变压器习题答案.docx

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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.．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％C．±15％

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220V时，要求二次侧电压为127

V，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220V的交流电源上时，二次绕组输出的电压是191.3V。

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ZS1

和ZS2决定，而二次侧电路的功率因数cosφ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8Ω，如果要求一次侧等效阻抗为288

Ω，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β，则它的铜损耗Pcu与短路损耗PK的关系式为_Pcu=

β2PK，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cosφ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Φm=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380V／36V的变压器，在使用时不慎将高压侧和低压侧互相接错，当低压侧加上380V电源后，会发生的现象是（C）。

A．高压侧有380V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10Ω，在一次侧加220V交流电压时，一次绕组的空载电流（B）。

A．等于22AB．小于22AC．大于22A3．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50Hz、220V／127V的变压器接到100Hz、220V的电源上，铁心中的磁通将（A）。

A．减小B．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）。

A．Io与U同相B．I0滞后U90°。

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。

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cosθ2负载阻抗Zfz

五、计算题

1.．变压器的一次绕组为2000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Φ=0.015Wb。

试计算一次绕组、二次绕组的感应电动势各为多少?

解：

E1=4.44N1fφ=4.44×2000×0.015×50=6660（V）

E2=E1/K=6660/30=222（V）

2.．变压器的额定容量是100kV·A，额定电压是6000V／230V。

满载下负载的等效电阻

R=0．25Ω，等效感抗X。

=O．44Ω。

试求负载的端电压及变压器的电压调整率。

解:

Zfz

I2N=SN/U2N=100×103/230=434.7（A）U2=I2N×Zfz=0.5×434.7=217.35（V）

△U=（U2N－U2）/U2N=（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10kV／0．4kV，额定电流为5A／125A，空载时高压绕组接10kV

电源，消耗功率为405W，电流为0.4A。

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=U1N/U2N=10/0.4=25

COSΦ1=P0/S0=405/（10×103×0.4）=0.1I0/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的方法一样，即K=U1N/U2N；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=400V，Uwu=230V，Uvw=

230V，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=400kV·A，一次侧、二次侧额定电压U1N／U2N=10kV

／0．4kV，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：

①ISN

40103

23A

1N

3U1N

S

310103

40103

I2N

N

3U2N

30.4

103

575A

②因为是Yd接法，故

I1相=I1N=23（A）

I2相

I2N

3

575

3

332A

N1

③N2

K

N1U2N3U1N

3150

10

0.4

10.4

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，低压边为三角形

接法，高压边线电压超前低压边线电压900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.UVW

C.UVW

UVW

2.．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，y10B．Y，y2C．Y，y6D．Y，y4

3.．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．√3／4B．3／4C4／3

4.．一台Y，d11连接组别的变压器，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220kV／110kV，则该变压器一次绕组、二次绕组的匝数比为（B）。

A．2：

1B．2：

√3C．2√3：

1

6.．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．1／3B．1：

√3C．√3D.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U2U2V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N1=2080，二次绕组的每相匝数N2=1280，如果将一次绕组接在10kV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：

①当变压器做Y，y0接法时

∵K=N1/N2=U1N/U2N

∴U2N=N2U1N/N1=1280×10/2080=6.15（KV）

②当变压器做Y，d1接法时

∵K

N2U2N

∴U2N=N2U1N/（1.732N1）=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10KV

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