电机学变压器经典习题及答案

第二章变压器一、填空：1.★★一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频率为50HZ，如果误将低压侧接到380V上，则此时m,0I,mZ,Fep。（增加，减少或不变）答：m增大，0I增大，mZ减小，Fep增大。2.★一台额定频率为50Hz的电力变压器接于60Hz，电压为此变压器的6/5倍额定电压的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度，励磁电流，励磁电抗，漏电抗。答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。3.三相变压器理想并联运行的条件是（1），（2），（3）。答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。4.★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E=，U=，空载电流将，空载损耗将。答：E近似等于U，U等于IR，空载电流很大，空载损耗很大。5.★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为。答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。6.★一台变压器，原设计的频率为50Hz，现将它接到60Hz的电网上运行，额定电压不变，励磁电流将，铁耗将。答：减小，减小。7.变压器的副端是通过对原端进行作用的。答：磁动势平衡和电磁感应作用。8.引起变压器电压变化率变化的原因是。答：负载电流的变化。9.★如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流将，变压器将。答：增大很多倍，烧毁。10.联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为。答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。11.★★三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免。答：电压波形畸变。12.变压器副边的额定电压指。答：原边为额定电压时副边的空载电压。13.★★为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组。答：采用d接。14.通过和实验可求取变压器的参数。答：空载和短路。15.变压器的结构参数包括，，，，。答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。16.在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为。答：1。17.既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为，仅和一侧绕组交链的磁通为。答：主磁通，漏磁通。18.★★变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是。答：自耦变压器。19.并联运行的变压器应满足（1），（2），（3）的要求。答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。20.变压器运行时基本铜耗可视为，基本铁耗可视为。答：可变损耗，不变损耗。二、选择填空1.★★三相电力变压器带电阻电感性负载运行时，负载电流相同的条件下，cos越高，则。A：副边电压变化率Δu越大，效率η越高，B：副边电压变化率Δu越大，效率η越低，C：副边电压变化率Δu越大，效率η越低，D：副边电压变化率Δu越小，效率η越高。答：D2.★一台三相电力变压器NS=560kVA，NNUU21=10000/400(v),D,y接法，负载时忽略励磁电流，低压边相电流为808.3A时，则高压边的相电流为。A：808.3A，B:56A，C:18.67A，D:32.33A。答：C3.一台变比为k＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，那末原边的励磁阻抗标幺值是。Ａ：１６,Ｂ：１６００,Ｃ：０.１６。答：A4.★★变压器的其它条件不变，外加电压增加１０℅，则原边漏抗1X，副边漏抗2X和励磁电抗mX将。Ａ：不变，Ｂ：增加１０%，Ｃ：减少１０%。（分析时假设磁路不饱和）答：A5．相电力变压器磁势平衡方程为。A：原，副边磁势的代数和等于合成磁势B：原，副边磁势的时间向量和等于合成磁势C：原，副边磁势算术差等于合成磁势答：B6．电压与频率都增加5℅时，穿过铁芯线圈的主磁通。A增加B减少C基本不变答：C7．升压变压器，一次绕组的每匝电势二次绕组的每匝电势。A等于B大于C小于答；A8．三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的电压。A空载线B空载相C额定负载时的线答：A9．单相变压器通入正弦激磁电流，二次侧的空载电压波形为。A正弦波B尖顶波C平顶波答：A10．★★变压器的其它条件不变，若原副边的匝数同时减少10℅，则1X，2X及mX的大小将。A：1X和2X同时减少10，mX增大B：1X和2X同时减少到0.81倍,mX减少C：1X和2X同时减少到0.81倍，mX增加D：1X和2X同时减少10℅，mX减少答：B11．★如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流将，变压器将。A：不变；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:发热但无损坏危险；F:严重发热有烧坏危险答：C，F12．联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为。A:电压变化率太大；B:空载环流太大；C:负载时激磁电流太大；D:不同联接组号的变压器变比不同。答：B13．★★三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免。A：线电势波形放生畸变；B：相电势波形放生畸变；C：损耗增大；D：有效材料的消耗增大。答：B14．★变压器原边匝数增加5%，副边匝数下降5%，激磁电抗将。A：不变B：增加约10%C：减小约10%答：B15．三相变压器的变比是指———之比。A：原副边相电势B：原副边线电势C：原副边线电压答：A16．磁通ф，电势е正方向如图，W1匝线圈感应的电势e为。A：dФ/dtB：W1dФ/dtC：-W1dФ/dt答：C17．★变压器铁耗与铜耗相等时效率最大，设计电力变压器时应使铁耗铜耗。A：大于B：小于C：等于答：A18．★两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗分配。A：大小成反比B：标么值成反比C：标么值成正比答：B19．★将50Hz的变压器接到60Hz电源上时，如外加电压不变，则变压器的铁耗；空载电流；接电感性负载设计，额定电压变化率。A变大B变小答：B，B，A20．★★当一台变压器的原边匝数比设计少10%（副边匝数正常）则下列各值的变化为：磁通；1X；2X；mX；U20I0。A：变大B：变小C：不变答：A，B，C，B，A，A21．★★一台Y/0y-12和一台Y/0y-8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运行。A．能B．不能C．不一定D．不改接也能答：A22．★一台50Hz的变压器接到60Hz的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流将。A,增加B,减小C，不变.答：B23．变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压。A,呈上升趋势；B,不变，C,可能上升或下降答：C24．★单相变压器铁心叠片接缝增大，其他条件不变，则空载电流。A,增大；B，减小；C,不变。答：A25．一台单相变压器额定电压为220/110V。Y/y-12接法，在高压侧作短路实验，测得的短路阻抗标幺值为0.06，若在低压侧作短路实验，测得短路阻抗标幺值为。A:0.06，B：0.03，C：0.12，D：0.24。答：A三、判断1.变压器负载运行时副边电压变化率随着负载电流增加而增加。（）答：对2.电源电压和频率不变时，制成的变压器的主磁通基本为常数，因此负载和空载时感应电势1E为常数。（）答：错3.变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率。（）答：错4.★变压器频率增加，激磁电抗增加，漏电抗不变。（）答：错5.★变压器负载运行时，原边和副边电流标幺值相等。（）答：错6.★变压器空载运行时原边加额定电压，由于绕组电阻r1很小，因此电流很大。（）答：错7.变压器空载和负载时的损耗是一样的。（）答：错8.变压器的变比可看作是额定线电压之比。（）答：错9.只要使变压器的一、二次绕组匝数不同，就可达到变压的目的。（）答：对10.不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。（）答：错11.★★一台Y/0y-12和一台Y/0y-8的三相变压器，变比相等，能经过改接后作并联运行。（）答：对12.★一台50HZ的变压器接到60HZ的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流将减小。（）答：对13.★变压器负载成容性，负载增加时，副边电压将降低。（）答：错14.★变压器原边每匝数增加5%，副边匝数下降5%，激磁电抗将不变。（）答：错15.★★联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为电压变化率太大。（）答：错四、简答1.★从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上,原边接上电源后，流过激磁电流im，产生励磁磁动势fm，在铁芯中产生交变主磁通φm,其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势e1和e2，且有dtdNem11、dtdNem22显然，由于原副边匝数不等，即N1≠N2，原副边的感应电动势也就不等，即e1≠e2，而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U1≈E1、U2≈E2，故原副边电压不等，即U1≠U2,但频率相等。2.★试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？答：由dtdNe11、dtdNe22可知2211NeNe，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。又U1E1,U2≈E2，因此2211NUNU，当U1不变时，若N1减少,则每匝电压11NU增大，所以1222NUNU将增大。或者根据mfNEU11144.4，若N1减小，则m增大，又mfNU2244.4，故U2增大。3.变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。为了减少铁心损耗，采用0.35mm厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。4.变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？答：铁心:构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。绕组:构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。分接开关:变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变压器调压。油箱和冷却装置:油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。绝缘套管:变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接，使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。5.变压器原、副方额定电压的含义是什么？答：变压器一次额定电压U1N是指规定加到一次侧的电压，二次额定电压U2N是指变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。6.★为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势？答：由于磁通所经路径不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分别考虑它们各自的特性，从而把非线性问题和线性问题分别予以处理区别：1.在路径上，主磁通经过铁心磁路闭合，而漏磁通经过非铁磁性物质磁路闭合。2．在数量上，主磁通约占总磁通的99%以上，而漏磁通却不足1%。3．在性质上，主磁通磁路饱和，φm与im呈非线性关系，而漏磁通磁路不饱和，φ1σ与i1呈线性关系。4．在作用上，主磁通在二次绕组感应电动势，接上负载就有电能输出，起传递能量的媒介作用，而漏磁通仅在本绕组感应电动势，只起了漏抗压降的作用。空载时，有主磁通m和一次绕组漏磁通1，它们均由一次侧磁动势10F激励。负载时有主磁通m，一次绕组漏磁通1，二次绕组漏磁通2。主磁通m由一次绕组和二次绕组的合成磁动势即21FFFm激励，一次绕组漏磁通1由一次绕组磁动势1F激励，二次绕组漏磁通2由二次绕组磁动势2F激励。7.★变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。大小：由磁路欧姆定律mmRNI10，和磁化曲线可知，I0的大小与主磁通φm,绕