變壓器習(xí)題解答課件

第三章變壓器習(xí)題及解答12/16/202213.7為了得到正弦形的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),當(dāng)鐵芯飽和和不飽和時(shí),空載電流各呈什么波形,為什么？答:鐵心不飽和時(shí)，空載電流，電動(dòng)勢(shì)和主磁通均成正比,若想得到正弦波電動(dòng)勢(shì)，空載電流應(yīng)為正弦波；鐵心飽和時(shí)，空載電流與主磁通成非線性關(guān)系(見磁化曲線)，電動(dòng)勢(shì)和主磁通成正比關(guān)系，若想得到正弦波電動(dòng)勢(shì)，空載電流應(yīng)為尖頂波。12/16/20222《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器3.10變壓器的其它條件不變，對(duì)X1σ、Xm的影響怎樣？?jī)H將一、二次繞組匝數(shù)變化±10％？如果僅將外施電壓變化±10％，其影響怎樣？如果僅將頻率變化±10％，其影響又怎樣？

U1≈E1=4.44fN1Фm（1）當(dāng)N1增加時(shí)，由于N1Φm=常數(shù)，因此主磁通↓，磁路飽和程度↓，Lm↑；L1σ與磁路飽和程度無關(guān)，L1σ不變。∴當(dāng)N′1=1.1N1時(shí)，X′1σ=1.21X1σ，Xm1>1.21Xm；當(dāng)N′1=0.9N1時(shí)，X′1σ=0.81X1σ，Xm1<0.81Xm。

N2變化，X1σ、Xm不變。12/16/20223《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器3.13一臺(tái)額定頻率為50Hz的電力變壓器，接到頻率為60Hz、電壓為額定電壓6/5倍的電網(wǎng)上運(yùn)行，問此時(shí)變壓器的空載電流、勵(lì)磁電抗、漏電抗及鐵耗等將如何變化？答：電壓：(6/5)UN，f：(6/5)fN主磁通Φm不變。Φm不變→Λm不變→Xm∝fN12Λm=6/5fN12Λm→1.2XmΦm不變→F0不變，F(xiàn)0=N1Im→Im(I0)不變X1σ、X2σ∝fN2Λσ→1.2X1σ

、1.2X2σ

鐵耗pFe=I02Rm∝f1.3Bm2f=6fN/5時(shí)，Φm不變:p′Fe=(6/5)1.3pFe

Rm:pFe=I02Rm=(6/5)1.3pFe→R′m=(6/5)1.3Rm12/16/20225《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器3.14在變壓器高壓方和低壓方分別加額定電壓進(jìn)行空載試驗(yàn)，所測(cè)得的鐵耗是否一樣，計(jì)算出來的勵(lì)磁阻抗有何差別？答：在高低壓方加各次側(cè)UN，所得的Φm不變?！鄰母叩蛪哼呑隹蛰d試驗(yàn)所得pFe一樣。高壓：pFe=I′02R′m=(1/k2)I02Rmk2=I02Rm低壓：pFe=I02RmZm：高低壓方做試驗(yàn)結(jié)果相差k2。不同側(cè)做短路試驗(yàn)，銅耗是否一樣？12/16/20226《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器3.38兩臺(tái)單相變壓器，U1N/U2N=220/110V，一次側(cè)匝數(shù)相等，但空載電流I0I=2I0Ⅱ。今將兩變壓器的一次側(cè)繞組順極性串聯(lián)起來，一次側(cè)加440V電壓?jiǎn)杻勺儔浩鞫蝹?cè)的空載電壓是否相等？12/16/20227《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器U1N/U2N=220/110V，NI=N0I，I0I=2I0II不相等12/16/20228《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器問：若將X、x端聯(lián)接在一起，在Aa端加110V電壓，則空載電流和主磁通又為多少？UAX=4.44fN1Φ=220V;Uax=4.44fN2Φ=110VU′AX=UAX-Uax=4.44f(1/2)N1Φ′=110VΦ′=110/4.44f(1/2)N1=ΦΦ不變→Fm不變→Fm=ImN1I0N1=I′0(N1-N2)=(1/2)I′0N1I′0=2I012/16/202210《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器12/16/202212《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器β=I2／I2N=0.812/16/202214《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器習(xí)題：兩臺(tái)單相變壓器220/110V,原方匝數(shù)相同,空載電流I0I≠I0II,今將兩臺(tái)變壓器原線圈順向串聯(lián)接于440V電源上,問兩臺(tái)變壓器二次側(cè)的空載電壓是否相等,為什么？答:由于空載電流不同,所以兩臺(tái)變壓器的勵(lì)磁阻抗也不同(忽略漏阻抗)，兩變壓器原線圈順向串聯(lián),相當(dāng)于兩個(gè)勵(lì)磁阻抗串聯(lián)后接在440V電源上。由于兩個(gè)阻抗大小不同，各自分配的電壓大小不同，也就是原邊感應(yīng)電勢(shì)不同，由于變比相同，使副邊電勢(shì)不同，既是二次的空載電壓不同。

12/16/202215《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器習(xí)題：一臺(tái)380/220V的單相變壓器，如不慎將380V加在低壓繞組上，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？答：此時(shí)一次、二次繞組電壓均超過額定電壓的倍，即低壓電壓為380V，而高壓側(cè)電壓為660V，主磁通增加將近2倍。電流過大，發(fā)熱嚴(yán)重，將損壞變壓器的絕緣。12/16/202216《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器習(xí)題：變壓器空載運(yùn)行時(shí)，是否要從電網(wǎng)中取得功率，如果取得，其作用是什么？為什么小負(fù)荷的用戶使用大容量變壓器無論對(duì)電網(wǎng)還是對(duì)用戶都不利？答：變壓器空載運(yùn)行時(shí)，從電網(wǎng)中要吸取有功和無功功率，用于建立主、漏磁場(chǎng)和供給鐵心損耗以及銅損耗。12/16/202217《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器一臺(tái)頻率為60Hz的變壓器接在50Hz的電源上運(yùn)行，其他條件都不變，問主磁通、空載電流、鐵損耗和漏抗有何變化？為什么？答：相當(dāng)于頻率降低。則主磁通增加，空載電流增加，鐵損耗增加，漏抗減小。12/16/202218《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器變壓器制造時(shí)：①疊片松散、片數(shù)不足；②接縫增大；③片間絕緣損傷。試分析以上幾種情況對(duì)變壓器鐵心飽和程度、勵(lì)磁電流和鐵損耗有何影響？答：①鐵心飽和程度增加，勵(lì)磁電流增加，鐵損耗增加；②鐵心飽和程度不變，勵(lì)磁電流增加，鐵損耗增加；③鐵心飽和程度不變，勵(lì)磁電流不變，鐵損耗增加。12/16/202220《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器試比較電源電壓、頻率一定時(shí)，變壓器空載、滿載（φ2>0o）及短路三種情況下，下面各量的大?。ㄐ栌?jì)及漏阻抗壓降）:（1）二次電壓U2；（2）一次主電動(dòng)勢(shì)E1；（3）鐵心磁通密度Bm。答：（1）U2空>U2滿>U2短=0（2）E1空>E1滿>E1短

（3）Bm空>Bm滿>Bm短

12/16/202221《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器習(xí)題：有一臺(tái)Yd聯(lián)接的三相變壓器，一次側(cè)（高壓方）加上對(duì)稱正弦電壓，試分析：

（1）一次側(cè)電流中有無3次諧波？

（2）二次側(cè)相電流和線電流中有無3次諧波？

（3）主磁通中有無3次諧波？

（4）一次側(cè)相電壓和線電壓中有無3次諧波？二次側(cè)相電壓和線電壓中有無3次諧波？一次側(cè)線電流中沒有三次諧波二次側(cè)相電流中有，形成環(huán)流。線電流中無三次諧波。D的三次諧波電流處于短路狀態(tài)，去磁作用很強(qiáng)，諧波很小。一二次側(cè)相電勢(shì)中存在三次諧波，但數(shù)值很小。一次側(cè)相電壓中存在三次諧波（值很?。?，線電壓中沒有；二次側(cè)相電壓中有很小的三次諧波，線電壓中沒有；12/16/202223《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器習(xí)題：Yd連接的三相變壓器組，一臺(tái)變壓器的一次或二次繞組繞反向了，繞組標(biāo)號(hào)照舊，會(huì)產(chǎn)生什么后果？這時(shí)繞組繞反的那一相電動(dòng)勢(shì)將反相，從而使得三角形閉合回路中三相基波電動(dòng)勢(shì)之和為相電動(dòng)勢(shì)的兩倍，會(huì)在三角形回路中產(chǎn)生很大的環(huán)流，燒壞變壓器。12/16/202224《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器3.47某單相變壓器數(shù)據(jù)如下：SN=2kV·A，U1N/U2N=1100

/110V,?N=50Hz,短路阻抗ZS=(8+j28.91)Ω，額定電壓時(shí)空載電流?0=(0.01-j0.09)A，負(fù)載阻抗ZL=(10+j5)Ω。試求:（1）變壓器近似等效電路，各參數(shù)用標(biāo)么值表示；（2）一、二次額定電流及二次電壓；（3）輸入功率、輸出功率。

（1）變壓器近似等效電路參數(shù)標(biāo)么值12/16/202226《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器12/16/202227《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器12/16/202228《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器3.50一臺(tái)三相變壓器,SN=5600kV·A，U1N/U2N=35/6.3kV，Y，d聯(lián)結(jié)，?N=50Hz，在高壓側(cè)做短路試驗(yàn)得US=2610V，IS=92.3A，PS=53kW。當(dāng)U1=U1N、I2=I2N時(shí)，測(cè)得二次端電壓恰為額定值，即U2=U2N，求此時(shí)負(fù)載的功率因數(shù)角，并說明負(fù)載的性質(zhì)（不考慮溫度換算）。12/16/202230《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器SNⅠ＝3150kVA，ukⅠ＝7.3％，SNⅡ＝4000kVA，ukⅡ＝7.6％，聯(lián)結(jié)組和變比相同。1)設(shè)兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)總負(fù)載為6900kVA，求每臺(tái)變壓器承擔(dān)的負(fù)載大小。2)在不允許任何一臺(tái)變壓器過載的情況下，并聯(lián)變壓器組最大輸出負(fù)載。并聯(lián)組的利用率是多少?

解得βI=0.987，βII=0.987，則

SI=βISNI=0.987×3150=3110kVA

SII=βIISNI