第一章變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理試題及答案

1、第一章 變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理一、填空：（每空1分）1. 一臺(tái)單相變壓器額定電壓為380V/220V，額定頻率為50HZ，如果誤將低壓側(cè)接到380V上，則此時(shí)m , , 。（增加，減少或不變）答：m增大，增大， 增大。2. 一臺(tái)額定頻率為60HZ的電力變壓器接于50HZ，電壓為此變壓器的5/6倍額定電壓的電網(wǎng)上運(yùn)行，此時(shí)變壓器磁路飽和程度 ，勵(lì)磁電流 ，勵(lì)磁電抗 ，漏電抗 。答：飽和程度不變，勵(lì)磁電流不變，勵(lì)磁電抗減小，漏電抗減小。3. 三相變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的條件是（1） ，（2） ，（3） 。答：（1）空載時(shí)并聯(lián)的變壓器之間無(wú)環(huán)流；（2）負(fù)載時(shí)能按照各臺(tái)變壓器的容量合理地分擔(dān)負(fù)載；（3）負(fù)

2、載時(shí)各變壓器分擔(dān)的電流應(yīng)為同相。4. 如將變壓器誤接到等電壓的直流電源上時(shí)，由于E= ，U= ，空載電流將 ，空載損耗將 。答：E近似等于U，U等于IR，空載電流很大，空載損耗很大。5. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)很低，其原因?yàn)?。答：激磁回路的無(wú)功損耗比有功損耗大很多，空載時(shí)主要由激磁回路消耗功率。6. 一臺(tái)變壓器，原設(shè)計(jì)的頻率為50HZ，現(xiàn)將它接到60HZ的電網(wǎng)上運(yùn)行，額定電壓不變，勵(lì)磁電流將 ，鐵耗將 。答：減小，減小。7. 變壓器的副端是通過(guò) 對(duì)原端進(jìn)行作用的。答：電磁感應(yīng)作用。8. 引起變壓器電壓變化率變化的原因是 。答：負(fù)載電流的變化。9. 如將額定電壓為220/110V的變壓器的低

3、壓邊誤接到220V電壓，則激磁電流將 ，變壓器將 。答：增大很多，燒毀。二、選擇填空（每題1分）1. 三相電力變壓器磁勢(shì)平衡方程為 。 A：原，副邊磁勢(shì)的代數(shù)和等于合成磁勢(shì) B：原，副邊磁勢(shì)的時(shí)間向量和等于合成磁勢(shì) C：原，副邊磁勢(shì)算術(shù)差等于合成磁勢(shì) 答：B2. 電壓與頻率都增加5時(shí)，穿過(guò)鐵芯線圈的主磁通 。 A 增加 B 減少 C 基本不變答：C3. 升壓變壓器，一次繞組的每匝電勢(shì) 二次繞組的每匝電勢(shì)。 A 等于 B 大于 C 小于答；A4. 三相變壓器二次側(cè)的額定電壓是指原邊加額定電壓時(shí)二次側(cè)的 電壓A 空載線 B 空載相 C 額定負(fù)載時(shí)的線 答：A5. 單相變壓器通入正弦激磁電流，二次側(cè)

4、的空載電壓波形為 。 A 正弦波 B 尖頂波 C 平頂波 答：A6. 變壓器的其它條件不變，若原副邊的匝數(shù)同時(shí)減少10，則，及的大小將 。 A：和同時(shí)減少10，增大 B：和同時(shí)減少到0.81倍, 減少 C：和同時(shí)減少到0.81倍，增加 D：和同時(shí)減少10，減少 答：B7. 如將額定電壓為220/110V的變壓器的低壓邊誤接到220V電壓，則激磁電流將 ，變壓器將 。A：不變；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:發(fā)熱但無(wú)損壞危險(xiǎn)；F:嚴(yán)重發(fā)熱有燒壞危險(xiǎn)答：C，F(xiàn)8. 聯(lián)接組號(hào)不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)?。A:電壓變化率太大； B:空載環(huán)流太大；C:負(fù)載時(shí)激磁電流太大； D:不同

5、聯(lián)接組號(hào)的變壓器變比不同。答：B9. 三相變壓器組不宜采用Y,y聯(lián)接組，主要是為了避免 。A：線電勢(shì)波形放生畸變； B：相電勢(shì)波形放生畸變；C：損耗增大； D：有效材料的消耗增大。 答：B10. 變壓器原邊每匝數(shù)增加5%，副邊匝數(shù)下降5%，激磁電抗將 。A：不變 B：增加約10% C：減小約10%答：B11. 三相變壓器的變化是指之比。A：原副邊相電勢(shì) B：原副邊線電勢(shì) C：原副邊線電壓答：A12. 磁通，電勢(shì)正方向如圖，W1匝線圈感應(yīng)的電勢(shì)e為 。A：d/dt B：W1d/dt C：-W1d/dt答：C13. 變壓器鐵耗與銅耗相等時(shí)效率最大，設(shè)計(jì)電力變壓器時(shí)應(yīng)使鐵耗 銅耗。A：大于 B：小于

6、 C：等于答：A14. 兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其負(fù)荷與短路阻抗 分配。A：大小成反比 B：標(biāo)么值成反比 C：標(biāo)么值成正比答：B15. 將50HZ 的變壓器接到60HZ電源上時(shí)，如外加電壓不變，則變壓器的鐵耗 ；空載電流 ；接電感性負(fù)載設(shè)計(jì)，額定電壓變化率 。A變大 B 變小答：B，B，A16. 當(dāng)一臺(tái)變壓器的原邊匝數(shù)比設(shè)計(jì)少10%（副邊匝數(shù)正常）則下列各值的變化為：磁通 ； ； ； ；U20 I0 。A：變大 B：變小 C：不變答：A，B，C，B，A，A17. 一臺(tái)Y/-12和一臺(tái)Y/-8的三相變壓器，變比相等，能否經(jīng)過(guò)改接后作并聯(lián)運(yùn)行 。A能 B不能 C不一定 D不改接也能答：A18. 一臺(tái)

7、 50HZ的變壓器接到60HZ的電網(wǎng)上，外時(shí)電壓的大小不變，激磁電流將 。A,增加 B,減小 C，不變.答：B19. 變壓器負(fù)載呈容性，負(fù)載增加時(shí)，副邊電壓 。A,呈上升趨勢(shì)； B,不變， C,可能上升或下降答：C20. 單相變壓器鐵心疊片接縫增大，其他條件不變，則空載電流 。A,增大； B，減小； C,不變。答：A21. 一臺(tái)單相變壓器額定電壓為220/110V。Y/y-12接法，在高壓側(cè)作短路實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的短路阻抗標(biāo)幺值為0.06，若在低壓側(cè)作短路實(shí)驗(yàn)，測(cè)得短路阻抗標(biāo)幺值為 。A:0.06 ， B：0.03 ， C：0.12 ， D：0.24 。 答：A三、判斷（每題1分）1. 變壓器負(fù)載運(yùn)

8、行時(shí)副邊電壓變化率隨著負(fù)載電流增加而增加 。 （ ）答：對(duì)2. 電源電壓和頻率不變時(shí)，制成的變壓器的主磁通基本為常數(shù)，因此負(fù)載時(shí)空載時(shí)感應(yīng)電勢(shì)為常數(shù) 。 （ ）答：錯(cuò)3. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)，電源輸入的功率只是無(wú)功功率 。 （ ）答：錯(cuò)4. 變壓器頻率增加，激磁電抗增加，漏電抗不變。 （ ）答：錯(cuò)5. 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，原邊和副邊電流標(biāo)幺值相等 。 （ ）答：錯(cuò)6. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)原邊加額定電壓，由于繞組電阻r1很小，因此電流很大。 （ ）答：錯(cuò)7. 變壓器空載和負(fù)載時(shí)的損耗是一樣的。 （ ）答：錯(cuò)8. 變壓器的變比可看作是額定線電壓之比。 （ ）答：錯(cuò)9. 只要使變壓器的一、二次繞組匝數(shù)不同

9、，就可達(dá)到變壓的目的。 （ ）答：對(duì)10. 不管變壓器飽和與否，其參數(shù)都是保持不變的。 （ ）答：錯(cuò)四、簡(jiǎn)答（每題3分）1. 從物理意義上說(shuō)明變壓器為什么能變壓，而不能變頻率？答： 變壓器原副繞組套在同一個(gè)鐵芯上, 原邊接上電源后，流過(guò)激磁電流I0， 產(chǎn)生勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)F0，在鐵芯中產(chǎn)生交變主磁通0, 其頻率與電源電壓的頻率相同，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，原副邊因交鏈該磁通而分別產(chǎn)生同頻率的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1和e2，且有、顯然，由于原副邊匝數(shù)不等，即N1N2，原副邊的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也就不等，即e1e2，而繞組的電壓近似等于繞組電動(dòng)勢(shì),即U1E1、U2E2，故原副邊電壓不等，即U1U2, 但頻率相等。2. 試從物理

10、意義上分析，若減少變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù)（二次線圈匝數(shù)不變）二次線圈的電壓將如何變化？答：由、可知，所以變壓器原、副兩邊每匝感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等。又U1 E1, U2E2，因此當(dāng)U1 不變時(shí)，若N1減少, 則每匝電壓增大，所以將增大。或者根據(jù)，若 N1減小，則增大， 又，故U2增大。3. 變壓器鐵芯的作用是什么，為什么它要用0.35毫米厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片迭成？答：變壓器的鐵心構(gòu)成變壓器的磁路，同時(shí)又起著器身的骨架作用。為了鐵心損耗，采用0.35mm厚、表面涂的絕緣漆的硅鋼片迭成。4. 變壓器有哪些主要部件，它們的主要作用是什么？答：鐵心: 構(gòu)成變壓器的磁路,同時(shí)又起著器身的骨架作用。繞組: 構(gòu)

11、成變壓器的電路,它是變壓器輸入和輸出電能的電氣回路。分接開(kāi)關(guān): 變壓器為了調(diào)壓而在高壓繞組引出分接頭,分接開(kāi)關(guān)用以切換分接頭,從而實(shí)現(xiàn)變壓器調(diào)壓。油箱和冷卻裝置: 油箱容納器身,盛變壓器油,兼有散熱冷卻作用。絕緣套管: 變壓器繞組引線需借助于絕緣套管與外電路連接，使帶電的繞組引線與接地的油箱絕緣。5. 變壓器原、副方額定電壓的含義是什么？答：變壓器一次額定電壓U1N是指規(guī)定加到一次側(cè)的電壓，二次額定電壓U2N是指變壓器一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)空載時(shí)的端電壓。五、計(jì)算（每題5分）1. 一臺(tái)三相變壓器，原、副方額定電壓，11連接，匝電壓為14.189伏，副方額定電流。試求（1）原副方線圈匝數(shù)；（2

12、）原線圈電流及額定容量；（3）變壓器運(yùn)行在額定容量且功率因數(shù)為1、0.9（超前）和0.85（滯后）三種情況下的負(fù)載功率。解：（1）原方 副方 所以 （2）額定容量 （3）因 所以當(dāng)1時(shí)1000 W當(dāng)0.9時(shí)10000.9900 w當(dāng)0.85時(shí)10000.85850 w2. 一臺(tái)3KVA，230/115伏單相變壓器，原線圈電阻，副線圈電阻，原線圈漏抗，副線圈漏抗，鐵耗w，額定負(fù)載時(shí)銅耗w。求：(1) 副方功率因數(shù)為0.9（滯后）時(shí)的電壓變化率；(2) 供給3.04kw，功率因數(shù)為0.95（滯后）負(fù)載時(shí)的效率解：（1） 所以 故副方Cos0.8（滯后）時(shí)電壓變化率5.524（2）供給負(fù)載3.04k

13、w時(shí)，如不考慮電流對(duì)的影響時(shí)， 0.0280.95+0.0681 4.78此時(shí)端電壓 此時(shí)負(fù)載電流這個(gè)電流對(duì)電壓變化率的影響為所以考慮電流變化對(duì)電壓變化率的影響后電壓變化率 端電壓負(fù)載電流在這個(gè)負(fù)載時(shí)變壓器的鐵耗不變，銅耗為W所以供給3.04kw、功率因數(shù)為0.95（滯后）負(fù)載時(shí)的效率為 3. 一臺(tái)單相變壓器50KVA、7200/480V、60Hz。其空載和短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下實(shí)驗(yàn)名稱電壓（伏）電流（安）功率（W）電源加在空載4805.2245低壓邊短路1577615高壓邊試求：（1）短路參數(shù)及其標(biāo)么值；（2）空載和滿載時(shí)的銅耗和鐵耗；（3）額定負(fù)載電流、功率因數(shù)滯后時(shí)的電壓變化率、副邊電壓及效率

14、。（注：電壓變化率按近似公式計(jì)算）解： (1) 短路參數(shù) 其阻抗基值 所以 (2) 空載時(shí)鐵耗 w 滿載銅耗 w(3) 額定負(fù)載電流時(shí) 根據(jù)電壓變化率近似公式得此時(shí)副方電壓 所以 ww4. 一臺(tái)單相變壓器，50kVA，7200/480V，60Hz。其空載和短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)名稱電壓（V）電流（A） 功率（w）電源加在邊空載4805.2245低壓邊短路1577615高壓邊試求：（1）短路參數(shù)，及其相對(duì)值；（2）空載和滿載時(shí)的銅耗和鐵耗；（3）額定負(fù)載電流，功率因數(shù)0.9（滯后）時(shí)的電壓變化率，二次側(cè)電壓及效率。（注：電壓變化率用近似公式計(jì)算）解：(1) SN50kVA I1NSN/U1N6.

15、94A Z1NU1N/I1N1037.46短路實(shí)驗(yàn)時(shí)， IK7AINZKUS/IK=157/7=22.43 (2) 鐵耗： w 銅耗： w(3) V 5. 三相變壓器的額定值為SN1800kVA，U1N/U2N6300/3150V，Y，d11聯(lián)結(jié)，空載損耗P06.6kw，短路損耗Pk21.2kw，求（1） 當(dāng)輸出電流I2I2N，0.8時(shí)的效率；（2） 效率最大時(shí)的負(fù)載系數(shù)。解：1、 2、當(dāng)PcuPFe時(shí)發(fā)生、所以6. 一臺(tái)三相變壓器的銘牌數(shù)據(jù)如下，SN750KVA，U1N/U2N10000/400V，Y，yn0聯(lián)結(jié)。低壓邊空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：U20400V，I2060A，P03800w。高壓邊短路

16、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：U1K440V，I1K43.3A，pk10900w，室溫200C，試求：（1） 變壓器的參數(shù)，并畫出等值電路；（2）當(dāng)：a）額定負(fù)載0.8，（2）0.8時(shí)，計(jì)算電壓變化率、二次側(cè)電壓u2及效率。解： A 1、空載實(shí)驗(yàn)：低壓方： 由短路實(shí)驗(yàn)：200C時(shí)； 所以 2、 （滯后）且 V 當(dāng)（超前）時(shí)： V19. 有一臺(tái)變壓器容量SN5600kVA，U1N/U2N6.3/3.3kV，Y，yn0，Uk10.5，鐵耗PFe25.5kw，銅耗Pm62.5kw，今改為自耦變壓器U1N/U2N9.9/3.3kV，求： 1、改為自耦變壓器后的容量SN自與原來(lái)雙繞組時(shí)的容量SN雙之比（其中電磁容量、傳導(dǎo)容量各為多少？）2、改為自耦變壓器后，在額定電壓時(shí)，穩(wěn)定短路電流IKn自為額定電流IN的多少倍？與原雙繞組時(shí)的穩(wěn)定短路電流比IKn自/IKn雙；3、改為自耦變壓器