变压器习题答案.docx

1、变压器习题答案第一单元变压器的分类、结构和原理课题一 变压器的分类和用途一、填空题1变压器是一种能变换 _交流 电压，而 频率 不变的静止电气设备。 变压器。二、判断题 (在括号内打“”或打“)”1. 在电路中所需的各种直流电，可以通过变压器来获得。 ( )2. 变压器的基本工作原理是电流的磁效应。 ( )三、简答题1. 为什么要高压送电 ?在传输功率一定时， 升高输电电压就可以降低输电电流， 这样就可以减小输电线路上的损耗。2. 变压器能改变直流电压吗 ?不能如果接上直流电压会发生什么现象 ? 副边无输出，原边或电源将会烧毁。 为什么 ?接直流电源时，铁芯中产生稳恒磁场，原、副边都不会产生感

2、生电动势。课题二 变压器的结构与冷却方式一、填空题1. 变压器的绕组常用绝缘铜线或铜箔绕制而成。 接电源的绕组称为 一次侧 ；接负载的绕组称为 二次侧 。也可按绕组所接电压高低分为 高压绕组 和 低压绕组 。按绕组绕制的方式不同，可分为同心绕组和交叠绕组两大类型。 2. 变压器的铁心常用 硅钢片 叠装而成，因线圈位置不同，可分为 芯式 和 壳式 两大类。3. 气体继电器装在 油枕 与 油箱 之间的管道中，当变压器发生故障时， 气体继电器就会过热而使油分解产生气体。4. 绝缘套管穿过 油箱盖 ，将油箱中变压器绕组的 输入、输出线 从箱内引到箱外 与 电网 相接。5. 绝缘套管由外部的 瓷套 和中

3、间的 导电杆 组成。对它的要求主要是 绝缘性能 和 密封性能 要好。二、判断题 (在括号内打“”或打“)”1. 同心绕组是将一次侧、二次侧线圈套在同一铁柱的内、外层，一般低压绕组在外层，高压绕组在内层。 ( )2. 热轧硅钢片比冷轧硅钢片的性能更好，其磁导率高而损耗小。 ( )3. 储油柜也称油枕， 主要用于保护铁心和绕组不受潮， 还有绝缘和散热的作用。 ( )4. 芯式铁心是指线圈包着铁心，其结构简单、装配容易、省导线，适用于大容量、高电压。 ( )三、选择题 (将正确答案的序号填人括号内 )1. 油浸式变压器中的油能使变压器 ( D )。 A润滑 B 冷却 C绝缘 D 却和增加绝缘性能2.

4、 常用的无励磁调压分接开关的调节范围为额定输出电压的 ( B ) A 10 B 5 C15 3. 安全气道又称防爆管，用于避免油箱爆炸引起的更大危害。在全密封变压器中， 广泛采用 ( A ) 做保护。 A压力释放阀 B 防爆玻璃 C 密封圈课题三 变压器的原理一、填空题1. 变压器的空载运行是指变压器的一次绕组 加额定电压 ，二次绕组 开路 的工作状态。2. 一次绕组为 660 匝的单相变压器，当一次侧电压为 220 V 时，要求二次侧电压为 127V ，则该变压器的二次绕组应为 381 匝。3. 一台变压器的变压比为 1 15，当它的一次绕组接到 220 V 的交流电源上时，二次绕组输出的电

5、压是 191.3 V 。4. 变压器空载运行时，由于 铜 损耗较小， 附加 损耗近似为零，所以变压器的空载损耗近似等于 铁 损耗。5. 变压器带负载运行时，当输入电压 U 不变时，输出电压 U 的稳定性主要由 Z S1 和 ZS2 决定， 而二次侧电路的功率因数 cos 主要 负载性质 决定， 与变压器关系不大。6. 收音机的输出变压器二次侧所接扬声器的阻抗为 8 ，如果要求一次侧等效阻抗为 288，则该变压器的变比应为 6 。7. 变压器的外特性是指变压器的一次侧输入额定电压和二次侧负载 性质 一定时，二 次 侧 电压 与 电流 的关系。8. 一般情况下， 照明电源电压波动不超过 5 ；动力

6、电源电压波动不超过 -5 -+10 ，否则必须进行调整。9. 如果变压器的负载系数为， 则它的铜损耗 Pcu 与短路损耗 P K 的关系式为_ Pcu=2 P K ，所以铜耗是随 负载 的变化而变化的。10 当变压器的负载功率因数 cos 一定时，变压器的效率只与 负载系数 有关； 且当 铜耗等于铁耗 时，变压器的效率最高。二、判断题 (在括号内打“”或打“)”1. 变压器中匝数较多、线径较小的绕组一定是高压绕组。 ( )2. 变压器既可以变换电压、电流和阻抗，又可以变换相位、频率和功率。 ( )3. 变压器用于改变阻抗时，变压比是一次侧、二次侧阻抗的平方比。 ( )4. 变压器空载运行时，一

7、次绕组的外加电压与其感应电动势在数值上基本相等，而相位相差 180 。 ( )。5. 当变压器的二次侧电流增加时，由于二次绕组磁势的去磁作用，变压器铁心中的主磁通将要减小。 ( )6. 在变压器绕组匝数、电源电压及频率一定的情况下，将变压器的铁心截面积 S 减小， 根据公式 m= BS 可知，变压器铁心中的主磁通将要减小。 ( )7. 当变压器的二次侧电流变化时，一次侧电流也跟着变化。 ( )8. 接容性负载对变压器的外特性影响很大，并使 Uz 下降。 ( )三、选择题 (将正确答案的序号填入括号内 )1. 有一台 380 V 36 V 的变压器，在使用时不慎将高压侧和低压侧互相接错，当低压侧

8、加上 380 V 电源后，会发生的现象是 ( C )。A 高压侧有 380 V 的电压输出 B高压侧没有电压输出， 绕组严重过热 C高压侧有高压输出，绕组严重过热 D 高压侧有高压输出，绕组无过热现象2. 有一台变压器，一次绕组的电阻为 10 ，在一次侧加 220 V 交流电压时，一次绕组的空载电流 ( B ) 。A等于 22 A B小于 22 A C大于 22 A 3 变压器降压使用时，能输出较大的 ( B ) 。A功率 B电流 C 电能 D 电功4. 将 50 Hz 、220 V 127 V 的变压器接到 100 Hz 、220 V 的电源上， 铁心中的磁通将 ( A ) 。A 减小 B

9、增加 C 不变 D不能确定5. 变压器的空载电流 Io 与电源电压 U ，的相位关系是 ( C )。AIo 与 U 同相 BI0 滞后 U 90 。 C Io 滞后 U 接近 90 但小于90 D Io滞后 U，略大于 90 6. 用一台变压器向某车间的异步电动机供电，当开动的电动机台数增多时，变压器的端电压将 ( B ) 。A升高 B降低 C不变 D可能升高，也可能降低四、简答题1. 什么是主磁通、漏磁通 ?答：既穿过原边，又穿过副边绕组的磁通就是主磁通 仅穿过原边，或仅穿过副边绕组的磁通就是漏磁通2. 画出变压器空载运行的相量图，并根据相量图说明为什么变压器在空载时功率因数很小。答：图略。

10、空载时有功功率仅有很小的铜耗 , 其余的功率在电能与磁能间不断转换 , 即空载时无功功率大。故功率因数很小。3. 变压器带负载运行时，输出电压的变动与哪些因素有关 ?答：原边漏阻抗 ZS1 副边漏阻抗 ZS2 功率因数 cos 2 负载阻抗 Z fz五、计算题1. 变压器的一次绕组为 2 000 匝，变压比 K= 30 ，一次绕组接入工频电源时铁心中的磁通最大值 =0.015 Wb 。试计算一次绕组、二次绕组的感应电动势各为多少 ?解： E1 =4.44N 1 f=4.44 2000 0.015 50=6660 (V)E2 =E 1/K=6660/30=222 (V)2. 变压器的额定容量是

11、100 kV A ，额定电压是 6 000 V 230 V 。满载下负载的等效电阻R=0 25 ，等效感抗 X 。=O 44。试求负载的端电压及变压器的电压调整率。解: Z fzI2N =S N/U 2N=100 10 3/230=434.7 (A) U 2=I 2N Zfz=0.5 434.7=217.35 (V) U=(U 2N U 2)/U 2N =(230 217.5)/230=5.4 课题四 变压器的空载试验与短路试验一、填空题1. 在测试空载损耗 P。时，如果空载损耗 Po 和空载电流 I 过大，则说明 铁芯质量差 、 气 隙 太大 。如果 K 太小或太大，则说明 绕组的绝缘 或

12、匝 数 有问题。 还可以通过示波器观察开路侧电压或空载电流 I 的波形， 如果不是正弦波，失真过大，则说明铁心 过饱和 。2. 短路试验是为了测出变压器的 短路电压 、 短 路 阻抗 和 额定铜损耗 。3. 在铁心材料和频率一定的情况下，变压器的铁耗与 磁通的平方 成正比。二、判断题 (在括号内打“”或打“)”1. 在进行空载试验时，电流表应接在功率表前面。 ( )2. 对升压变压器的空载试验，可以在一次侧进行，二次侧开路。 ( )3. 变压器进行短路试验时，可以在一次侧电压较大时，把二次侧短路。 ( )4. 变压器的铜耗 Pcu 为常数，可以看成是不变损耗。 ( )5. 从设备利用率和全年效

13、益考虑， 变压器负载系数应在 0.9 以上， 且越大越好。 ( )三、选择题 (将正确答案的序号填人括号内 )1. 变压器短路试验的目的之一是测定 (A )。A短路阻抗 B励磁阻抗 C铁耗 D功率因数2 变压器空载试验的目的之一是测定 ( C ) 。A变压器的效率 B铜耗 C 空载电流3. 对变压器进行短路试验时，可以测定 ( D ) 。A由短路电压与二次侧短路电流之比确定的短路阻抗 B 短路电压 C额定负载时的铜耗 D 以上均正确四、筒答题 .试述空载试验的实际意义。通过空载损耗 P0 的测试 ,可以检查铁芯材料、装配工艺的质量和绕组的匝数是否正确、有否匝间短路。通过 K 的测试，可知绕组的

14、绝缘或匝数是否有问题。观察电压 U2 或空载电流 I0 的波形是否为正弦波，可判断铁芯有没有饱和。五、计算题某变压器额定电压为 10 kV 0 4 kV ，额定电流为 5 A 125 A ，空载时高压绕组接 10 kV电源，消耗功率为 405 W ，电流为 0.4 A 。试求变压器的变压比，空载时一次绕组的功率因数以及空载电流与额定电流的比值。解： K=U 1N /U 2N =10/0.4=25COS 1=P 0/S 0 =405/(10 10 3 0.4)=0.1 I0/I1N =0.4/5=8 第二单元变压器绕组的极性测定与连接课题一 单相变压器绕组的极性一、填空题1. 变压器绕组的极性是

15、指变压器一次绕组、二次绕组在同一磁通作用下所产生的感应电动势之间的相位关系，通常用 同名端 来标记。2. 所谓同名端，是指 感生电势极性相同的端点 ，一般用 * 来表示。3. 绕组正向串联，也叫做 顺串 , 即把两个线圈的 首尾 相连，总电动势为两个 电 动 势 之和 , 电动势会 增大 .二、选择题 (将正确答案的序号填入括号内 )单相变压器一次侧、二次侧电压的相位关系取决于 ( C )。A一次、二次绕组的同名端B 对一次侧、二次侧出线端标志的规定C 一次、二次绕组的同名端以及对一次侧、二次侧出线端标志的规定三、简答题1 什么是绕组的同名端 ? 什么样的绕组之间才有同名端 ?感生极性相同的端

16、点叫同名端两个或两个以上绕组 ,在同一磁通作用下才有同名端2 判断变压器绕组同名端的原理和方法是什么 ?直流法是根据电磁感应原理、楞次定律，配合检流计来进行判定交流法是根据绕组顺串、反串时，总电压的不同表现来进行判定3 在绕组的串联与并联中，极性 (或同名端 )有什么重要意义 ?绕组的串联中：同名端相连为反串，总电势为分电势之差；异名端相连为顺串，总电势为分电势之和。绕组的并联中： 同名端相并为同向并联， 无环流或环流较小； 异名端相并为反向并联， 环流很大。课题二 三相变压器绕组的连接及连接组别一、填空题1. 变压器铁心必须接地， 以防 感应电压 或 漏电 ，而且铁心只能 一点接地 ，以免形

17、成闭合回路，产生 环流 。2. 所谓三相绕组的星形接法，是指把三相绕组的尾端连在一起，接成 星形 ，三相绕组的首端分别 引出箱外 的连接方式。3. 三相变压器一次侧采用星形接法时，如果一相绕组接反，则三个铁心柱中的磁通将会 不对称 ，这时变压器的空载电流也将 急剧增大 。4. 三角形接法是把各相 首尾 相接构成一个闭合回路，把 三个连接点 接到电源上去。因首尾连接顺序不同，可分为 正序 和 反序 两种接法。5. 三相绕组之间首尾判别的准则是： 三相磁通 对称，三相总磁通为 零 。6. 求三相变压器的变比 K 时，如果一次侧、二次侧都是 Y 形接法或都是形接法，则求K 值的方法与求单相变压器变比

18、的方法一样，即 K= U 1N /U 2N ； 而如果一次侧、 二次侧接法不一样， 则应把 Y 形接法的 _相 电压和形接法的 线 电压相比。二、判断题 (在括号内打“”或打“)”1. 三相芯式变压器的铁心必须接地，且只能有一点接地。2. 三相一次绕组的首尾不能接错，否则会使磁阻和空载电流增大。()( )3 三角形接法优于星形接法是因为它可以有两个电压输出。( )4. 变压器二次侧采用三角形接法时，如果有一相绕组接反，将会使三相绕组感应电势的量和为零。 ( )5. 两台单相变压器接成 V 形时，也能传输三相功率。 ( )6. 通常忽略变压器的损耗，认为一次侧、二次侧能量传递不变，据此来计算一次

19、侧、二次侧额定电流。 ( )三、选择题 (将正确答案的序号填人括号内 )1. 变压器二次绕组采用三角形接法时，如果有一相接反，将会产生的后果是 ( D ) 。A 没有电压输出 B 输出电压升高 C 输出电压不对称 D绕组烧坏2. 变压器二次绕组采用三角形接法时，为了防止发生一相接反的事故，正确的测试方法是( A ) 。A 把二次绕组接成开口三角形，测量开口处有无电压B 把二次绕组接成闭合三角形，测量其中有无电流C 把二次绕组接成闭合三角形，测量一次侧空载电流的大小D 以上三种方法都可以四、简答题1. 什么是变压器绕组的星形接法 ? 它有什么优缺点 ?将三相绕组的尾端连在一起，作为中性点，三个首

20、端接电网的连接方法。星形接法的优点1 ）与三角型接法相比，相电压低，可节省绝缘材料，对高电压特别有利；2) 有中性点可引出，适合于三相四线制，可提供两种电压；3) 中点附近电压低，有利于装分接开关；4 ）相电流大，导线粗，强度大，匝间电容大，能承受较高的电压冲击星形接法的缺点1 ）存在谐波，造成损耗增加， 1800kVA 以上的变压器不能采用此种接法2) 中性点要直接接地，否则当三相负载不平衡时，中点电位会严重偏移，对安全不利3 ）当某相发生故障时，只好整机停用。2. 如何判断二次侧星形接法和三角形接法是否接错 ?二次侧星形接法接错时， 输出三相线电压不对称； 二次侧三角形接法接错时，开口电压

21、不为零。3. 二次侧为星形接法的变压器， 空载测得三个线电压为 Uuv=400 V ，Uwu= 230 V ，Uvw=230 V ，请作图说明是哪相接反了。由图知 :W 相接反了4. 二次侧为三角形接法的变压器，测得三角形的开口电压为二次侧相电压的 2 倍，请作图说明是什么原因造成的。答:如图所示 ,一相 (W) 接反了 .五、计算题一台三相变压器， 额定容量 SN =400 kV A ，一次侧、二次侧额定电压 U1N U 2N=10 kV 0 4 kV ，一次绕组为星形接法，二次绕组为三角形接法。试求： (1) 一次侧、二次侧额定电流； (2) 在额定工作情况下，一次绕组、二次绕组实际流过的

22、电流； (3) 已知一次侧每相绕组的匝数是 150 匝，问二次侧每相绕组的匝数应为多少 ?解： I SN40 10323 A1N3U1 NS3 10 10340 103I 2 NN3U 2N3 0.4103575 A因为是 Yd 接法，故I1 相=I1N=23(A)I 2相I 2N35753332 AN1 N 2KN1U 2N 3 U 1N3 150100.410.4 匝 10 匝课题三 用交流法测定三相变压器绕组极性一、填空题1. 变压器的一次绕组、二次绕组，根据不同的需要可以有 星形 和 三 角 形 两种接法。2. 连接组别为 Y， d3 的三相变压器，其高压边为 星形 接法，低压边为 三

23、角形 接法，高压边线电压超前低压边线电压 90 0 电角度。3. 将连接组别为 Y ，d1 的三相变压器二次绕组的同名端换成另一端，则其连接组别变为 Y,d7 。二、判断题 (在括号内打“”或打“)”1. Y，y8 连接组别的变压器， 其一次绕组和二次绕组对应的相电压相位差为 240 。 ( )2. 将连接组别为 Y ，yo 的三相变压器二次侧出线端标志由 2U1 ， 2V1 ， 2W1 依次改为2W1 ，2U1 ， 2V1 ，则其连接组别变为 Y， y4 。 ( )3. 只要保证绕组的同名端不变，其连接组别就不变。 ( )4. Y， ynO 连接组别不能用于三相壳式变压器，只能用于三相芯式变

24、压器。 ( )三、选择题 (将正确答案的序号填入括号内 )1. Y， y 接法的三相变压器，若二次侧 W 相绕组接反，则二次侧三个线电压之间的关系为( A ) 。 A. U VWC. U VWU VW2. 将连接组别为 Y， y8 的变压器每相二次绕组的首、尾端标志互相调换，重新连接成星形，则其连接组别为 ( B ) 。A Y ，y10 B Y ， y2 C Y ，y6 D Y， y43. 一台 Y， dll 连接组别的变压器，若每相一次绕组和二次绕组的匝数比均为据 3 4，则一次侧、二次侧额定电流之比为 ( C )。A 3 4 B 3 4 C 4 34. 一台 Y，d11 连接组别的变压器，

25、改接为 Y，y12 连接组别后，其输出电压、电流及功率与原来相比， ( C ) 。A 电压不变，电流减小，功率减小B电压降低，电流增大，功率不变C电压升高，电流减小，功率不变D电压降低，电流不变，功率减小5. Y， d 连接组别的变压器，若一次绕组、二次绕组的额定电压为 220 kV 110 kV ，则该变压器一次绕组、二次绕组的匝数比为 ( B )。A 2 ：1 B 2：3 C 2 3： 16. 一台 Y， y12 连接组别的变压器，若改接并标定为 Y， d11 连接组别，则当一次侧仍施加原来的额定电压，而二次侧仍输出原来的额定功率时，其二次侧相电流将是原来额定电流的 ( D ) 倍。A 1

26、 3 B 1：3 C 3 D. 1四、简答题如何判断变压器绕组的连接组别 ?答:根据原副边的连接方式 ,判断出连接组别的前两项 Yy 、Yyn 、YNy 、Yd、Dd 、Dy 等， 再作原边电压矢量图，找出 U1U1V 作为时钟的分针指向 12 点，然后参照原边电压矢量图作副边电压矢量图， 找出 U 2U2V 作为时钟的时针指看它指向几点， 则连接组别的第三项就是几。五、计算题三相变压器一次绕组的每相匝数 N 1=2 080 ，二次绕组的每相匝数 N2=1280 ，如果将一次绕组接在 10 kV 的三相电源上，试求当变压器做 Y ，y0 和 Y， d1 两种接法时二次侧的线电压解：当变压器做

27、Y ，y0 接法时K= N 1 /N 2=U 1N/U 2N U2N=N 2U1N /N1 =1280 10/2080=6.15(KV)当变压器做 Y ，d1 接法时 KN 2 U 2 N U2N =N 2U 1N/(1.732N 1)=3.55(KV)课题四 电力变压器的铭牌参数一、填空题1. 某变压器型号为 S7 500 10，其中 S 表 示 三相 ，数字 500 表示 容量为500KVA ；10 表示 高压侧电压 10 KV 2. 一次侧额定电压是指变压器额定运行时， 一次侧绕组所加的电压 。它取决于 绝缘材料的介电常数 和 允 许 温升 。而二次侧额定电压是指一次侧加上额定电压时，二

28、次侧空载时的 空载电压值 。3. 额定电流的大小主要受 环境温度 和 散 热 条件 的限制，如干式变压器加风扇散热后，电流可提高 50 。4. 所谓温升，是指变压器在额定工作条件下，内部绕组允许的 最高温度 与 环境温度 之差。二、判断题 (在括号内打“”或打“)”1. 变压器的额定电流一旦确定，就不会改变。 ( )2. 变压器的阻抗电压与输出电压的稳定性有关， 而与承受短路电流的能力无关。 ( )3. 绕组的最高允许温度为额定环境温度加变压器额定温升。 ( )第三单元变压器并联运行、维护和检修课题一 三相变压器的并联运行一、填空题1. 为了满足机器设备对电力的要求，许多变电所和用户都采用几台变压器并联供电来提高 运 行 效 率 。2. 变压器并联运行的条件有两个： 一是 没有环流 ；二是 负载分配合理 。否则，不但会增加变压器的能耗，还有可能发生事故。3. 两台变压器并联运行时，要求一次侧、二次侧电压 相等 ，变压比误差不允许超过 0.5 。4. 变压器并联运行时的负载分配 (即电流分配 )与变压器的阻抗电压 成反比 。因此， 为了使负载分配合理 (即容量大，电流也大 )，就要要求它们的 UK 都一样。5. 并联运