第二章變壓器的

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(shí)，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(shí)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(dòng)勢(shì)公式 £ =4.44fN可知，空載或負(fù)載情況下 U 巳，主磁通的大小取決于外加電壓U,、頻率f和繞組匝數(shù)N,。2-2 一臺(tái)50Hz的變壓器接到60Hz的電源上運(yùn)行時(shí)，若額定電壓不變，問激磁電流、鐵耗、 漏抗會(huì)怎樣變化答：（(1)額定電壓不變，則 U1N :- £ =4.44fN" =4.44f N"又 丄=6050，即門'二5 6門磁通降低，此

2、時(shí)可認(rèn)為磁路為線性的，磁阻f 5060Rm =丄不變，勵(lì)磁磁勢(shì)ImNi 二：JRm， I m =5 6 （2）鐵耗:pFe = Bm f-鐵耗稍有減小;(3)X1 c - 2'"fLicX2；：.- = 2 fL2匚2-3在導(dǎo)出變壓器的等效電路時(shí)，為什么要進(jìn)行歸算？歸算是在什么條件下進(jìn)行的?答：因?yàn)樽儔浩髟?、副邊只有磁的?lián)系，沒有電的聯(lián)系，兩邊電壓巳=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(dòng)勢(shì)不變。2-4利用T型等效電路進(jìn)行實(shí)際問題計(jì)算時(shí)，算出的一次和二次側(cè)電壓、電流和損耗、功率是否為實(shí)際值，為什么？答：一次側(cè)沒有經(jīng)過歸

3、算，所以為實(shí)際值；二次側(cè)電壓、電流不是實(shí)際值，因?yàn)闅w算前后繞組匝數(shù)不同，但損耗、功率為實(shí)際值。2-5變壓器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何測(cè)定？答：激磁阻抗由空載試驗(yàn)測(cè)量；等效漏阻抗由短路試驗(yàn)測(cè)量。（具體測(cè)量方法略）2-14有一臺(tái)三相變壓器，額定容量Sn =5000kKA，額定電壓Uz 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） 次、二次側(cè)的額定相電壓和相電流。SN5000解：(1 "昇為 10288-68aI 2n = ®= p000 A = 458.21AU1n 10u i nq = = -ij kV= 5.77kV3U2n、3 6

4、.3I1n：-11N - 288.68A副邊厶聯(lián)結(jié)：U1N：=U1n = 6.3kVI I in 458.21 A 264 55AII nA = 264.55A".3. 3（2）原邊Y聯(lián)結(jié):2-16有一臺(tái)單相變壓器，已知參數(shù)為：R =2.19，Xi；= 15.4，R2 =0.15,X2；_ =0.964，Rm =1250"，Xm =12600"，汕 N2 =876 260。當(dāng)二次側(cè)電壓U2 =6000V，電流l2 =180A，且cos：2 =0.8 （滯后）時(shí)：（1）畫出歸算到高壓側(cè)的T型等效電路；（2）用T型等效電路和簡(jiǎn)化等效電路求 U：和I：，并比較其結(jié)果。解

5、:(1 )歸算到高壓側(cè)：R =2.19Xy =15.4' 1Rm =1250 Xm =1 2 6 0©'2876 YR2 = k R20.151=1.70'二k2X2C陛22600.964=10.94"260(2)T型等效電路如圖示：I/ Q設(shè)U2 二kU2 =20215 0V則 l； = ： k=53.42-36.88 A-Ei = -E2 =U212Z2=20215 0 V 53.42 -36.88 A 1.70j10.94 j =206424 1.15 V-EiZm206424 1.15 V1250 j12600'1= 1.63-83.

6、18 AI： =m l： =1.63 83.18 A 53.42. 36.88 A 二 54.56. -38.12 AU：二Ei I：乙=21279.4 2.70 V簡(jiǎn)化等效電路如右圖：Rk 二 R R2 =3.89'：'Xk =X1 二 X2C =26.34-I：=53.42. -36.88 AU 1 二U； I： Zk =212540 2.80 V由于在滿載的情況下Im丨1，勵(lì)磁支路可以忽落不計(jì)， 所以兩種方法計(jì)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(duì)應(yīng)的高、低壓繞組繞于同一鐵心柱上。試判斷聯(lián)結(jié)組A已知A、B、C為正相序,E BYa和b的組號(hào)。

7、B CbaeexEcEbEbcEcaayE abbzbx由圖可以看出兩組均為Y,d7的單相變壓器，額定電壓下的空載損耗為4900W，空載2-19 有一臺(tái) 1000kVA，10kV/6.3kV電流為0.05（標(biāo)幺值），額定電流下75 C時(shí)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(jì)算：（1）歸算到一次側(cè)時(shí)T型等效電路的參數(shù)；（2）用標(biāo)幺值表示時(shí)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(shí)，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(shí)負(fù)載的大?。–OS篤=0.8 ）。解：（1）歸算到一次側(cè)等

8、效電路的參數(shù)：空載試驗(yàn)在低壓側(cè)進(jìn)行 U0 = U2n = 6300V ， I。= |。2N = 0.5A = 7.94A6.3折算到高壓側(cè)：Rm :二k2 g =00,4900x196QI216.3 丿 7.9422 U 0廣10 '26300 小Zm=k 0=Q = 2000。1063丿7.94Xm =|Zm|2 Rm =U20 002 19620 =1990.40短路試驗(yàn)在高壓側(cè)進(jìn)行Uk =uk% U1N =5.2% 10kV =520VSN100010A =100A所以：7=孑=11400001恥U1NUkZk丄2匕=5.20Ik 1 0 0XkZk2 _ &75 C2

9、= J5.22 -1.42。= 5.00沁 =0.70門，X1廠X2匚0 =2.52（2 ）標(biāo)幺值:高壓側(cè)的電阻基準(zhǔn)值 ZbU 1NI 1N團(tuán)=100-RmRm一-1.96，-19.9Zb= 0.014，二 0.05（3 ）變壓器額定電壓調(diào)整率和額定效率：Un =1 RkCOS 2 Xk sin 100%=1 (0.014 0.8 0.05 0.6) 100% =4.12%* =+R +卩'100%=97.69%（4）變壓器效率最大時(shí)，可變損耗等于不變損耗490014000-0.5916最大效率：maxSNI CPkN®97%2-20 有一臺(tái)三相變壓器，Sn =5600kKA

10、，U1N. U2N =10kV 6.3kV，Y,d11 聯(lián)結(jié)組。變壓器的開路及短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)名稱線電壓V線電流A三相功率W備注開路試驗(yàn)63007.46800電壓加在低壓側(cè)短路試驗(yàn)55032318000電壓加在咼壓側(cè)試求一次側(cè)加額定電壓時(shí)：（1）歸算到一次側(cè)時(shí)近似等效電路的參數(shù)（實(shí)際值和標(biāo)幺值）（2）滿載且COS' =0.8 （滯后）時(shí)，二次側(cè)電壓U2和一次側(cè)電流I 1 ； （ 3）滿載且cos ：2二0.8 （滯后）時(shí)的額定電壓調(diào)整率和額定效率。解：（1 ）歸算到一次側(cè)時(shí)近似等效電路的參數(shù)空載試驗(yàn)在低壓側(cè)，折算到高壓側(cè)：U 1Nphk -U 2Nph6.3Rm-0.91626800

11、37.43 2Q =104.19門ZmU0=0.916263007.43I11 =1237.26門Xm ='|Zm|2 -龍=訥237.262 -104.192。=1232.80短路試驗(yàn)在高壓側(cè)進(jìn)行所以：蔦 3 = 180002 _0.058門I 爲(wèi) 3 3232Rk75 cZk550 3 門=0.9831323XkZk2 2&75 c 0.9 81標(biāo)幺值：高壓側(cè)的電阻基準(zhǔn)值 Z1NU 1NphU；phI1Nph17.857 1S1N 3RRm 二竺=5.84，XXmmZ1 N= 69.10R,=竺=0.00325 ,Z1 NXk =紅=0.0 5 4 9Z1N234.5 75

12、234.525 Rk = 0.069,1Xksin 篤 100%（3）電壓調(diào)整率和效率：Un =In RkCOS2-1 (0.00325 0.8 0.0549 0.6) 100% =0.036PoPkSn cos®2 + p° + p 丿漢 100%= 99.45% 5 二5"1- Un =63001 -0.036V = 6073.2VSn,3U1n.3 105600 A 二 323.32A設(shè)U： =60732 0 V，則由簡(jiǎn)化等效電路可知I： =1； 323.32 -36.88 V2-23某變電所有兩臺(tái)組號(hào)為 Y,yn0的三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其數(shù)據(jù)為第一臺(tái)：Sn

13、 =180kKA，U1N . U2N =6.3kV 0.4kV，Zk = 0.07 ；第二臺(tái)：Sn = 320kKA，U1N U2N = 6.3kV 0.4kV，Z 0.065。試計(jì)算：（1）當(dāng)總負(fù)載為400kVA時(shí)，每臺(tái)變壓器分擔(dān)多少負(fù)載；（2）在每臺(tái)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(shí)，設(shè)第一臺(tái)變壓器分配負(fù)載為 S，則第二臺(tái)變壓器的負(fù)載 Sn - 400-S，滿足:S二 137kVASn =263kVA*S Sn二Zkn，帶入數(shù)值計(jì)算可得:5 SnNZki 求Smax :負(fù)載增加時(shí)，Zk小的變壓器（第二臺(tái)）先滿載，此時(shí)Sn = Sin = 320kVA_ _ *又丑二167.1k VA1ZkiSmax