第二章變壓器的電磁關(guān)系

1、第二章 變壓器的電磁關(guān)系知識(shí)點(diǎn)一：變壓器空載運(yùn)行1、根據(jù)變壓器內(nèi)部磁場的實(shí)際分布和所起的作用不同，通常把磁通分為 和 ，前者在 閉合，起 作用，后者主要通過 閉合，起 作用。2、變壓器空載電流由 和 兩部分組成，前者用來 ，后者用來 。3、變壓器勵(lì)磁電流的大小受 、 、 、 和 等因素的影響。4、變壓器等效電路中的是對(duì)應(yīng)于 的電抗，是表示 的電阻。5、變壓器的漏抗，鐵耗，今在一次施加很小的直流電壓，二次開路，此時(shí) ， 。6、一臺(tái)已制成的變壓器，在忽略漏阻抗壓降的條件下，其主磁通的大小主要取決于 和 ，與鐵心材質(zhì)和幾何尺寸 （填有關(guān)、無關(guān)）7、建立同樣的磁場，變壓器的鐵心截面越小，空載電流 ；一

2、次繞組匝數(shù)越多，空載電流 ，鐵心材質(zhì)越好，空載電流 。8、變壓器一次繞組匝數(shù)減少，額定電壓下，將使鐵心飽和程度 ，空載電流 ，鐵耗 ，二次空載電壓 ，勵(lì)磁電抗 。9、變壓器一次繞組匝數(shù)、鐵心截面一定，當(dāng)電源電壓及頻率均減半，則鐵心磁密 ，空載電流 。10、變壓器空載運(yùn)行時(shí)一次繞組空載電流很小的原因是 。（A） 原繞組匝數(shù)多電阻大；（B） 原繞組漏抗很大；（C） 變壓器的勵(lì)磁阻抗很大。11、一臺(tái)的單相變壓器空載運(yùn)行，一次側(cè)接220V時(shí)鐵心主磁通為，二次側(cè)接110V時(shí)鐵心主磁通為，則 。（A）；（B）；（C）。12、變壓器其他條件不變，若一次側(cè)匝數(shù)增加10%，及的大小將 。（A）增加到原來的1.1

3、倍，不變，增大；（B）增加到原來的1.1倍，不變，減少；（C）增加到原來的1.21倍，不變，增大；（D）增加到原來的1.21倍，不變，減少；13、某三相電力變壓器，下面數(shù)據(jù)中有一個(gè)是勵(lì)磁電流的倍數(shù)，它應(yīng)該是 。（A）28.87A；（B）50A；（C）2A；（D）10A。14、三相變壓器，接線，其變比為 。（A）14.43；（B）2；（C）43.3；（D）25。15、試比較變壓器主磁通和漏磁通的性質(zhì)、大小和作用。16、簡述變壓器空載電流的性質(zhì)和作用，其大小與哪些因數(shù)有關(guān)，一般情況下，（%）值的范圍是多少？17、 變壓器的漏抗對(duì)應(yīng)于什么磁通，當(dāng)電源電壓減少一半時(shí)，它如何變化？18、 變壓器勵(lì)磁電抗

4、大好，還是小好，為什么？當(dāng)電源電壓減少一半時(shí)，它如何變化？19、寫出變壓器空載時(shí)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式，并畫出等值電路和向量圖。20、變壓器空載運(yùn)行時(shí)，是否要從電網(wǎng)中取得功率，起什么作用？為什么小負(fù)荷的用戶使用大容量的變壓器無論對(duì)電網(wǎng)還是對(duì)用戶都不利？參考答案：1、主磁通 漏磁通 鐵心內(nèi) 傳遞能量 變壓器油等 漏抗壓降2、空載電流的有功分量 空載電流的無功分量 供空載損耗（主要是鐵耗） 激磁主磁通3、電源電壓 電源頻率 一次繞組匝數(shù) 鐵心材質(zhì)（含磁路飽和程度） 鐵心幾何尺寸4、主磁通 鐵損的等效5、0 06、電源電壓 頻率 無關(guān)7、越大 越小 越小8、增加 增加 增加 增加 減少9、不變 不變10

5、、（C）11、（A）12、（C）13、（C）14、（C）15、答：路徑：主磁通為鐵心；漏磁通為變壓器油等；性質(zhì)：主磁通與成非線形關(guān)系，漏磁通與或成線形關(guān)系；大?。褐鞔磐ㄕ伎偞磐ǖ?9%以上；漏磁通不足1%；作用：主磁通起傳遞能量的作用；漏磁通只起漏電抗壓降作用。16、答：空載電流分無功分量和有功分量兩部分。無功部分激勵(lì)主磁通；有功部分供給空載損耗。 大小與電源電壓、頻率、一次繞組匝數(shù) 、鐵心材質(zhì)（含磁路飽和程度）及鐵心幾何尺寸等有關(guān)。 一般電力變壓器（%）為（18）；巨型電力變壓器（%）小于1。17、答：變壓器的漏抗對(duì)應(yīng)于漏磁通，由于漏磁通磁路不飽和，漏抗是常數(shù)，不隨電壓電壓而變，故電壓降低一

6、半時(shí)，漏抗不變。18、答：勵(lì)磁電抗大好，因?yàn)?，故大其空載電流就小。勵(lì)磁電抗隨磁路飽和而減小，當(dāng)電源電壓降低，磁路飽和程度下降（不飽和），所以增大。19、 略。20、答：變壓器空載運(yùn)行時(shí)，盡管沒有有功輸出，但它仍需從電網(wǎng)中取得功率，這些功率中既有有功功率，又有無功功率，前者供空載時(shí)的損耗（主要是鐵損耗），后者供激勵(lì)磁磁通（亦稱勵(lì)磁功率）。小負(fù)荷用戶使用大容量變壓器時(shí)，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都不利，對(duì)電網(wǎng)來說大容量變壓器所需勵(lì)磁功率（無功性質(zhì)）大，也既所需勵(lì)磁電流（無功性質(zhì)）大，而其負(fù)載電流又小，從而導(dǎo)致電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，對(duì)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及電壓的穩(wěn)定都不利。對(duì)用戶而言增加了一次設(shè)備的投資，另變壓器長時(shí)間

7、處于低負(fù)荷情況下運(yùn)行，變壓器運(yùn)行效率低，同時(shí)大容量變壓器空載損耗（鐵損耗）大，用戶負(fù)擔(dān)的電費(fèi)增大。知識(shí)點(diǎn)二：變壓器負(fù)載運(yùn)行1、變壓器帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，當(dāng)負(fù)載增大（不考慮漏抗壓降），則一次電流將 ，空載電流 。2、變壓器帶負(fù)載運(yùn)行，當(dāng)負(fù)載增大，則其銅損耗 ，鐵損耗 。3、變壓器由空載到滿載，下列各物理量將如何變化（忽略漏抗壓降）， ， ， ， 。4、變壓器一次側(cè)接額定電壓，二次側(cè)接純電阻性負(fù)載，則從一次側(cè)輸入的功率 。（A） 只含有有功功率；（B） 只含有感性無功功率；（C） 既含有有功功率又含有感性無功功率；（D） 既含有有功功率又含有容性無功功率。5、變壓器負(fù)載時(shí)，一次磁動(dòng)勢(shì)為，一次漏磁通為，一

8、次漏抗為；變壓器空載時(shí)，一次磁動(dòng)勢(shì)為，一次漏磁通為，一次漏抗為，它們的關(guān)系是 。（A）；（B）；（C）；（D）。6、變壓器負(fù)載（）增加時(shí)，從理論上講，其主磁通 。（A）稍增大；（B）稍減??；（C）增大很多；（D）減小很多。7、 電源電壓一定時(shí)，試分析當(dāng)變壓器負(fù)載（）增加時(shí)，如何變化？8、 電源電壓降低對(duì)變壓器鐵心飽和程度，勵(lì)磁電流，勵(lì)磁阻抗，鐵耗和銅耗等有何影響？9、 簡述變壓器空載和負(fù)載時(shí)，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)有何不同？10、畫出變壓器的“T”形、近似和簡化等效電路。11、畫出變壓器簡化等效電路和簡化向量圖。12、畫出變壓器短路時(shí)的等效電路，并畫出與之對(duì)應(yīng)的向量圖。參考答案：1、增大 不變2、增大 不

9、變3、不變 不變 不變 增大4、（C）5、（B）6、（B）7、答：降低。由外特性曲線知，隨負(fù)載電流（）增大而下降。增大。負(fù)載越大，越大，由磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式知，就越大。不變。大小與負(fù)載大小基本無關(guān)。不變。因電源電壓不變，磁路飽和情況不變，故不變。不變。因漏磁路不飽和，。8、答：鐵心飽和程度降低。，降低，減少，故飽和程度降低。勵(lì)磁電流減少。由磁化曲線知，勵(lì)磁電流隨磁通減少而減少。勵(lì)磁阻抗增大。勵(lì)磁阻抗隨飽和程度下降而增大。銅耗減小。電壓降低，減小，故銅耗減小。鐵耗減小。，故鐵耗減小。9、答：，空載時(shí)，所以空載時(shí)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)僅為一次空載磁動(dòng)勢(shì)。 負(fù)載時(shí)，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)為一、二次的合成磁動(dòng)勢(shì)。10、省略。1

10、1、省略。12、省略。知識(shí)點(diǎn)三：變壓器參數(shù)的測(cè)定1、變壓器空載試驗(yàn)，在高壓側(cè)做和在低壓側(cè)做進(jìn)行比較，下列各物理量是否相同（不等時(shí)指出哪一側(cè)大），空載電流實(shí)際值 ，空載損耗實(shí)際值 ，鐵心主磁通 。2、一臺(tái)單相變壓器低壓側(cè)加100V，高壓側(cè)開路，測(cè)得；當(dāng)高壓側(cè)加400V，低壓側(cè)開路，測(cè)得 A， W。3、一臺(tái)單相變壓器，高壓側(cè)短路，當(dāng)10V電壓加在低壓側(cè)，測(cè)得；當(dāng)?shù)蛪簜?cè)短路，高壓側(cè)加電壓，輸入電流為5A時(shí)，外加電壓 V， W。4、一臺(tái)單相變壓器進(jìn)行空載實(shí)驗(yàn)，在高壓側(cè)加額定電壓測(cè)量或在低壓側(cè)加額定電壓測(cè)量，所測(cè)得的空載功率 。（A）不相等，且相差較大；（B）折算后相等；（C）相等；5、變壓器短路電壓的

11、大小與 有關(guān)。（A） 電源電壓；（B）電源頻率；（C）鐵心材質(zhì)；（D）負(fù)載大小。6、為什么變壓器的空載功率可以近似看成鐵耗，而短路功率近似看成銅耗？7、變壓器空載實(shí)驗(yàn)一般在哪側(cè)進(jìn)行？將電源加在低壓側(cè)或高壓側(cè)所測(cè)得的空載電流、空載電流百分值、空載功率及算得的勵(lì)磁阻抗是否相等？如實(shí)驗(yàn)時(shí)電源電壓不加到額定值，問能否將測(cè)得的空載電流和空載功率換算到對(duì)應(yīng)于額定電壓時(shí)的值？為什么？8、 變壓器短路實(shí)驗(yàn)一般在哪側(cè)進(jìn)行？將電源加在低壓側(cè)或高壓側(cè)所測(cè)得的短路電壓、短路電壓百分值、短路功率及算得的短路阻抗是否相等？如實(shí)驗(yàn)時(shí)電源電壓不加到額定值，將對(duì)短路實(shí)驗(yàn)應(yīng)測(cè)的和應(yīng)求的哪些量有影響？哪些量無影響？如何將非額定電流

12、時(shí)測(cè)得的換算到對(duì)應(yīng)于額定電流時(shí)的值？參考答案：1、低壓側(cè)較高壓側(cè)時(shí)大 相等 相等2、0.5 203、40 404、（C）5、（B）6、答： 7、答：從安全的角度考慮，空載實(shí)驗(yàn)一般希望在低壓側(cè)進(jìn)行。將電源加在或高壓側(cè)所測(cè)得的空載功率空載電流百分值相等，而空載電流不等，勵(lì)磁阻抗不等。如在實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓不加到額定值，不能將測(cè)得的空載電流和空載功率換算到對(duì)應(yīng)于額定電壓時(shí)的值，因?yàn)榭蛰d時(shí)與呈非線形關(guān)系。8、答：從儀表量程選擇的角度考慮，短路試驗(yàn)一般希望在高壓側(cè)進(jìn)行（高壓側(cè)額定電流下）。將電源加在高壓側(cè)或低壓側(cè)所測(cè)得的短路電壓百分值、短路功率相等，而短路電壓不等，短路阻抗不等。如在實(shí)驗(yàn)時(shí)，電流達(dá)不到額定

13、值，對(duì)短路電壓、短路電壓百分值有影響，而對(duì)短路阻抗無影響。因短路實(shí)驗(yàn)時(shí)與成線形關(guān)系，可用下式將非額定電流時(shí)測(cè)得、換算到對(duì)應(yīng)于額定電流時(shí)的值 知識(shí)點(diǎn)四：變壓器運(yùn)行特性1、一臺(tái)單相變壓器其漏抗標(biāo)幺值，勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值，若把該變壓器接到具有額定電壓的直流電源上，則此時(shí)一次側(cè)電流的標(biāo)幺值 。2、變壓器電源電壓一定，其二次端電壓的大小決定于 、 和 。3、變壓器短路阻抗越大，電壓變化率 ，穩(wěn)態(tài)短路電流 ，突然短路電流 。4、變壓器在其他條件不變的情況下，電源頻率下降，則 ， ， ， ， 。5、變壓器運(yùn)行時(shí)的效率與 、 和 、 有關(guān)，當(dāng) 變壓器的效率最大。6、一臺(tái)變壓器在 時(shí)效率最高。（A）；（B）；（C）；（D）。7、某三相電力變壓器帶阻感性負(fù)載運(yùn)行，在負(fù)載電流相同的條件下越高，則 。（A）越大，效率越高；（B）越大，效率越低；（C）越小，效率越低；（D）越小，效率越高；8、變壓器短路電抗對(duì)運(yùn)行性能有何影響？對(duì)送電變壓器來說希望它大好？還是小好？配電變壓器哪？9、變壓器電壓一定，當(dāng)負(fù)載電流增大，一次電流如何變化，二次電壓如何變化？當(dāng)二次電壓偏低時(shí)，降壓變壓器高如何調(diào)節(jié)分接頭，升壓變壓器又如何調(diào)節(jié)？參考答案：1、502、負(fù)載大小 性質(zhì) 變壓器短路阻抗3、越大 越小 越小4、增大 增大 增大