变压器习题与解答

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变压器习题与解答

第一章 变压器基本工作原理和结构

1-1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I 0, 产生励磁磁动势F 0, 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 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 e 1和e 2, 且有 dt d N e 01

1φ-=, dt

d N

e 0

22φ-=, 显然,由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2,原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈

E 1, U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。

1-2 (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dt d N e 01

1φ-=, dt

d N

e 0

22φ-=, 可知 , 2211N e N e =,所以变压器原、副两边每匝感应电动势

相等。又U 1≈ E 1, U 2≈E 2 , 因此,

2

2

11N U N U ≈, 当U 1 不变时,若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大,所以

1

1

2

2N U N U =将增大。或者根据m fN E U Φ=≈11144.4,若 N 1 减小,则m Φ增大, 又m fN U Φ=2244.4,故U 2增大。

1-3 (试)变压器一次线圈若接在直流电源上,二次线圈会有稳定直流电压吗?为什么?

答:不会。因为接直流电源,稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通,其变化率为零,不会在绕组

中产生感应电动势。

1-4 变压器铁芯的作用是什么,为什么它要用0.35毫米厚、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。为了铁心损耗,采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。

1-5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。

1-6变压器原、副方和额定电压的含义是什么? 答:变压器二次额定电压U 1N 是指规定加到一次侧的电压,二次额定电压U 2N 是指变压器一次侧加额定电压,二次侧空载时的端电压。

1-7 有一台D-50/10单相变压器,V U U kVA S N N N 230/10500/,5021==,试求变压器原、副线圈的

额定电流?

解:一次绕组的额定电流 A U S I N N N

76.4105001050311=?== 二次绕组的额定电流 A U S I N N N 39.217230

1050322=?==

1-8 有一台SSP-125000/220三相电力变压器,YN ,d 接线,kV U U N N 5.10/220/21=,求①变压器额定电压和额定电流;②变压器原、副线圈的额定电流和额定电流。 解:①. 一、二次侧额定电压 kV U kV U N N 5.10,22021== 一次侧额定电流(线电流)A U S I N N N 04.3282203125000311=?=

=

二次侧额定电流(线电流)A U S I N

N N 22.6873230

3125000322=?==

② 由于YN ,d 接线

一次绕组的额定电压 U 1N ф=

kV U N

02.1273

220

3

1==

一次绕组的额定电流A I I N N 04.32811==Φ

二次绕组的额定电压kV U U N N 5.1022==Φ

二次绕组的额定电流I 2N ф= A I N

26.39683

22

.68733

2==

第二章 单相变压器运行原理及特性

2-1 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,φ0与I 0呈非线性关系,而漏磁通 磁路不饱和,φ1σ与I 1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0.φ和一次绕组漏磁通σφ1.,它们均由一次侧磁动势0.

F 激励。

负载时有主磁通0.φ,一次绕组漏磁通σφ1.,二次绕组漏磁通σφ2.。主磁通0.

φ 由一次绕组和二次绕组

的合成磁动势即2.1.0.F F F +=激励,一次绕组漏磁通σφ1.由一次绕组磁动势1.F 激励,二次绕组漏磁通σφ2.

由二次绕组磁动势2.

F 激励 .

2-2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m

R N I 1

00=

φ,和磁化曲线可知,I 0 的大小与主磁通φ0, 绕组匝数N 及磁路磁阻m R 有关。就变压器来说,根据m fN E U Φ=≈11144.4,可知,1

1

44.4fN U m =Φ, 因此,m Φ由电源

电压U 1的大小和频率f 以及绕组匝数N 1来决定。

根据磁阻表达式S

l

R m μ=

可知,m R 与磁路结构尺寸S l ,有关,还与导磁材料的磁导率μ有关。变压器铁芯是铁磁材料,μ随磁路饱和程度的增加而减小,因此m R 随磁路饱和程度的增加而增大。

综上,变压器空载电流的大小与电源电压的大小和频率,绕组匝数,铁心尺寸及磁路的饱和程度有关。

2-3 变压器空载运行时,是否要从电网取得功率?这些功率属于什么性质?起什么作用?为什么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利?

答:要从电网取得功率,供给变压器本身功率损耗,它转化成热能散逸到周围介质中。小负荷用户使用大容量变压器时,在经济技术两方面都不合理。对电网来说,由于变压器容量大,励磁电流较大,而负荷小,电流负载分量小,使电网功率因数降低,输送有功功率能力下降,对用户来说 ,投资增大,空载损耗也较大,变压器效率低。

2-4 为了得到正弦形的感应电动势,当铁芯饱和和不饱和时,空载电流各呈什么波形,为什么?

答:铁心不饱和时,空载电流、电动势和主磁通均成正比,若想得到正弦波电动势,空载电流应为正弦波;铁心饱和时,空载电流与主磁通成非线性关系(见磁化曲线),电动势和主磁通成正比关系,若想得到正弦波电动势,空载电流应为尖顶波。

2-5 一台220/110伏的单相变压器,试分析当高压侧加额定电压220伏时,空载电流I 0呈什么波形?加110伏时载电流I 0呈什么波形,若把110伏加在低压侧,I 0又呈什么波形

答:变压器设计时,工作磁密选择在磁化曲线的膝点(从不饱和状态进入饱和状态的拐点),也就是说,变压器在额定电压下工作时,磁路是较为饱和的。

高压侧加220V ,磁密为设计值,磁路饱和,根据磁化曲线,当磁路饱和时,励磁电流增加的幅度比磁通大,所以空载电流呈尖顶波。

高压侧加110V ,磁密小,低于设计值,磁路不饱和,根据磁化曲线,当磁路不饱和时, 励磁电流与磁通几乎成正比,所以空载电流呈正弦波。

低压侧加110V ,与高压侧加220V 相同, 磁密为设计值, 磁路饱和,空载电流呈尖顶波。

2-6 试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通,对已制成的变压器,它们是否是常数?当电源电压降到额定值的一半时,它们如何变化?我们希望这两个电抗大好还是小好,为什么?这两个电抗谁大谁小,为什么?

答: 励磁电抗对应于主磁通,漏电抗对应于漏磁通,对于制成的变压器,励磁电抗不是常数,它随磁路的饱和程度而变化,漏电抗在频率一定时是常数。

电源电压降至额定值一半时,根据m fN E U Φ=≈11144.4可知,1

1

44.4fN U m =

Φ,于是主磁通减小,磁

路饱和程度降低,磁导率μ增大,磁阻S l

R m μ=减小, 导致电感m

m m R N R i i N N i N i L 2

1001100100=

?===φψ增大,励磁电抗m m L x ω=也增大。但是漏磁通路径是线性磁路, 磁导率是常数,因此漏电抗不变。 由m

x U I 1

0≈

可知,励磁电抗越大越好,从而可降低空载电流。漏电抗则要根据变压器不同的使用场合来考虑。对于送电变压器,为了限制短路电流K

K x U I 1

和短路时的电磁力,保证设备安全,希望漏电抗较大;对于配电变压器,为了降低电压变化率: )sin cos (2*

2*

φφβK K x r u +=?,减小电压波动,保证供电质量,希望漏电抗较小。

励磁电抗对应铁心磁路,其磁导率远远大于漏磁路的磁导率,因此,励磁电抗远大于漏电抗。

2—7 变压器空载运行时,原线圈加额定电压,这时原线圈电阻r 1很小,为什么空载电流I 0不大?如将

它接在同电压(仍为额定值)的直流电源上,会如何?

答: 因为存在感应电动势E 1, 根据电动势方程:

)()(11.0.

01.

01.00.

10.

.

11.

.

1.

.

jx r I Z I r I x I j jx r I r I E E U m m m ++=+++=+--=σ

可知,尽管1r 很小,但由于励磁阻抗m Z 很大,所以0I 不大.如果接直流电源,由于磁通恒定不变,绕组中不感应电动势,即01=E ,01=σE ,因此电压全部降在电阻上,即有11/r U I = ,因为1r 很小,所以电流很大。

2—8 一台380/220伏的单相变压器,如不慎将380伏加在二次线圈上,会产生什么现象? 答: 根据m fN E U Φ=≈11144.4可知,1

1

44.4fN U m =

Φ,由于电压增高,主磁通m Φ将增大,磁密m

B 将增大, 磁路过于饱和,根据磁化曲线的饱和特性,磁导率μ降低,磁阻m R 增大。于是,根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10可知,产生该磁通的励磁电流0I 必显著增大。再由铁耗3.12

f B p m Fe ∝可知,由于磁密

m B 增大,导致铁耗Fe p 增大,铜损耗12

0r I 也显著增大,变压器发热严重, 可能损坏变压器。

2—9一台220/110伏的变压器,变比22

1

==

N N k ,能否一次线圈用2匝,二次线圈用1匝,为什么? 答:不能。由m fN E U Φ=≈11144.4可知,由于匝数太少,主磁通m Φ将剧增,磁密m B 过大,磁路过于饱和,磁导率μ降低,磁阻m R 增大。于是,根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10可知, 产生该磁通的激磁电流0I 必将大增。再由3.12

f B p m Fe ∝可知,磁密m B 过大, 导致铁耗Fe p 大增, 铜损耗12

0r I 也显著增大,变压器发热严重,可能损坏变压器。 2-10 变压器制造时:①迭片松散,片数不足;②接缝增大;③片间绝缘损伤,部对变压器性能有何影响?

答:(1)这种情况相当于铁心截面S 减小,根据m fN E U Φ=≈11144.4可知知,1

1

44.4fN U m =

Φ,因此,

电源电压不变,磁通m Φ将不变,但磁密S

B m

m Φ=

,S 减小,m B 将增大,铁心饱和程度增加,磁导率μ减小。因为磁阻S

l

R m μ=

,所以磁阻增大。根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10,当线圈匝数不变时,励磁电流将增大。又由于铁心损耗3.12

f B p m Fe ∝,所以铁心损耗增加。

(2)这种情况相当于磁路上增加气隙,磁导率μ下降,从而使磁阻S

l

R m μ=

增大。 根据m fN E U Φ=≈11144.4可知,11

44.4fN U m =

Φ,故m φ不变,磁密S

B m m Φ=也不变,铁心饱和程度不变。

又由于3.12

f B p m Fe ∝,故铁损耗不变。根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10可知,磁动势0F 将增大,当线圈匝数不变时,励磁电流将增大。

励磁阻抗减小,原因如下:

电感m m m R N R i i N N i

N i L 21001100100

=

?===φψ, 激磁电抗m m m R N

f L x 2

12πω==,因为 磁阻 m R 增大,所以励磁电抗减小。

已经推得铁损耗Fe p 不变,励磁电流0I 增大,根据m m Fe r r I p (2

0=是励磁电阻,不是磁阻m R )可知,励磁电阻减小。励磁阻抗m m m jx r z +=,它将随着 m m x r 和 的减小而减小。

(3)由于绝缘损坏,使涡流增加,涡流损耗也增加,铁损耗增大。根据m fN E U φ11144.4=≈可

知,1144.4fN U m =

Φ,故m φ不变,磁密S

B m m Φ

=也不变,铁心饱和程度不变。但是,涡流的存在相当于

二次绕组流过电流,它增加使原绕组中与之平衡的电流分量也增加,因此励磁电流增大,铁损耗增大。再由m z I E U 011=≈可知,0I 增加,励磁阻抗m m m jx r z +=必减小。

2-11变压器在制造时,一次侧线圈匝数较原设计时少,试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁电抗、铁损、变比等有何影响?

答:根据m fN E U φ11144.4=≈可知,1

1

44.4fN U m =

Φ,因此,一次绕组匝数减少,主磁通m Φ将 增加,磁

密S

B m

m Φ=

,因S 不变,m B 将随m Φ的增加而增加,铁心饱和程度增加,磁导率μ下降。因为磁阻S

l

R m μ=

,所以磁阻增大。根据磁路欧姆定律 m m R N I Φ=10,当线圈匝数减少时,励磁电流增大。 又由于铁心损耗3.12

f B p m Fe ∝,所以铁心损耗增加。 励磁阻抗减小,原因如下。

电感m m m R N R i i N N i

N i L 21001100100

=

?===φψ, 激磁电抗m m m R N

f L x 2

12πω==,因为磁阻m R 增大,匝数1N 减少,所以励磁电抗减小。

设减少匝数前后匝数分别为1N 、'

1N ,磁通分别为m φ、'

m φ,磁密分别为

m B 、'm B ,电流分别为0I 、'0I ,磁阻分别为m R 、'm R ,铁心损耗分别为Fe p , '

Fe p 。根据以上讨论再设,

)1(11'>=k k m m φφ,同理,)1(11'>=k B k B m m , )1(22'>=k R k R m m ,)1(313'1<=k N k N ,

于是 03

211321'

1

'

''

0I k k k N k R k k N R I m m m m ==

=

φφ。

又由于3.12f B p m Fe ∝, 且m m Fe r r I p (2

0=是励磁电阻,不是磁阻m R ),所以m m m m Fe Fe r I r I B B p p 20'

2

'022

''

==,即 m m r k r k k k 2

3'22212

1=,于是,12

3'2

2=m m r k r k ,因12>k ,13

,显然, 励磁电阻减小。励磁阻抗 m m m jx r z +=,它将随着m m x r 和的减小而减小。

2—12 如将铭牌为60赫的变压器,接到50赫的电网上运行,试分析对主磁通、激磁电流、铁损、漏抗及电压变化率有何影响?

答:根据m fN E U Φ=≈11144.4可知,电源电压不变,f 从60Hz 降低到50Hz 后,频率f 下降到原来的

(1/1.2),主磁通将增大到原来的1.2倍,磁密m B 也将增大到原来的1.2倍, 磁路饱和程度增加, 磁导率μ降低, 磁阻m R 增大。于是,根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10可知, 产生该磁通的激磁电流0I 必将增大。

再由3.12

f B p m Fe ∝讨论铁损耗的变化情况。 60Hz 时,3.12

f B p m Fe ∝ 50Hz 时,3.12

'

)2

.11

(

)2.1(f B p m Fe ∝ 因为,14.12.12

.12.17.03.12

'

===Fe Fe p p ,所以铁损耗增加了。

漏电抗σσσπωfL L x 2==,因为频率下降,所以原边漏电抗 σ1x ,副边漏电抗σ2x 减小。又由电压变化率表达式

[]

2*

2*12*2*12*2*sin )(cos )()sin cos (??β??βσσx x r r x r u K K +++=+=?可知,电压变化率u

?将随σ1x ,σ2x 的减小而减小。

2-13变压器运行时由于电源电压降低,试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁阻抗、铁损和铜损有何影响?

答:根据m fN E U Φ=≈11144.4可知,1

1

44.4fN U m =

Φ,因此,电源电压降低,主磁通m Φ将减小,磁密

S

B m m Φ=

,因S 不变,m B 将随m Φ的减小而减小,铁心饱和程度降低,磁导率μ增大。因为磁阻S l

R m μ=,

所以磁阻减小。根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10,磁动势0F 将减小,当线圈匝数不变时,励磁电流减小。又由于铁心损耗3.12

f B p m Fe ∝,所以铁心损耗减小。 励磁阻抗增大,原因如下。

电感m m m R N R i i N N i

N i L 21001100100

=

?===φψ, 励磁电抗m m m R N

f L x 2

12πω==,因为 磁阻m R 减小,所以m x 增大。设降压前后磁通分别为m φ、'm φ,磁密分别为m B 、'

m B ,

电流分别为0I 、'0I ,磁阻分别为m R 、'm R ,铁心损耗分别为Fe p 、'

Fe p 。根据以上讨

论再设, )1(11'<=k k m m φφ,同理,)1(11'<=k B k B m m ,)1(22'

<=k R k R m m , 于是, 0211

211

'

''

0I k k N R k k N R I m m m m ==

=

φφ。又由于3.12

f B p m Fe ∝,且

m m Fe r r I p (2

0=是励磁电阻,不是磁阻m R ),所以m

m m m Fe Fe r I r I B B p p 20'2

'02

2''

==, 即 m m r r k k k '

222121=,于是,1'

2

2

=m

m r r k 因12

r r >'

,显然,励磁电阻将增大。励磁阻抗 m m m jx r z +=,它将随着m m x r 和的增大而增大。简单说:由于磁路的饱和特性,磁密降低的程度比励磁电流小,而铁耗

3.12

f B p m Fe ∝=m r I 20,由于铁耗降低得少,而电流降低得大,所以励磁电阻增大。

2-14两台单相变压器,V U U N N 110/220/21=,原方匝数相同,空载电流II I I I 00≠,今将两台变压器原线圈顺向串联接于440V 电源上,问两台变压器二次侧的空载电压是否相等,为什么?

答:由于空载电流不同,所以两台变压器的励磁阻抗也不同(忽略11,x r ),两变压器原线圈顺向串联,相当于两个励磁阻抗串联后接在440V 电源上。由于两个阻抗大小不同,各自分配的电压大小不同,也就是原边感应电势不同,由于变比相同,使副边电势不同,既是二次的空载电压不同。

2-15变压器负载时,一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降,它们产生的原因是什么?写出它们的表达式,并写出电动势平衡方程?

答:一次绕组有主电动势.1E ,漏感电动势σ.1E ,一次绕组电阻压降11.r I ,主电动势.1E 由主磁通.

0φ交变产生,漏感电动势σ.

1E 由一次绕组漏磁通σφ1.

交变产生。一次绕组电动势平衡方程为

.

111.1.

1.)(jx r I E U ++-=;二次绕组有主电动势.2E ,漏感电动势.

2.

σE ,二次绕组电阻压降22.

r I ,主电动

势.2E 由主磁通.0φ 交变产生,漏感电动势.

2.

σE 由二次绕组漏磁通σφ2.

交变产生,二次绕组电动势平衡方程为.

222.

2.

2.

)(jx r I E U +-=。

2-16变压器铁心中的磁动势,在空载和负载时比较,有哪些不同?

答:空载时的励磁磁动势只有一次侧磁动势10.

0.

N I F =,负载时的励磁磁动势是一次侧和二次侧的合成磁动势,即2.

1.

0.

F F F +=,也就是22.

11.

10.

N I N I N I +=。

2-17试绘出变压器“T ”形、近似和简化等效电路,说明各参数的意义,并说明各等效电路的使用场合。 答:“T ”形等效电路

r 1 x 1 'L Z

r 1 ,x 1——一次侧绕组电阻,漏抗

r 2’, x 2’ ——二次侧绕组电阻,漏抗折算到一次侧的值 r m , x m ——励磁电阻,励磁电抗

近似等效电路:

r k = r 1 +r 2’

-----短路电阻

x k= x 1 +x 2’ ----------短路电抗

r m , x m -----励磁电阻,励磁电抗 简化等效电路

r k , x k --短路电阻,短路电抗

2-18 当一次电源电压不变,用变压器简化相量图说明在感性和容性负载时,对二次电压的影响?容性负载时,二次端电压与空载时相比,是否一定增加?

答: 两种简化相量图为:图(a )为带阻感性负载时相量图,(b)为带阻容性负载时相量图。从相量图可见,变压器带阻感性负载时,二次端电压下降(1'2U U <),带阻容性负载时,端电压上升(1'

2U U >)。

(a ) (b) 从相量图(b )可见容性负载时,二次端电压与空载时相比不一定是增加的。

.U .

'L Z r K x K

.U 'L ?

1I

?-'2U

K

r I ?1 K x I j ?1 ?

1U

?-'2U K r I ?1

K x I j 1?

?

1U

?

1I

2-19变压器二次侧接电阻、电感和电容负载时,从一次侧输入的无功功率有何不同,为什么?

答:接电阻负载时,变压器从电网吸收的无功功率为感性的,满足本身无功功率的需求;接电感负载时,变压器从电网吸收的无功功率为感性的,满足本身无功功率和负载的需求,接电容负载时,分三种情况:1)当变压器本身所需的感性无功功率与容性负载所需的容性无功率相同时,变压器不从电网吸收无功功率,2)若前者大于后者,变压器从电网吸收的无功功率为感性的;3)若前者小于后者,变压器从电网吸收的无功功率为容性的。

2—20 空载试验时希望在哪侧进行?将电源加在低压侧或高压侧所测得的空载功率、空载电流、空载电流百分数及激磁阻抗是否相等?如试验时,电源电压达不到额定电压,问能否将空载功率和空载电流换算到对应额定电压时的值,为什么?

答: 低压侧额定电压小,为了试验安全和选择仪表方便,空载试验一般在低压侧进行。

以下讨论规定高压侧各物理量下标为1,低压侧各物理量下标为2。空载试验无论在哪侧做,电压均加到额定值。根据m fN E U Φ=≈44.4可知,11144.4fN U N m =

Φ; 2

2244.4fN U N

m =Φ,故

12

222122121=?==ΦΦKN N

U KU N U N U N N N N m m ,即21m m Φ=Φ。因此无论在哪侧做,主磁通不变,铁心饱和程度不变,磁导率μ不变,磁阻 S

l

R m μ=

不变。 根据磁路欧姆定律m m R IN F Φ==可知,在m R 、m Φ不变时, 无论在哪侧做,励磁磁动势都一样,即0201F F =,因此202101N I N I =, 则

K

N N I I 1120201==,显然分别在高低压侧做变压器空载试验,空载电流不等,低压侧空载电流是高压侧空载电流的K 倍。 空载电流百分值(%)100(%)10101?=

N I I I , (%)100(%)20202?=N

I I

I , 由于N N KI I KI I 120102,==, 所以(%)01I =(%)02I ,空载电流百分值相等。

空载功率大约等于铁心损耗,又根据3

.12f B p m Fe ∝,因为无论在哪侧做主磁通都相同,磁密不变,

所以铁损耗基本不变,空载功率基本相等。 励磁阻抗02

220111,I U

z I U z N m N m ==

,由于N N KU U KI I 210102,==,所以 221m m z K z =,高压侧励磁阻抗1m z 是低压侧励磁阻抗2m z 的2

K 倍。

不能换算。因为磁路为铁磁材料,具有饱和特性。磁阻随饱和程度不同而变化, 阻抗不是常数,

所以不能换算。由于变压器工作电压基本为额定电压,所以测量 空载参数时,电压应加到额定值进行试验,从而保证所得数据与实际一致。

2-21短路试验时希望在哪侧进行?将电源加在低压侧或高压侧所测得的短路功率、短路电流、短路电压百分数及短路阻抗是否相等?如试验时,电流达不到额定值对短路试验就测的、应求的哪些量有影响,哪些

5.4变压器习题及详解答案

课时练 5.4变压器 说明:5、8为多项选择题,其他的均为单项选择题。 1.一台理想变压器,原、副线圈匝数分别为n1和n2,正常工作时的输入电压、电流、电功率分别是U1、I1、P1,输出电压、电流、电功率分别是U2、I2、P2,已知n1<n2,则()A.U1<U2,P1=P2B.P1=P2,I1<I2 C.I1<I2,U1>U2D.P1>P2,I1>I2 2.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1,原线圈两端连接光滑导轨,副线圈与电阻R相连组成闭合回路。当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时,电流表A1的读数为12 mA,那么电流表A2的读数为() A.0 B.3 mA C.48 mA D.与R大小有关 3.将输入电压为220 V,输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器,副线圈原来是30匝,原线圈匝数不变,则副线圈新增匝数为() A.120匝B.150匝C.180匝D.220匝 4.如图甲、乙所示电路中,当A、B接10 V交变电压时,C、D 间电压为4 V,M、N接10 V直流电压时,P、Q间电压也为4 V。 现把C、D接4 V交流,P、Q接4 V直流,下面哪个选项可表示 A、B间和M、N间的电压() A.10 V10 V B.10 V 4 V C.4 V10 V D.10 V0 5.如图(a)所示,左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55 Ω,○A、○V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压,电压表的示数为110 V,下列表述正确的是() A.电流表的示数为2 A B.原、副线圈匝数比为1∶2 C.电压表的示数为电压的有效值 D.原线圈中交变电压的频率为100 Hz 6.如图所示,为一理想变压器,S为单刀双掷开关,P为滑动变阻器触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流强度,则以下说法错误的是()A.保持U1及P的位置不变,S由a合到b时,I1将增大 B.保持P的位置及U1不变,S由b合到a时,R消耗的功率将减小 C.保持U1不变,S合在a处,使P上滑,I1将增大 D.保持P的位置不变,S合在a处,若U1增大,I1将增大 7.如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200 的 两个线圈,上线圈两端与u=51sin314t V 的交流电源相连,将下线 圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是() A.2.0 V B.9.0 V C.12.7 V D.144.0 V 8.某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈 L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时,电流 经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电 路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有() A.家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零 B.家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变 C.家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起 D.地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起 9.如图所示,一台有两个副线圈的变压器,原线圈匝数n1=1 100匝。接入电压U1=220 V的电路中。 (1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2=6 V、U3=110 V,它们的匝数n2、n3分别为多少?(2)若在两副线圈上分别接上“ 6 V,20 W”、“110 ——60 W”的两个用电器,原线圈的输入电流为多少?

变压器知识习题及答案

变压器知识习题及答案 一、填空题 ? 1、油浸式电力变压器一般是由铁芯、绕组、()绝缘套管和冷却系统五大部分组成。 2、变压器油起着散热和()的作用。 3、将连接组别为y , dl 的三相变压器改接为Y, Yno。如果一次侧的额定电电压不变,则二次侧的额定电压为原来的√3倍,其容量不变。 4、变压器空载运行时,由于()很小,铜损近似为零。 5、变压器空载运行时的主磁通与额定运行时主磁通相同,所以变压压器的空载损耗似等于()损耗。 6、变压器运行中温度最高的部位是(),温度最低的是变压器油。 7、当变压器负载系数为()时,其效率最高。 8、变压器绕组损耗分为基本损耗和附加损耗,其中基本损耗耗是()。 9、一台油浸自冷式变压器,当周围围空气温度为 32℃时,其上层油温为I 60°'C ,则上层油的温升为()。 10.变压器空载电流的无功分量很大,而()分量很小,因此变压器空载运行行时的功率因素很低。 11.变压器空载试验的目的是测量()损耗和空载电流。 12、变压器并列运行的目的是:()和提高供电可靠性。 13、变压器的相电压变比等于原边、副边绕组的()之比。 14、变压器过负荷时的声音是()。 15、变压器呼吸器中的硅胶受潮后,其颜色变为()。 16、电力变压器的交流耐压试验,是考核变压器的()绝缘。 17、测定电力变压器的变压比,一般采用的试验仪器是()。 18、常用的电压互感器在运行时相当于一个空载运行的降压变压器,它的二次电压基本上等于二次()。 19、电压互感器按其工作原理可分为()原理和电容分压原理。 20、电流互感器二次侧的额定电流一般为()安培,电压互感器二次侧的电压一般为()伏,这样,可使测量仪表标准化。 二、选择题 ? ? ? ? 1、并列运行变压器的变压比不宜超过()。 A、 2:1 B:3:1 C:4:1 D:5:1 2、变压器轻瓦斯保护正确的说法是()。 A.作用于跳闸 B、作用于信号 C.作用于信号及跳闸 D.都不对 3、带有瓦斯继电器的变压器,安装时其顶盖沿瓦斯继电器方向的的升高场坡度为()。 A. 1%~5% B、1%% C. 1%一25% D. 1%-30% 4、配电变压器低压侧中性点应进行工作接地,对于容量为l00kVA及以上其接地电阻应不大于()。 A. 0. 4Ω B. 10Ω C一8 ΩΩ 5、已知变压器额定容量为s,额定功率库因数0. 8,则其额定有功负载应是()。 B. 1·25S D. 0. 64S

史上最全的变压器及互感器知识汇总

史上最全的变压器及互感器知识汇总 云回路| 2016-03-01 17:58 上万电气人已关注云回路公众号↑↑↑ 变压器型号含义 干式变压器: 例如,(SCB10-1000KVA/10KV/0.4KV): S的意思表示此变压器为三相变压器,如果S换成D则表示此变压器为单相。 C的意思表示此变压器的绕组为树脂浇注成形固体。 B的意思是箔式绕组,如果是R则表示为缠绕式绕组,如果是L则表示为铝绕组,如果是Z则表示为有载调压(铜不标)。 10的意示是设计序号,也叫技术序号。 1000KVA则表示此台变压器的额定容量(1000千伏安)。 10KV的意思是一次额定电压,0.4KV意思是二次额定电压。 电力变压器产品型号其它的字母排列顺序及涵义。 (1)绕组藕合方式,涵义分:独立(不标);自藕(O表示)。 (2)相数,涵义分:单相(D);三相(S)。 (3)绕组外绝缘介质,涵义分;变压器油(不标);空气(G):气体(Q);成型固体浇注式(C):包绕式(CR):难燃液体(R)。 (4)冷却装置种类,涵义分;自然循环冷却装置(不标):风冷却器(F):水冷却器(S)。(5)油循环方式,涵义:自然循环(不标);强迫油循环(P)。 (6)绕组数,涵义分;双绕组(不标);三绕组(S);双分裂绕组(F)。 (7)调压方式,涵义分;无励磁调压(不标):有载调压抑(Z)。 (8)线圈导线材质,涵义分:铜(不标);铜箔(B);铝(L)铝箔(LB)。(9)铁心材质,涵义;电工钢片(不标);非晶合金(H)。 (10)特殊用途或特殊结构,涵义分;密封式(M);串联用(C);起动用(Q);防雷保护用(B);调容用(T);高阻抗(K)地面站牵引用(QY);低噪音用(Z);电缆引出(L);隔离用(G);电容补偿用(RB);油田动力照明用(Y);厂用变压器(CY);全绝缘(J);同步电机励磁用(LC)。 一、电力变压器型号说明如下: 变压器的型号通常由表示相数、冷却方式、调压方式、绕组线芯等材料的符号,以及变压器容量、额定电压、绕组连接方式组成。请问下列电力变压器型号代号含义是什么? 变压器型号 一、电力变压器型号说明如下: 变压器的型号通常由表示相数、冷却方式、调压方式、绕组线芯等材料的符号,以及变压器容量、额定电压、绕组连接方式组成。请问下列电力变压器型号代号含义是什么? D S J L Z SC SG JMB YD BK(C) DDG D-单相S-三相J-油浸自冷L-绕组为铝线Z-又载调压SC-三相环氧树脂浇注 SG-三相干式自冷JMB-局部照明变压器YD-试验用单相变压器BF(C) -控制变压器(C为C型铁芯结构)DDG-单相干式低压大电流变压器 表1:变压器的型号和符号含义 型号中符号排列顺序含义代表符号 内容类别

电力系统分析课后作业题及练习题

第一章 电力系统的基本概念 1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统 1-2 电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的 1-3 我国电网的电压等级有哪些 1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。 1-5 请回答如图1-5所示电力系统中的二个问题: ⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。 ⑵ 当变压器1T 在+%抽头处工作,2T 在主抽头处工作,3T 在%抽头处工作时,求这些变压器的实际变比。 1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。 1-7 电力系统结线如图1-7所示,电网各级电压示于图中。试求: 习题1-5图 习题1-6图 习题1-4图

⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。 ⑵设变压器1T 工作于+%抽头, 2T 工作于主抽头,3T 工作于-5%抽头,求这些变压器的实际变比。 1-8 比较两种接地方式的优缺点,分析其适用范围。 1-9 什么叫三相系统中性点位移它在什么情况下发生中性点不接地系统发生单相接地时,非故障相电压为什么增加3倍 1-10 若在变压器中性点经消弧线圈接地,消弧线圈的作用是什么 第二章 电力系统各元件的参数及等值网络 2-1 一条110kV 、80km 的单回输电线路,导线型号为LGJ —150,水平排列,其线间距离为4m ,求此输电线路在40℃时的参数,并画出等值电路。 2-2 三相双绕组变压器的型号为SSPL —63000/220,额定容量为63000kVA ,额定电压为242/,短路损耗404=k P kW ,短路电压45.14%=k U ,空载损耗93=o P kW ,空载电流 41.2%=o I 。求该变压器归算到高压侧的参数,并作出等值电路。 2-3 已知电力网如图2-3所示: 各元件参数如下: 变压器:1T :S =400MVA ,12%=k U , 242/ kV 2T :S =400MVA ,12%=k U , 220/121 kV 线路:2001=l km, /4.01Ω=x km (每回路) 习题1-7图 115kV T 1 T 2 l 1 l 2 习题2-3图

2020年国家电网电力公司考试变压器知识试题库及答案

2020年国家电网电力公司考试变压器知识试题库及 答案 一、填空 1)变压器借助(电磁感应关系),将一种等级的交流电压和电流,变为(同频率)的另 一种等级的电压和电流。 2)变压器结构的基本部分是(铁芯)和(绕组)。铁芯是构成(磁路)的主要部分,绕 组构成(电路)。 3)变压器在运行及试验时,为了防止由于静电感应在铁芯或其他金属构件上产生(悬 浮电位)而造成对地放电,铁芯及其构件都应(接地)。 4)绕组是变压器的电路部分,电力变压器绕组绕组采用(同芯)方式布置在芯柱上, (低压)绕组在里,(高压)绕组在外,这样有利于绕组对铁芯的绝缘。 5)变压器里的油,既起(冷却)作用,也起(绝缘)作用。 6)变压器二次开路时,一次绕组流过的电流称为(空载电流)。 7)变压器空载电流的大小约为额定电流的(2~10%),其性质基本是感性无功的。 8)变压器发生突然短路时,短路电流可达到额定电流的(30)倍左右,突然短路时变 压器承受的电动力是额定运行时的(900)倍左右。 9)变压器空载接通电源瞬间,可能出现很大的冲击电流,该电流称为(激磁涌流),它 可能达到额定电流的(5~8)倍。 10)互感器是将电路中(大电流)变为(小电流)、将(高电压)变为(低电压)的电气 设备,作为测量仪表和继电器的交流电源。互感器包括(电压互感器)和(电流互感器)。 11)为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全,互感器二次侧绕组必须(接地)。 12)为了防止电流互感器二次侧绕组开路,规定在二次侧回路中不准装(熔断器)。 13)电压互感器在三相系统中测量的电压有(线电压)、(相电压)、(相对地电压)和单 相接地时出现的(零序电压)。 14)电压互感器按绝缘冷却方式分为(干式)和(油浸式)两种。按相数分(单相)和 (三相)两种。按绕组可分为(双绕组)和(三绕组)。 15)电压互感器二次额定电压一般为(100)V,电流互感器二次额定电流一般为(5)A。 16)电流互感器的结构特点是:一次绕组的匝数(很少),而二次绕组的匝数(很多)。

变压器基础知识

变压器基础知识有哪些 变压器基础知识有哪些 第一章:通用部分 1.1 什么是变压器? 答:变压器是借助电磁感应,以相同的频率,在两个或更多的绕组之间,变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。 1.2 什么是局部放电? 答:局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高压电的作用下,发生在电极之间但未贯通的放电。 1.3 局放试验的目的是什么? 答:发现设备结构和制造工艺的缺陷,例如:绝缘内部局放电场过高,金属部件有尖角;绝缘混入杂质或局部带有缺陷,防止局部放电对绝缘造成损坏。 1.4 什么是铁损? 答:变压器的铁损又叫空载损耗,它属于励磁损耗而与负载无关,它不随负载大小而变化,只要加上励磁电压后就存在,它的大小仅随电压波动而略有变化。包括铁心材料的磁滞损耗、涡流损耗以及附加损耗三部分。 1.5 什么是铜损? 答:负载损耗又称铜损,它是指在变压器一对绕组中,一个绕组流经

额定电流,另一个绕组短路,其他绕组开路时,在额定频率及参考温度下,所汲取的功率。 1.6 什么是高压首端? 答:与高压中部出头连接的2至3个饼,及附近的纸板、相间隔板等叫做高压首端(强调电气连接)。 1.7 什么是高压首头? 答:普通220kV变压器高压线圈中部出头一直到高压佛手叫做高压首头(强调空间位置)。 1.8 什么是主绝缘?它包括哪些内容? 答:主绝缘是指绕组(或引线)对地(如对铁轭及芯柱)、对其他绕组(或引线)之间的绝缘。 它包括:同柱各线圈间绝缘、距铁心柱和铁轭的绝缘、各相之间的绝缘、线圈与油箱的绝缘、引线距接地部分的绝缘、引线与其他线圈的绝缘、分接开关距地或其他线圈的绝缘、异相触头间的绝缘。 1.9 什么是纵绝缘?它包括哪些内容? 答:纵绝缘是指同一绕组上各点(线匝、线饼、层间)之间或其相应引线之间以及分接开关各部分之间的绝缘。 它包括:桶式线圈的层间绝缘、饼式线圈的段间绝缘、导线线匝的匝间绝缘、同线圈引线间的绝缘、分接开关同触头间的绝缘。 1.10 高压试验有哪些?分别考核重点是什么? 答:高压试验包含空载试验、负载试验、外施耐压试验、感应耐压试验、局部放电试验、雷电冲击试验。

人教版高中物理选修2-1变压器·典型例题解析

高中物理学习材料 (灿若寒星**整理制作) 变压器·典型例题解析 【例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端.摇动频率不断增加,则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变[ ] A.I R不变、I C增大、I L减小 B.I R增大、I C增大、I L减小 C.I R增大、I C增大、I L不变 D.I R不变、I C增大、I L不变 解答:应选C. 点拨:手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的,输出电压与频率成正比.纯电阻电路中,电阻R与频率无关,I R=U/R,所以I R与频率成正比;纯电容电路中,容抗X C=1/2πfC,I C=U/X C=2πfCU,与频率的二次方成正比;纯电感电路中,X L=2πfL,I L=U/X L=U/2πfL,与频率无关. 【例2】图18-17为理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上.已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1,那么灯泡正常工作时,图中的电压表读数为________V,电流表读数为________A. 解答:由公式U1/U2=n1/n2,得U1=U2n1/n2=216(V); 因理想变压器的初、次级功率相等, 所以I1=P1/U1=P2/U2=0.46(A)

即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A. 点拨:分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系. 【例3】如图18-18所示,甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法,它们各在什么条件下采用?应怎样选择电容器? 点拨:关键是注意容抗与交流电的频率成反比.甲应是电容较大的电容器,乙应是电容较小的电容器. 参考答案 甲是电容较大的电容器通交流,阻直流、乙是电容较小的电容器通直流,去掉交流. 【例4】如图18-19所示,理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡,且都正常发光,求当开关断开和闭合时,通过初级线圈的电流之比. 点拨:关键是初、次级功率始终相等. 参考答案:1∶3. 跟踪反馈 1.如图18-20所示,一平行板电容器与一个灯泡串联,接到交流电源上,灯泡正常发光,下列哪种情况可使灯泡变暗[ ] A.在电容器两极间插入电介质 B.将电容器两板间的距离增大 C.错开电容器两极的正对面积 D.在电容器两极间插入金属板(不碰及极板) 2.关于电子电路中的扼流圈,下列说法正确的是[ ] A.扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的 B.高频扼流圈的作用是允许低频交流通过,而阻碍高频交流通过 C.低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过,还要阻碍低频交流通过 D.高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大 3.变压器原线圈1400匝,副线圈700匝,并接有电阻R,当变压器工作时原副线圈中 [ ] A.电流频率之比为2∶1

变压器习题集

《变压器》习题集 知识要点 (一)理想变压器 (1)无铁损 (2)无铜损 (3)无漏磁 (二)理想变压器的工作规律 理想变压器原、副线圈中有完全相同的磁通量(不计铁损),线圈及铁芯上又不计热损耗(不计铜损),所以应遵循以下规律: 1.电压比:单个副线圈U1/U2=n1/n2;对多个副线圈U1:U2:U3=n1:n2:n3 2.电功率关系:P1=P2(只适用于单个副线圈的情况,对于多个副线圈的P1=P2+P3+P4+ …… 3.电流关系:(单个线圈)I1/I2=n2/n1 (多个副线圈)I1U1=I2U2+I3U3+…… 例1.一理想变压器原线圈接交流,副线圈接电阻,下列哪些方法可使输入功率增加为原来的2倍: A、次级线圈的匝数增加为原来的2倍 B、初级线圈的匝数增加为原来的2倍 C、负载电阻变为原来的2倍 D、副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2倍 例2.一理想变压器原线圈接到110V电源上,副线圈匝数165匝,输出电压为,电流为20mA,则原线圈的匝数等于______,原线圈中的电流等于_____mA. 例3.有一匝数比为10:1的变压器,当原线圈两端所加电压为图甲所示的规律变化时,试画出副线圈输出电压随时间变化图线。 例4.如图所示的理想变压器,已知线圈1,2的匝数之比N1:N2=2:1,在不接负载的情况 下: A.当线圈1输入电压U=220伏直流电时,线圈ab间输出电压为______伏 B.当线 圈1输入电压U=110伏交流电时,线圈ab间输出电压为________伏。 例5.某理想变压器,当其输入端接在电动势为ε,内阻为r的交流电源上,输出端接上 电阻为R的负载时,R上可获得最大功率.求: (1)这时输入电流多大?负载上的最大功率为多少? (2)负载获得最大功率时,变压器的原副线圈电压各为多少? (3)变压器的变化比为多少? 练习题: 1.下列有关理想变压器的说法正确的是:A、原、副线圈中交变电流的频率一定相等 B、穿过原、副线圈的磁通量的变化率一定相等 C、副线圈的输出功率和原线圈的输入功率一定相等 D.原线圈的导线比副线圈导线细 E.变压器是一种能够改变交流电压的设备 F.凡是能改变交流电压的设备,都是变压器 G.原线圈中输入功率随着副线圈中的负载阻值增大而增大 H.负载空载时,原线圈中的电流为零 I.当副线圈空载时,原线圈上的电压为零 J.原线圈中的输入电流随着副线圈中的输出电流的增大而增大 [A;B;C;E;H;J] 2.有一理想变压器,原付线圈的匝数分别为100和10,将原线圈接在220V 交流电源上,则付线圈中磁通量变化率最大值为__________. [ 2 ]

变压器精选练习题16道

1、如图,当滑动变阻器滑动触头p逐渐向上移动时,接在理想变压器两端的四个理想电表示数() A.V1不变、V2不变、A1变大、A2变大 B.V1不变、V2不变、A1变小、A2变小 C.V1变大、V2变大、A1变小、A2变小 D.V1变小、V2变小、A1变大、A2变大 2、如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为,则() A.电压表的示数为 B.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电流表A2的示数变小 C.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电流表A1的示数变大 D.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,理想变压器的输入功率变小 3、某变压器原、副线圈匝数比为55∶9,原线圈所接电源电压按图所示规 律变化,副线圈接有负载。下列判断正确的是( ) A.输出电压的最大值为36V B.原、副线圈中电流之比为55∶9 C.变压器输入、输出功率之比为55∶9 D.交流电源有效值为220V,频率为50Hz 4、如图所示,理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L1和L2。导线的等效电阻为R。现将原来断开的开关S闭合,若变压器原线圈两端的电压保持不变,则下列说法中正确的是() A.副线圈两端的电压不变 B.通过灯泡L1的电流增大 C.原线圈中的电流减小 D.变压器的输入功率减小 5、生活中处处用电,而我们需要的电都是通过变压器进行转换的,为了测一个已知额定电压为100V的灯泡的额定功率,如图,理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A和灯泡L,滑动变阻器的电阻值范围时0-100Ω不考虑温度对灯泡电阻的影响,原、副线圈的匝数比为2:1,交流电源的电压为U0=440V,适当调节滑动变阻器的触片位置,当灯泡在额定电压下正常工作时,测得电流表A的示数为1.2A,则() A.灯泡的额定功率为40W B.灯泡的额定电流为2.4A C.滑动变阻器上部分接入的电阻值为50Ω D.滑动变阻器消耗的电功率为240W 6、如图7,有一理想变压器,原副线圈的匝数比为n,原线圈接正弦交流电,输出端接有一个交流电压表和一个电动机。电动机线圈电阻为R,当输入端接通电源后,电流表读数为I,电压表读数为U,电动机带动一重物匀速上升。下列判断正确的是() A、电动机两端电压为 B、电动机消耗的功率为U2/R C、电动机的输出功率为nUI-(nI)2R D、变压器的输入功率为UI/n 7、理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1,若原线圈上加u=400sin100πt (v)的交变电压,则在副线圈两端 () A、用交变电压表测得电压为100 v B、用交变电压表测得电压为100 v C、交变电流的周期为0.02s D、频率为100π hz 8、如图8所示,T为理想变压器,副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略, 其余输电线电阻可不计,则当电键S闭合时 ( ) A.交流电压表V1和V2的示数一定都变小 B.交流电压表只有V2的示数变小 C.交流电流表A1、A2和A3的示数一定都变大 D.只有A1的示数变大

变压器的基础知识

变压器的基础知识 一、变压器: 就是一种静止的电机,它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说,变压器就就是实现电能在不同等级之间进行转换。 二、结构: 铁心与绕组:变压器中最主要的部件,她们构成了变压器的器身。 铁心:构成了变压器的磁路,同时又就是套装绕组的骨架。铁心由铁心柱与铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组,铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。 铁心材料:为了提高磁路的导磁性能,减少铁心中的磁滞、涡流损耗,铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠成。硅钢片有热轧与冷轧两种,其厚度为0、35~0、5mm,两面涂以厚0、02~0、23mm的漆膜,使片与片之间绝缘。 绕组:绕组就是变压器的电路部分,它由铜或铝绝缘导线绕制而成。 一次绕组(原绕组):输入电能 二次绕组(副绕组):输出电能 她们通常套装在同一个心柱上,一次与二次绕组具有不同的匝数,通过电磁感应作用,一次绕组的电能就可传递到二次绕组,且使一、二次绕组具有不同的电压与电流。 其中,两个绕组中,电压较高的我们称为高压绕组,相应的电压较低的称为低压绕组。从高、低压绕组的相对位置来瞧,变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。由于同心式绕组结构简单,制造方便,所以,国产的均采用这种结构,交迭式主要用于特种变压器中。 其她部件:除器身外,典型的油锓电力变压器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置等部件。 三、额定值 额定值就是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。额定值通常标注在变压器的铭牌上。变压器的额定值主要有: 1、额定容量S N

额定容量就是指额定运行时的视在功率。以 V A 、kV A 或MV A 表示。由于变压器的效率很高,通常一、二次侧的额定容量设计成相等。 2、额定电压U 1N 与U 2N 正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压U 1N 。二次侧的额定电压U 2N 就是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。额定电压以V 或kV 表示。对三相变压器,额定电压就是指线电压。 3、额定电流I 1N 与I 2N 根据额定容量与额定电压计算出的线电流,称为额定电流,以A 表示。 对单相变压器 N N N U S I 11=; N N N U S I 22= 对三相变压器 N N N U S I 113=;N N N U S I 223= 4、额定频率 f N 除额定值外,变压器的相数、绕组连接方式及联结组别、短路电压、运行方式与冷却方式等均标注在铭牌上。额定状态就是电机的理想工作状态,具有优良的性能,可长期工作。 四、变压器的空载运行

经典变压器习题资料

经典变压器习题 1、如图所示,当滑动变阻器滑动触头p逐渐向上移动时,接在理想变压器两端的四个理想电表示 数 () A.V1不变、V2不变、A1变大、A2变大 B.V1不变、V2不变、A1变小、A2变小 C.V1变大、V2变大、A1变小、A2变小 D.V1变小、V2变小、A1变大、A2变大 2、如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,电压表和电流表均为 理想交流电表,从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为, 则()A.电压表的示数为 B.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电流表A2的示数变小 C.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电流表A1的示数变大 D.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,理想变压器的输入功率变小 3、图中为一理想变压器,原副线圈的总匝数比为1:2,其原线圈与一电压有效值恒为220V的交流电源相连,P 为滑动头.现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始,沿副线圈缓慢匀速上滑,直至“220V60W”的白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止.U1表示副线圈两端的总电压,U2表示灯泡两端的电压,用I1表示流过副线圈的电流,I2表示流过灯泡的电流,(这里的电流、电压均指有效值).下列4个图中,能够正确反映相应物理量的变化趋势的是

4、为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示。当开关S闭合后() A.A1示数不变,A1与A2示数的比值不变 B.A1示数变大,A1与A2示数的比值变大 C.V2示数变小,V1与V2示数的比值变大 D.V2示数不变,V1与V2示数的比值不变 5、某变压器原、副线圈匝数比为55∶9,原线圈所接电源电压按图所示规律变化,副线圈接有负载。下列判断正确的是( ) A.输出电压的最大值为36V B.原、副线圈中电流之比为55∶9 C.变压器输入、输出功率之比为55∶9 D.交流电源有效值为220V,频率为50Hz 6、如图所示,有一台交流发电机,通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电,输电线的总电阻为的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和;的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和. 设的输入电压一定, 当用户消耗的电() A.减小,变大 B.不变,变小 C.变小,变小 D.变大,变大 7、在如图的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变,随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有() A.升压变压器的输出电压增大 B.降压变压器的输出电压增大 C.输电线上损耗的功率增大 D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

【高中物理】变压器·典型例题解析

变压器·典型例题解析 【*例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发 电机的输出端.摇动频率不断增加,则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变 [ ] A.I R不变、I C增大、I L减小 B.I R增大、I C增大、I L减小 C.I R增大、I C增大、I L不变 D.I R不变、I C增大、I L不变 解答:应选C. 点拨:手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的,输出电压与频率 成正比.纯电阻电路中,电阻R与频率无关,I R=U/R,所以I R与频率成正比;纯电容电路中,容抗X C=1/2πfC,I C=U/X C=2πfCU,与频率的二次方成正比;纯电感电路中,X L=2πfL,I L=U/X L=U/2πfL,与频率无关. 【例2】图18-17为理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上.已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1,那么灯泡正常工作时,图中的电压表读数为________V,电流表读数为________A. 解答:由公式U1/U2=n1/n2,得U1=U2n1/n2=216(V); 因理想变压器的初、次级功率相等, 所以I1=P1/U1=P2/U2=0.46(A) 即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A. 点拨:分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系. 【例3】如图18-18所示,甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法,它们各在什么条件下采用?应怎样选择电容器?

点拨:关键是注意容抗与交流电的频率成反比.甲应是电容较大的电容器,乙应是电容较小的电容器. 参考答案 甲是电容较大的电容器通交流,阻直流、乙是电容较小的电容器通直流,去掉交流. 【例4】如图18-19所示,理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡,且都正常发光,求当开关断开和闭合时,通过初级线圈的电流之比. 点拨:关键是初、次级功率始终相等. 参考答案:1∶3. 跟踪反馈 1.如图18-20所示,一平行板电容器与一个灯泡串联,接到交流电源上,灯泡正常发光,下列哪种情况可使灯泡变暗 [ ] A.在电容器两极间插入电介质 B.将电容器两板间的距离增大 C.错开电容器两极的正对面积 D.在电容器两极间插入金属板(不碰及极板) 2.关于电子电路中的扼流圈,下列说法正确的是 [ ]

变压器题库(下)

主变压器新装或大修后投入运行为什么有时气体继电器会频繁动作?遇到此类问题怎样判断和处理? 答:新装或大修的变压器在加油、滤油时,会将空气带入变压器内部,若没有能够及时排出,则当变压器运行后油温会逐渐上升,形成油的对流,将内部贮存的空气逐渐排除,使气体继电器动作。气体继电器动作的次数,与变压器内部贮存的气体多少有关。 遇到上述情况时,应根据变压器的音响、温度、油面以及加油、滤油工作情况作综合分析。如变压器运行正常,可判断为进入空气所致,否则应取气做点燃试验,判断是否变压器内部有故障。 变压器轻瓦斯动作如何处理? 答:变压器轻瓦斯动作后应立即: 1)检查变压器内部有无异常音响,油位是否降低,油温是否升高,是否因空气侵入变压器内部或二次回路的故障引起。 2)若未发现异常,经放气后继续运行,并汇报班长,作好记录。 3)正常运行中轻瓦斯连续多次动作(新安装或滤油、注油过的变压器刚投运也会出现轻瓦斯连续动作,这种情况例外),而动作间隔时间逐次缩短,应收集气样进行鉴定分析,做变压器油的色谱分析。 4)若气体无色无臭而不可燃,变压器可继续运行,如气体可燃或油的闪点较过去记录降低5摄氏度以上(标准为135摄氏度)或油色谱分析结果确证变压器内部已有故障,则应停用变压器。 变压器重瓦斯动作如何处理? 答:变压器重瓦斯动作后应立即: 1)若是厂变保护动作,应检查备用电源是否自动投入,厂用电压是否正常,如未自投,则应立即手动抢送厂用电。 2)复归音响信号,闪光光字牌,检查保护动作情况,判明为变压器本体故障,则到变压器本体进行检查,查看瓦斯保护是否正确动作。 3)对变压器进行全面检查,查油位、油温变化及油色,声音是否正常,是否喷油、焦臭味。 4)若变压器本体及外部检查无异常,气体鉴别为无色不可燃气体(空气)或变压器跳闸系统未有冲击,如检查为气体继电器本身或二次回路绝缘不良,误动、人为误碰,可不经内部检查,将重瓦斯保护改投信号试送电(差动保护应投入),并通知试验人员处理。 5)鉴别瓦斯气体,确为变压器内部故障,应将变压器停止运行,通知检修处理。 6)未找出原因前,不得将变压器投入运行,也不得盲目试运行,否则使内部故障扩大。 7)若查不出原因,经领导同意,可零起升压发电机组,进行检查。 变压器运行中跳闸应如何处理? 答:如有备用变压器自投装置不动作值班人员应迅速将其投入运行然后立即查明跳闸的原因。如无备用变压器则须根据掉牌指示查明何种保护动作和跳闸时有何种外部现象。如检查结果证明变压器跳闸不是由于内部故障所引起,而是由于过负荷、外部短路或保护装置二次回路故障所造成则变压器可不经外部检查而重新投入运行否则必须进行检查试验以查明变压器跳闸的原因,若有内部故障的象征时进行内部检查。差动动作应检查差动保护范围内有无闪络,故障消除后送电。差动误动且不能立即消除,若有互斯保护可退出差动,短时运行。

电力系统分析——习题

1: 110kv 架空线路长70km ,导线采用LGJ-120型钢芯铝线,计算半径r=7.6mm ,相间距 离为3.3m ,导线分别按等边三角形和水平排列,是计算输电线路的等值电路参数,并比较分析排列方式对参数的影响。 2: 110kv 架空线路长90km ,双回路共杆塔,导线及地线在杆塔上的排列如题图2-2所示, 导线采用LGJ-120型钢芯铝线,计算半径r=7.6mm ,试计算输电线路的等值电路参数。 3: 500kv 输电线路长600km ,采用三分裂导线3×LGJQ-400,分裂间距为400mm ,三相水 平排列,相间距离为11m ,LGJQ-400导线的计算半径r=13.6mm 。试计算输电线路Ⅱ型等值电路的参数: (1)不计线路参数的分布特性; (2)近似计及分布特性; (3)精确计及分布特性。 (4)并对三中条件计算所得结果进行比较分析。 4: 一台1SFL -3500/35型双绕组三相变压器,额定变比为35/11,查得△0P =30kw ,0I =%, △S P =,S V =8%,求变压器参数归算到高、低压侧的有名值。

5: 型号为SFS-40000/220的三相三绕组变压器,容量比为100/100/100,额定变比为 220/11,查得△0P =,0I =%,△(12)S P -=217kW ,△(13)S P -=,△(23)S P -=,(12)S V -=17%, (13)S V -=%,(23)S V -=6%。试求归算到高压侧的变压器参数有名值。 6: 一台SFSL-31500/110行三绕组变压器,额定变比为110/11,容量比为110/100/,空 载损耗80kvar ,短路损耗△(12)S P -=450kW ,△(13)S P -=240kW ,△(23)S P -=270kW ,短路电压(12)S V -=%,(13)S V -=%,(23)S V -=21%。试计算变压器归算到各电压级参数。 7: 三台单相三绕组变压器组成三相变压器组,每台单项变压器的数据如下:额定容量为 30000kVA ;容量比为100/100/50:绕组额定电压为127/;△0P =,0I =%,△(12)S P -=111kW , △(13)S P -=,△(23)S P -=,(12)S V -=%,(13)S V -=%,(23)S V -=%。试求三相结成0Y /0Y /△时变压器组的等值电路及归算到低压侧的参数有名值。 8: 一台三相双绕组变压器,已知:N S =31500kVA ,TN k =220/11,△0P =59kW ,0I =%, △S P =208kw ,S V =14% 。 (1)计算归算到高压侧的参数有名值; (2)作出∏型等值电路并计算其参数; (3)当高压侧运行电压为210kV ,变压器通过额定电流,功率因数为时,忽略激磁电流, 计算∏型等值电路各支路的电流及低压侧的实际电压,并说明不含磁耦合关系的∏型等值电路是怎样起到变压器作用的。 9: 系统接线示于题图2-9,已知各元件参数如下

变压器题库(中)

自耦变压器与普通变压器有什么不同? 答:自耦变压器与普通变压器不同之处是: 1)其一次侧与二次侧不仅有磁的联系,而且有电的联系,而普通变压器仅是磁的联系。 2)电源通过变压器的容量是由两个部分组成:即一次绕组与公用绕组之间电磁感应功率,和一次绕组直接传导的传导功率。 3)由于自耦变绕组是由一次绕组和公用绕组两部分组成,一次绕组的匝数较普通变压器一次绕组匝数和高度及公用绕组电流及产生的漏抗都相应减少,自耦变的短路电抗X自是普通变压器的短路电抗X普的1-1/k)倍,k为变压器变比。 4)若自耦变压器设有第三绕组,其第三绕组将占用公用绕组容量,影响自耦变运行方式和交换容量。 5)由于自耦变压器中性点必须接地,使继电保护的定植整定和配置复杂化。 6)自耦变压器体积小,重量轻,便于运输,造价低。 自耦变压器运行中应注意什么问题? 答:1)由于自耦变压器的一、二次侧有直接电的联系,为防止由于高压侧单相接地故障而引起低压侧的电压升高,用在电网中的自耦变压器的中性点必须可靠的直接接地。 2)由于一、二次侧有直接电的联系,高压侧受到过电压时,会引起低压侧的严重过电压。为避免这种危险,须在一、二次侧都加装避雷器。 3)由于自耦变压器短路阻抗较小,其短路电流较普通变压器大,因此在必要时需采取限制短路电流的措施。 4)运行中注意监视公用绕组的电流,使之不过负荷,必要时可调整第三绕组的运行方式,以增加自耦变压器的交换容量。 变压器冷却器的作用是什么? 变压器有哪些冷却方式? 答:当变压器上层油温与下部油温产生温差时,通过冷却器形成油温对流,经冷却器冷却后流回油箱,起到降低变压器温度的作用。 变压器的冷却方式有 :有油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环冷却方式 油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管,然后依靠空气的对流传导将热量散发,它没有特制的冷却设备。 油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上,在油箱壁或散热管上加装风扇,利用吹风机帮助冷却。加装风冷后可使变压器的容量增加30%~35%。 强迫油循环冷却方式,又分强油风冷和强油水冷两种。它是把变压器中的油,利用油泵打入油冷却器后再复回油箱。油冷却器做成容易散热的特殊形状,利用风扇吹风或循环水作冷却介质,把热量带走。这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高3倍,则变压器可增加容量30%。 强油强凤冷变压器冷却器由哪些主要元件组成?各元件的作用是什么? 答 : 冷却器由热交换器、风扇、电动机、气道、油泵油流指示器等组成。冷却风扇是用 : 于排出热交换器中所发射出来的热空气。油泵装在冷却器的下部,使热交换器的顶部油向下部循环。油流指示装在冷却器的下部较明显的位置,以利运行人员观察油泵的运行状态。 主变风冷器在什么情况下启动辅助泵和备用泵? 答:1)当主变负荷电流达70%以上时或主变本体温度达55度时启动辅助泵。 2)当运行中的风冷器(无论是在工作还是在备用状态)的油泵、风扇故障跳闸或流速降低时均可启动备用泵。 主变投运前几小时投用冷却器?主变停运多少时间后停用冷却器?为什么? 答:1)主变投运前4小时应投用冷却器。因为一方面油循环后排除油内气泡需要一定时间,另一方面便于作好各项准备工作,如排气工作、检查瓦斯继电器工作等,利用油的循环以便及时发现主变冷却装置各部位不正常情况。

高中物理:变压器练习题

高中物理:变压器练习题 1.如图所示四个电路,能够实现升压的是( ) 【解析】选D。变压器只能对交变电流变压,不能对直流电变压,故A、B错误。由于电压与线圈匝数成正比,所以D项能实现升压。 2.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( ) A.U=66V,k= B. U=22V,k= C.U=66V,k= D.U=22V,k= 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析: (1)掌握变压器的功率、电压、电流关系。 (2)根据变压器的匝数比推出原、副线圈的电流比,求得k值。 (3)根据变压器的电压关系和电路的特点求得电压。 【解析】选A。由于变压器的匝数比为3∶1,可得原、副线圈的电流比为1∶3,根据 P=I2R可知原、副线圈中电阻R的功率之比k=,由=,其中U 2=U,则U 1 =3U,结合原、 副线圈的电流比为1∶3,可得原线圈中电阻R上的电压为,所以有3U+=220V,得

U=66V,故选项A正确。 【补偿训练】如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压—时间图 像。原、副线圈匝数比n 1∶n 2 =10∶1,串联在原线圈电路中的交流电流表的示数为1A, 则( ) A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为311 V B.变压器输出端所接电压表的示数为22V C.变压器输出端交变电流的频率为50 Hz D.变压器的输出功率为220W 【解析】选C。变压器原线圈所接交流电压的有效值为U 1 =V=220 V,选项A错误; 变压器输出端所接电压表的示数为U 2=U 1 =×220V=22 V,选项B错误;变压器输 出端交变电流的频率为f=Hz=50 Hz,选项C正确;变压器的输出功率等于输入功 率,P=U 1I 1 =220×1W=220 W,选项D错误。故选C。 3.(多选)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是( )

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