y8的变压器每相二次绕组的首、尾端标志互相调换，重新连接成星形，则其连接组别为(B)。A．Y，y10B．Y，y2C．Y，y6D．Y，y43．一台Y，dll连接组别的变压器，若每相一次绕组和二次绕组的匝数比均为据√3／4，则一次侧、二次侧额定电流之比为(C)。A．√3／4B．3／4C4／34．一台Y，d11连接组别的变压器，改接为Y，y12连接组别后，其输出电压、电流及功率与原来相比，(C)。A．电压不变，电流减小，功率减小B．电压降低，电流增大，功率不变C．电压升高，电流减小，功率不变D．电压降低，电流不变，功率减小5．Y，d连接组别的变压器，若一次绕组、二次绕组的额定电压为220kV／110kV，则该变压器一次绕组、二次绕组的匝数比为(B)。A．2：1B．2：√3C．2√3：16．一台Y，y12连接组别的变压器，若改接并标定为Y，d11连接组别，则当一次侧仍施加原来的额定电压，而二次侧仍输出原来的额定功率时，其二次侧相电流将是原来额定电流的(D)倍。A．1／3B．1：√3C．√3D.1四、简答题如何判断变压器绕组的连接组别?答:根据原副边的连接方式,判断出连接组别的前两项Yy、Yyn、YNy、Yd、Dd、Dy等，再作原边电压矢量图，找出U1U1V作为时钟的分针指向12点，然后参照原边电压矢量图作副边电压矢量图，找出U2U2V作为时钟的时针指看它指向几点，则连接组别的第三项就是几。五、计算题三相变压器一次绕组的每相匝数N1=2080，二次绕组的每相匝数N2=1280，如果将一次绕组接在10kV的三相电源上，试求当变压器做Y，y0和Y，d1两种接法时二次侧的线电压解：①当变压器做Y，y0接法时∵K=N1/N2=U1N/U2N∴U2N=N2U1N/N1=1280×10/2080=6.15(KV)②当变压器做Y，d1接法时∵NNUUNNK21213==∴U2N=N2U1N/(1.732N1)=3.55(KV)课题四电力变压器的铭牌参数一、填空题1．某变压器型号为S7—500／10，其中S表示___三相____，数字500表示___容量为500KVA____；10表示_____高压侧电压10KV__2．一次侧额定电压是指变压器额定运行时，___一次侧绕组所加的电压____。它取决于___绝缘材料的介电常数____和___允许温升____。而二次侧额定电压是指一次侧加上额定电压时，二次侧空载时的__空载电压值_____。3．额定电流的大小主要受___环境温度____和___散热条件____的限制，如干式变压器加风扇散热后，电流可提高___50％____。4．所谓温升，是指变压器在额定工作条件下，内部绕组允许的___最高温度____与___环境温度____之差。二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．变压器的额定电流一旦确定，就不会改变。(×)2．变压器的阻抗电压与输出电压的稳定性有关，而与承受短路电流的能力无关。(×)3．绕组的最高允许温度为额定环境温度加变压器额定温升。(√)第三单元变压器并联运行、维护和检修课题一三相变压器的并联运行一、填空题1．为了满足机器设备对电力的要求，许多变电所和用户都采用几台变压器并联供电来提高__运行效率__。2．变压器并联运行的条件有两个：一是___没有环流___；二是___负载分配合理___。否则，不但会增加变压器的能耗，还有可能发生事故。3．两台变压器并联运行时，要求一次侧、二次侧电压__相等____，变压比误差不允许超过__±0.5％_____。4．变压器并联