電機(jī)學(xué)第三版湯蘊璆課后答案機(jī)械工業(yè)出版社

1、第二章變壓器2-1什么叫變壓器的主磁通，什么叫漏磁通？空載和負(fù)載時，主磁通的大小取決于哪些因素？答：變壓器工作過程中，與原、副邊同時交鏈的磁通叫主磁通，只與原邊或副邊繞組交鏈的磁通叫漏磁通。由感應(yīng)電動勢公式 Ei =4.44fNG可知，空載或負(fù)載情況下 Ui電Ei,主磁通的大小取決于外加電壓U1、頻率f和繞組匝數(shù)N1。2-2 一臺50Hz的變壓器接到60Hz的電源上運行時，若額定電壓不變，問激磁電流、鐵耗、 漏抗會怎樣變化° f60中50f50中60答：（1）額定電壓不變，則 U1N定E1 =4.44fN# =4.44f N16即=5/6磁通降低，此時可認(rèn)為磁路為線性的，磁阻_ l&

2、#39; 一一Rm =不變，勵磁磁勢 Im N1 =Rm,Im = 5/6Im；s（2）鐵耗：PFe父Bmf P, ； a A P鐵耗稍有減?。弧?、'-,',6, 八，,6（3） X1<j=2"f L1J = x1<y,x2仃=2猶1L2Q- = x2<j552-3在導(dǎo)出變壓器的等效電路時，為什么要進(jìn)行歸算？歸算是在什么條件下進(jìn)行的？答：因為變壓器原、副邊只有磁的聯(lián)系，沒有電的聯(lián)系，兩邊電壓E1#E2、電流不匹配，必須通過歸算，才能得到兩邊直接連接的等效電路；歸算原則：保持歸算前后副邊的磁動勢不變。2-4利用T型等效電路進(jìn)行實際問題計算時，算出的一次

3、和二次側(cè)電壓、電流和損耗、功率是否為實際值，為什么？答：一次側(cè)沒有經(jīng)過歸算，所以為實際值；二次側(cè)電壓、電流不是實際值，因為歸算前后繞組匝數(shù)不同，但損耗、功率為實際值。2-5變壓器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何測定？答：激磁阻抗由空載試驗測量；等效漏阻抗由短路試驗測量。（具體測量方法略）2-14有一臺三相變壓器，額定容量 Sn =5000kKA,額定電壓U1N/U2N =10kV/6.3kV ,Y,d聯(lián)結(jié)，試求：（1） 一次、二次側(cè)的額定電流；（2） 一次、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。解：(1) INSN5000一 .3U1N - 3 10A = 288.68AI 2NSn,3U2N5000A =4

4、58.21A3 6.3(2)原邊Y聯(lián)結(jié):U1N 10Uinc,；-1N = kV =5.77kV . 3. 3I1n：,= I1n =288.68A副邊聯(lián)結(jié):Uin：, = Uin =6.3kVIin ” I；、458321A =264.55A2-16有一臺單相變壓器，已知參數(shù)為:R =2.19Q , X-15閹，R2 =0.1G ,X2cl = 0.964C , Rm =12500 , Xm =126000 , N1/N2 =876260。當(dāng)二次側(cè)電壓畫出歸算到高壓側(cè)U2 = 6000V ,電流 I2 =180A,且 cos邛2 =0.8 （滯后）時：（1）的T型等效電路;(2)用T型等效電

5、路和簡化等效電路求U 1和11 ,解：(1)歸算到高壓側(cè):R1 =2.19' 1X1;-15.4' 1Rm -1250?Xm -1 2 6 010并比較其結(jié)果。8760.151=1.70260'2X2；k2X2 二=876 0.9641 1 =10.941?260(2) T型等效電路如圖示:設(shè) U2 =kU 2 =20215 0 V則 I2 = I k=53.42 -36.88 A-Ei =吒2 =U2 I 2Z2= 20215 0 V 53.42 -36.88 A 1.70 j10.9420642.4 1.15 VI m206424 1.15 VZm1250 j126

6、00 c= 1.63 -83.18 A11 = I m I2 =1.63/ -83.18 A 53.42/ -36.88 A = 54.56/ -38.12 AU 1 - - E1 11 Z1 =21279.4. 2.70 V 簡化等效電路如右圖： Rk = R1 R2 = 3.89/Xk =X1 二 X2 二=26.34， 'I： = I*2 =53.42/ -36.88 AU 1 =U*2 I： Zk =21254.0. 2.80 V由于在滿載的情況下ImIi ,勵磁支路可以忽落不計， 所以兩種方法計算的結(jié)果相差不 大，在誤差允許的范圍之內(nèi)。2-17在圖中，各鉛垂線上對應(yīng)的高、 低

7、壓繞組繞于同一鐵心柱上。已知A、B、C為正相序,試判斷聯(lián)結(jié)組a和b的組號。Ybz由圖可以看出兩組均為Y,d72-19有一臺1000kVA, 10kV/6.3kV的單相變壓器，額定電壓下的空載損耗為4900W,空載電流為0.05（標(biāo)幺值），額定電流下75匕時的短路損耗為14000W,短路電壓為5.2% （百分值）。設(shè)歸算后一次和二次繞組的電阻相等，漏抗亦相等，試計算：（1）歸算到一次側(cè)時T型等效電路的參數(shù)；（2）用標(biāo)幺值表示時近似等效電路的參數(shù)；（3）負(fù)載功率因數(shù)為0.8 （滯后）時，變壓器的額定電壓調(diào)整率和額定效率；（4）變壓器的最大效率，發(fā)生最大效率時負(fù)載的大?。╟osP2 =0.8）o10

8、00= 0.5 A=7.94A6.3解：（1）歸算到一次側(cè)等效電路的參數(shù):空載試驗在低壓側(cè)進(jìn)行 U0 = U2N = 6300V ,10 = I0 / 2N2折算到高壓側(cè)：Rm=k210 ,£9°0%=1960I2<6.3) 7.942Zmk2U0I 0210 76.363007.9411 = 2000 rXm =v|Zm|2 -R2 = v20 002 -1962Q =1990.4C短路試驗在高壓側(cè)進(jìn)行Uk =Uk% Uin =5.2% 10kV =520V1k = I 1NSNU1N100010A =100A所以：Rk75 cPk75 cI；Zk U = .52_

9、0-521k 1 0 0R即：R1 =R2 = k75c2Xk = Ml2-"2 " V5.22 -1.42Q = 5.0 建, X,= 0.70G, X1cr = X2cy = A = 2.5Q22（2）標(biāo)幺值:UU2高壓側(cè)的電阻基準(zhǔn)值Zb =皿=100I 1NS1N, Rm =Rm =1.96,ZbXmXm =7 =19.9Zb咫=艮=0.014, X：Zb% = 0.05Zb（3）變壓器額定電壓調(diào)整率和額定效率：Un =I Rkcos 2 XkSin %100%=1 (0.014 0.8 0.05 0.6) 100% =4.12%n . 1N Pn+B+PJ父 100

10、% =97.69%最大效率：I max= 1-SnI c：1| .Rn=97.97%2-20有一臺三相變壓器,SN =5600kKA, U1N/U2N =10kV/6.3kV, Y,dll 聯(lián)結(jié)組。變試驗名稱線電壓V線電流A三相功率W備注開路試驗:63007.46800電壓加在低壓側(cè)短路試驗55032318000電壓加在局壓側(cè)壓器的開路及短路試驗數(shù)據(jù)為試求一次側(cè)加額定電壓時：（1）歸算到一次側(cè)時近似等效電路的參數(shù)（實際值和標(biāo)幺值）（2）滿載且cos*2 =0.8 （滯后）時，二次側(cè)電壓U 2和一次側(cè)電流Il ；（3）滿載且cos*2 =0.8 （滯后）時的額定電壓調(diào)整率和額定效率。解：（1）歸

11、算到一次側(cè)時近似等效電路的參數(shù)空載試驗在低壓側(cè)，折算到高壓側(cè)：U iNph k =U 2Nph10 3 = 0.916 6.3P0_22Rm =k產(chǎn)=0.9161 0 ph68003 M(7.4.近 2-104.回Zm =k2lU00 =o-9162 643Q =1237-26QXm =V|Zm|2 -R| = Jl237.262 104.192復(fù)=1232.80短路試驗在高壓側(cè)進(jìn)行（4）變壓器效率最大時，可變損耗等于不變損耗49000.591614000所以:Rk =Pk 3Ikph1800023 32320. u 0.058JRk75 c234.5 75 D Rk234.5 25= 0.0

12、69'JZkUkphI k p h5 50 3323工=0.9831*卜=#-凡75；=0.98建2_U 1 NphU 1 Nph/ _ 標(biāo)幺值：高壓側(cè)白電阻基準(zhǔn)值Zin上 =-=17.857111 NphSin 3; Rm =-Rm =5.84 ,乙NX m m m XmZ1 N=69.10廉=% =0.00325 , X* =叢=0.0 5 4 9ZinZin(3)電壓調(diào)整率和效率：UN =IN Rk cos 2 Xk sin 2 100%=1 (0.00325 0.8 0.0549 0.6) 100% =0.036iPSn cos中2 + Po + Pm 100% = 99.45

13、%(2) U2 =U2Ph(1 -AUn ) = 6300(1 -0.036V = 6073.2V滿載時I 1 = I 1NSN3Uin56003 10A=323.32Af 一，, .，.'設(shè)U 2 =6073.2/0 V ,則由簡化等效電路可知Ii = I2 =323.32/ 36.88 V2-23某變電所有兩臺組號為 Y,yn0的三相變壓器并聯(lián)運行，其數(shù)據(jù)為第一臺：SN =180kKA, U1N/U2N =6.3kV/0.4kV , Z：=0.07；第二臺：Sn =320kKA, Uin/U2n =6.3kV,0.4kV , Z： = 0.065。試計算：（1）當(dāng)總負(fù)載為400kVA時，每臺變壓器分擔(dān)多少負(fù)載；（2）在每臺變壓器均不過載的情況下，并聯(lián)組的最大輸出是多少？解：（1）當(dāng) S=400kKA 時，設(shè)第一臺變壓器分配負(fù)載為 S ,則第二臺變壓器的負(fù)載 Sn =400-S ,滿足:cc*SS N Zk n*S SnNZki,帶入數(shù)值計算可得:G =137kVAS =263kVA(2)求Smax :負(fù)載增加時,Z:小的變壓器(第二臺)先滿載，此時Sn =So =320kVA解：I1aN = I2NSN