變壓器習(xí)題與解答

1、第一章變壓器基本工作原理和結(jié)構(gòu) 1-1從物理意義上說明變壓器為什么能變壓，而不能變頻率？ 答：變壓器原副繞組套在同一個鐵芯上，原邊接上電源后，流過激磁電流I0,產(chǎn)生勵磁磁動勢F0,在鐵 芯中產(chǎn)生交變主磁通 60,其頻率與電源電壓的頻率相同，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，原副邊因交鏈該磁通而分 d e2N2-0,顯然，由于原副邊匝數(shù) dt 即eiwe,而繞組的電壓近似等于繞組電動勢，即Ui- Ei,U2段故原副邊電壓不等，即 UWS 但頻率相等。 1-2（i）從物理意義上分析，若減少變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù)（二次線圈匝數(shù)不變）二次線圈的電壓將如何變化？ 當(dāng)U不變時，若N減少，則每匝電壓匕增大，所以 Ni Ui，

2、一 U2N2將增大?；蛘弑?據(jù)UiEi Ni 故U2增大。 i-3（試）變壓器一次線圈若接在直流電源上，二次線圈會有穩(wěn)定直流電壓嗎？為什么？ 答：不會。因為接直流電源，穩(wěn)定的直流電流在鐵心中產(chǎn)生恒定不變的磁通，其變化率為零，不會在繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 i-4變壓器鐵芯的作用是什么，為什么它要用0.35毫米厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片迭成？ 答：變壓器的鐵心構(gòu)成變壓器的磁路，同時又起著器身的骨架作用。為了鐵心損耗，采用0.35mm厚、表 面涂的絕緣漆的硅鋼片迭成。 i-5變壓器有哪些主要部件，它們的主要作用是什么？ 答：鐵心：構(gòu)成變壓器的磁路，同時又起著器身的骨架作用。 繞組：構(gòu)成變壓器的電路，

3、它是變壓器輸入和輸出電能的電氣回路。 分接開關(guān)：變壓器為了調(diào)壓而在高壓繞組引出分接頭，分接開關(guān)用以切換分接頭，從而實現(xiàn)變壓器調(diào) 壓。 油箱和冷卻裝置：油箱容納器身，盛變壓器油，兼有散熱冷卻作用。 絕緣套管：變壓器繞組引線需借助于絕緣套管與外電路連接，使帶電的繞組引線與接地的油箱絕緣。 i-6變壓器原、副方和額定電壓的含義是什么？ 答：變壓器二次額定電壓UN是指規(guī)定加到一次側(cè)的電壓，二次額定電壓Ik是指變壓器一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)空載時的端電壓。 i-7有一臺D-50/i0單相變壓器，SN50kVA，UiN/U2Ni0500/230V，試求變壓器原、副線圈的d0 Ni 出 別產(chǎn)生同頻率的感應(yīng)電

4、動勢ei和e2,且有e） 不等，即NWN2,原副邊的感應(yīng)電動勢也就不等 答：由eiNid，e2電也，可知 dtdt 巨，所以變壓器原、副兩邊每匝感應(yīng)電動勢 NiN2 相等。又UEi,U2=E,因此， Ni U2N7 4.44fNim,若Ni減小，則m增大，又U24.44fN2m, 額定電流? 由于YNd接線 第二章單相變壓器運行原理及特性 2-1為什么要把變壓器的磁通分成主磁通和漏磁通？它們之間有哪些主要區(qū)別？并指出空載和負(fù)載時激 勵各磁通的磁動勢？ 答：由于磁通所經(jīng)路徑不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分別考慮它們各自非線性問題和線性問題分別予以處理 1.在路徑上，主磁通經(jīng)過鐵心磁路閉合，

5、而漏磁通經(jīng)過非鐵磁性物質(zhì) .在數(shù)量上，主磁通約占總磁通的99蛆上，而漏磁通卻不足1% .在性質(zhì)上，主磁通磁路飽和，。0與I0呈非線性關(guān)系，而漏磁通 I1呈線性關(guān)系。 4.在作用上，主磁通在二次繞組感應(yīng)電動勢，接上負(fù)載就有電能輸出， 磁路閉合。 磁路不飽和, 起傳遞 能量的媒介作用，而漏磁通僅在本繞組感應(yīng)電動勢, 只起了漏抗壓降的作用。 空載時，有主磁通0和一次繞組漏磁通1 ,它們均由一次側(cè)磁動勢F0激勵。 解：一次繞組的額定電流I1N SN 50103 4.76A10500 二次繞組的額定電流I 2N SN U2N 50103 217.39A 230 1-8有一臺SSP-125000/220三

6、相電力變壓器，YNd接線，U1N /U2N220/10.5kV,求變壓器額 定電壓和額定電流；變壓器原、副線圈的額定電流和額定電流。 解：.一、二次側(cè)額定電壓U1N 220kV,U2N 10.5kV 一次側(cè)額定電流（線電流） I1N SN ,3UIN 125000 3220 328.04A 二次側(cè)額定電流（線電流） I2N SN 125000 3U2N 6873.22A 230 一次繞組的額定電壓 一次繞組的額定電流 127.02kV 二次繞組的額定電壓 U2N U2N10.5kV 二次繞組的額定電流 I2N4)= 6873.2233968.26A 的特性，從而把 U1NJ4) ,二次繞組漏磁

7、通2。主磁通0由一次繞組和二次繞組負(fù)載時有主磁通0,一次繞組漏磁通 的合成磁動勢即F0FiF2激勵，一次繞組漏磁通1由一次繞組磁動勢Fi激勵，二次繞組漏磁通2 . 由二次繞組磁動勢F2激勵. 2-2變壓器的空載電流的性質(zhì)和作用如何？它與哪些因素有關(guān)？ 答：作用：變壓器空載電流的絕大部分用來供勵磁，即產(chǎn)生主磁通，另有很小一部分用來供給變壓器鐵心 損耗，前者屬無功性質(zhì)，稱為空載電流的無功分量，后者屬有功性質(zhì)，稱為空載電流的有功分量。 性質(zhì)：由于變壓器空載電流的無功分量總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有功分量，故空載電流屬感性無功性質(zhì)，它使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，輸送有功功率減小。 大?。河纱怕窔W姆定律01,和磁化曲線可知

8、，I0的大小與主磁通。0,繞組匝數(shù)N及磁路磁 Rm 阻Rm有關(guān)。就變壓器來說，根據(jù)UiEi4.44fNim,可知，mU一，因此，m由電源4.44fNi 電壓Ui的大小和頻率f以及繞組匝數(shù)Ni來決定。 根據(jù)磁阻表達(dá)式Rm-L可知，Rm與磁路結(jié)構(gòu)尺寸l,S有關(guān)，還與導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)率有關(guān)。變壓 S 器鐵芯是鐵磁材料，隨磁路飽和程度的增加而減小，因此Rm隨磁路飽和程度的增加而增大。 綜上，變壓器空載電流的大小與電源電壓的大小和頻率，繞組匝數(shù)，鐵心尺寸及磁路的飽和程度有關(guān)。 2-3變壓器空載運行時，是否要從電網(wǎng)取得功率？這些功率屬于什么性質(zhì)？起什么作用？為什么小負(fù)荷 用戶使用大容量變壓器無論對電網(wǎng)和用戶

9、均不利？ 答：要從電網(wǎng)取得功率，供給變壓器本身功率損耗，它轉(zhuǎn)化成熱能散逸到周圍介質(zhì)中。小負(fù)荷用戶使用大 容量變壓器時，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)兩方面都不合理。對電網(wǎng)來說，由于變壓器容量大，勵磁電流較大，而負(fù)荷小， 電流負(fù)載分量小，使電網(wǎng)功率因數(shù)降低，輸送有功功率能力下降，對用戶來說，投資增大，空載損耗也 較大，變壓器效率低。 2-4為了得到正弦形的感應(yīng)電動勢，當(dāng)鐵芯飽和和不飽和時，空載電流各呈什么波形，為什么？ 答：鐵心不飽和時，空載電流、電動勢和主磁通均成正比，若想得到正弦波電動勢，空載電流應(yīng)為正弦波; 鐵心飽和時，空載電流與主磁通成非線性關(guān)系（見磁化曲線），電動勢和主磁通成正比關(guān)系，若想得到正 弦波電動

10、勢，空載電流應(yīng)為尖頂波。 2-5一臺220/ii0伏的單相變壓器，試分析當(dāng)高壓側(cè)加額定電壓220伏時，空載電流I。呈什么波形？加ii0 伏時載電流|0呈什么波形，若把ii0伏加在低壓側(cè)，|0又呈什么波形 答：變壓器設(shè)計時，工作磁密選擇在磁化曲線的膝點（從不飽和狀態(tài)進(jìn)入飽和狀態(tài)的拐點），也就是說， 變壓器在額定電壓下工作時，磁路是較為飽和的。 高壓側(cè)加220V,磁密為設(shè)計值，磁路飽和，根據(jù)磁化曲線，當(dāng)磁路飽和時，勵磁電流增加的幅度比 磁通大，所以空載電流呈尖頂波。 高壓側(cè)加110V,磁密小，低于設(shè)計值，磁路不飽和，根據(jù)磁化曲線，當(dāng)磁路不飽和時，勵磁電流與 磁通幾乎成正比，所以空載電流呈正弦波。

11、低壓側(cè)加ii0V,與高壓側(cè)加220V相同，磁密為設(shè)計值，磁路飽和，空載電流呈尖頂波。 2-6試述變壓器激磁電抗和漏抗的物理意義。它們分別對應(yīng)什么磁通，對已制成的變壓器，它們是否是常數(shù)？當(dāng)電源電壓降到額定值的一半時，它們?nèi)绾巫兓课覀兿Ｍ@兩個電抗大好還是小好，為什么？這兩個電抗誰大誰小，為什么？ 答：勵磁電抗對應(yīng)于主磁通，漏電抗對應(yīng)于漏磁通，對于制成的變壓器，勵磁電抗不是常數(shù)，它隨磁路的飽和程度而變化，漏電抗在頻率一定時是常數(shù)。 電源電壓降至額定值一半時，根據(jù)U1E14.44fN1m可知，mU，于是主磁通減小，磁 111m4.44fN1 2 路飽和程度降低，磁導(dǎo)率科增大，磁阻Rm-L減小，導(dǎo)致

12、電感Lm上NlNli0%增 SiooiioRmRm 大，勵磁電抗XmLm也增大。但是漏磁通路徑是線性磁路，磁導(dǎo)率是常數(shù)，因此漏電抗不變。 Ui 由I0L可知，勵磁電抗越大越好，從而可降低空載電流。漏電抗則要根據(jù)變壓器不同的使用場合 Xm 來考慮。對于送電變壓器，為了限制短路電流IKU和短路時的電磁力，保證設(shè)備安全，希望漏電抗較 XK 大；對于配電變壓器，為了降低電壓變化率：u(rKcos2xKsin2),減小電壓波動，保證供電 質(zhì)量，希望漏電抗較小。 勵磁電抗對應(yīng)鐵心磁路，其磁導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于漏磁路的磁導(dǎo)率，因此，勵磁電抗遠(yuǎn)大于漏電抗。 2-7變壓器空載運行時，原線圈加額定電壓，這時原線圈電阻ri

13、很小，為什么空載電流Io不大？如將 它接在同電壓(仍為額定值)的直流電源上，會如何？ 答：因為存在感應(yīng)電動勢Ei,根據(jù)電動勢方程： . UiEiEiIoriIo(rmjXm)jIoXiIoriIoZmIo(rijxi) 可知，盡管ri很小，但由于勵磁阻抗Zm很大，所以Io不大.如果接直流電源，由于磁通恒定不變，繞組中 不感應(yīng)電動勢，即Eio,Eio,因此電壓全部降在電阻上，即有IUi/ri,因為ri很小，所以電流很大。 28臺38。/22。伏的單相變壓器，如不慎將38。伏加在二次線圈上，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 答：根據(jù)UiEi4.44fNim可知，mU一，由于電壓增高，主磁通m將增大，磁密Bm 4.

14、44fNi 將增大，磁路過于飽和，根據(jù)磁化曲線的飽和特性，磁導(dǎo)率科降低，磁阻Rm增大。于是，根據(jù)磁路歐姆 2i3 定律IoNRmm可知，廣生該磁通的勵磁電流Io必顯著增大。再由鐵耗pFeBmf.可知，由于磁密2 N 29一臺220/110伏的變壓器，變比k2,能否一次線圈用2匝，二次線圈用1匝，為什么？N2 答：不能。由UiEi4.44fNim可知，由于匝數(shù)太少，主磁通m將劇增，磁密Bm過大，磁路過于飽 和，磁導(dǎo)率科降低，磁阻Rm增大。于是，根據(jù)磁路歐姆定律I0N1Rmm可知，產(chǎn)生該磁通的激磁電 2 Bm增大，導(dǎo)致鐵耗PFe增大，銅損耗Io也顯著增大，變壓器發(fā)熱嚴(yán)重，可能損壞變壓器。 流|0必

15、將大增。再由PFeBm2f13可知，磁密Bm過大，導(dǎo)致鐵耗PFe大增，銅損耗Ioi也顯著增大， 變壓器發(fā)熱嚴(yán)重，可能損壞變壓器。 2-10變壓器制造時：迭片松散，片數(shù)不足；接縫增大；片間絕緣損傷，部對變壓器性能有何影 響？ 答：(1)這種情況相當(dāng)于鐵心截面S減小，根據(jù)U1E14.44fN1m可知知，m一U,因此， 4.44fN1 電源電壓不變，磁通m將不變，但磁密Bmm,S減小，Bm將增大，鐵心飽和程度增加，磁導(dǎo)率S 減小。因為磁阻Rm,所以磁阻增大。根據(jù)磁路歐姆定律10N1Rmm，當(dāng)線圈匝數(shù)不變時，勵磁 S 213 電流將增大。又由于鐵心損耗pFeBmf,所以鐵心損耗增加。 (2)這種情況相

16、當(dāng)于磁路上增加氣隙，磁導(dǎo)率下降，從而使磁阻Rm增大。根據(jù) S U1 U1E14.44fNm可知，m,故m不變，磁密Bm也不變，鐵心飽和程度不變。 4.44fN1S 又由于PFeBm2f1.3,故鐵損耗不變。根據(jù)磁路歐姆定律I0N1mRm可知，磁動勢F。將增大，當(dāng)線圈匝數(shù)不變時，勵磁電流將增大。 勵磁阻抗減小，原因如下： 2Kl2 電感Lm返,激磁電抗XmLm2ft,因為磁阻Rm增 i00iiRmRmRm 大，所以勵磁電抗減小。 2 已經(jīng)推得鐵損耗PFe不變，勵磁電流I0增大，根據(jù)PFeI。降(降是勵磁電阻，不是磁阻Rm) 可知，勵磁電阻減小。勵磁阻抗zmrmjxm,它將隨著rm和xm的減小而減

17、小。 (3)由于絕緣損壞，使渦流增加，渦流損耗也增加，鐵損耗增大。根據(jù)U1E14.44fN1m可 知，m,故m不變，磁密Bmm也不變，鐵心飽和程度不變。但是，渦流的存在相當(dāng)于4.44fN1S 二次繞組流過電流，它增加使原繞組中與之平衡的電流分量也增加，因此勵磁電流增大，鐵損耗增大。再 由U1E1Iozm可知，I0增加，勵磁阻抗zmrmjxm必減小。 2-11變壓器在制造時，一次側(cè)線圈匝數(shù)較原設(shè)計時少，試分析對變壓器鐵心飽和程度、激磁電流、激磁電 抗、鐵損、變比等有何影響？ 答：卞據(jù)UiEi4.44fNim可知，mU-,因此，一次繞組匝數(shù)減少，主磁通m將增加，磁 4.44fN1 密Bm因S不變，

18、Bm將隨m的增加而增加，鐵心飽和程度增加，磁導(dǎo)率 S 由于鐵心損耗pFeBm所以鐵心損耗增加。 勵磁阻抗減小，原因如下。2一2 電感Lm,激磁電抗xmLm2f”,因為磁阻Rm增 iooiioRmRmRm 大，匝數(shù)Ni減少，所以勵磁電抗減小。 ( 設(shè)減少匝數(shù)刖后匝數(shù)分別為Ni、Ni,磁通分別為m、m,磁密分別為 一.-.、一 Bm、Bm,電流分別為Io、Io,磁阻分別為Rm、Rm,鐵心損耗分別為PFe,PFe。根據(jù)以上討論再設(shè), 十日 ,mRmkimk2Rmkk22/3一,2 于是Io一-一Io。又由于PFeBmf,且PFeIo%(除是勵磁電阻, NiksNik3 2-i2如將銘牌為6。赫的變壓

19、器，接到5o赫的電網(wǎng)上運行，試分析對主磁通、激磁電流、鐵損、漏抗及電壓變化率有何影響？ 答：卞據(jù)UiEi4.44fNim可知，電源電壓不變，f從60Hz降低至ij50Hz后，頻率f下降到原來的下降。因為磁阻 Rm,所以磁阻增大。根據(jù)磁路歐姆定律IoNi S mRm,當(dāng)線圈匝數(shù)減少時，勵磁電流增大。又 m匕m(ki),同理，Bm卜島(匕i), Rmk?Rm(k2i)，N卜3Ni他i), 不是磁阻 _pFe Rm),所以 PFe 2 Bm Bm2 ,2, Iorm Iorm ki2 故rmrm,顯然，勵磁電阻減小。勵磁阻抗 ZmrmjXm,它將隨著和Xm的減小而減小。 (1/1.2),主磁通將增大

20、到原來的1.2倍，磁密Bm也將增大到原來的1.2倍，磁路飽和程度增加，磁 將增大。 2-13變壓器運行時由于電源電壓降低，試分析對變壓器鐵心飽和程度、激磁電流、激磁阻抗、鐵損和銅損有何影響？ 答：卞據(jù)U1E14.44fN1m可知，m一U一，因此，電源電壓降低，主磁通m將減小，磁密 4.44fN1 Bm3，因S不變，Bm將隨m的減小而減小，鐵心飽和程度降低,S 所以磁阻減小。根據(jù)磁路歐姆定律|0N1mRm,磁動勢F0將減小, 又由于鐵心損耗PFeBm2f1.3,所以鐵心損耗減小。 勵磁阻抗增大，原因如下。 導(dǎo)率科降低，磁阻Rm增大。于 是，根據(jù)磁路歐姆定律I0N1 Rm m可知，產(chǎn)生該磁通的激磁

21、電流I0必 再由 PFe 13 Bmf1討論鐵損耗的變化情況。 60Hz 時, PFe Bm 50Hz 時, PFe 211.3 CM) 因為, PFe PFe 122 上二1.20.71.14,所以鐵損耗增加了。 1.2 漏電抗X 2fL,因為頻率下降，所以原邊漏電抗 Xi ,副邊漏電抗X2減小。又由電壓變化 率表達(dá)式 * (rKcos2XKsin2)(r1r2)cos2 (Xi *.一一 X2)sin2可知，電壓變化率u 將隨X1, X2的減小而減小。 磁導(dǎo)率增大。因為磁阻Rm, S 當(dāng)線圈匝數(shù)不變時，勵磁電流減小。 一一一2 N1NJ。N1 iRm Xm Lm 2f因為 Rm 磁阻Rm減

22、小，所以Xm增大。設(shè)降壓前后磁通分別為 m,磁密分別為Bm、Bm, 電流分別為|0、I0,磁阻分別為Rm、 Rm,鐵心損耗分別為 PFe、PFe。根據(jù)以上討 論再設(shè), mk1m(k11),同理, Bmk1Bm(k11), Rmk?Rm(k21)， B.I I0 mRmk1mk2Rm Ni Ni (kzI。又由于PFe 213 Bmf,且 2,2 PFe102rm（7是勵磁電阻，不是磁阻Rm）,所以P巴2Wm,即k：k,ka,m,于是， PFeBm10rmrm （ k221因k21,故rmrm,顯然，勵磁電阻將增大。勵磁阻抗zmrmjxm,它將隨著rm和xm rm 的增大而增大。簡單說：由于磁路

23、的飽和特性，磁密降低的程度比勵磁電流小，而鐵耗pFeBm2f1.3=I（2rm,由于鐵耗降低得少，而電流降低得大，所以勵磁電阻增大。 e 2-14兩臺單相變壓器，UIN/U2N220/110V,原方匝數(shù)相同，空載電流 JIOII,今將兩臺變壓器 原線圈順向串聯(lián)接于440V電源上，問兩臺變壓器二次側(cè)的空載電壓是否相等，為什么？ 答：由于空載電流不同，所以兩臺變壓器的勵磁阻抗也不同（忽略r1,X1）,兩變壓器原線圈順向串聯(lián)，相當(dāng) 于兩個勵磁阻抗串聯(lián)后接在440V電源上。由于兩個阻抗大小不同，各自分配的電壓大小不同，也就是原 邊感應(yīng)電勢不同，由于變比相同，使副邊電勢不同，既是二次的空載電壓不同。 2

24、-15變壓器負(fù)載時，一、二次線圈中各有哪些電動勢或電壓降，它們產(chǎn)生的原因是什么？寫出它們的表達(dá) 式，并寫出電動勢平衡方程？. 答：一次繞組有主電動勢E1,漏感電動勢E1,一次繞組電阻壓降|1n,主電動勢E1由主磁通o交變 . 產(chǎn)生，漏感電動勢E1由一次繞組漏磁通1交變產(chǎn)生。一次繞組電動勢平衡方程為 . . U1E1|1e1jx1）；二次繞組有主電動勢E2,漏感電動勢E2，二次繞組電阻壓降12r2,主電動 . . 勢E2由主磁通0交變產(chǎn)生，漏感電動勢E2由二次繞組漏磁通2交變產(chǎn)生，二次繞組電動勢平衡方程 . . 為U2E2I2（r2jx2）。 2-16變壓器鐵心中的磁動勢，在空載和負(fù)載時比較，有

25、哪些不同？ . 答：空載時的勵磁磁動勢只有一次側(cè)磁動勢FO|oN1,負(fù)載時的勵磁磁動勢是一次側(cè)和二次側(cè)的合成 . 磁動勢，即FoF1F2,也就是IoN1I1N1I2N2o 2-17試?yán)L出變壓器“T”形、近似和簡化等效電路，說明各參數(shù)的意義，并說明各等效電路的使用場合。答：“T”形等效電路 ri,xi一次側(cè)繞組電阻，漏抗 2，X2二次側(cè)繞組電阻，漏抗折算到一次側(cè)的值rm,Xm勵磁電阻，勵磁電抗 近似等效電路: 2-18當(dāng)一次電源電壓不變，用變壓器簡化相量圖說明在感性和容性負(fù)載時，對二次電壓的影響？容性負(fù) 載時，二次端電壓與空載時相比，是否一定增加？ 答：兩種簡化相量圖為：圖（a）為帶阻感性負(fù)載時

26、相量圖，（b）為帶阻容性負(fù)載時相量圖。從相量圖可 見，變壓器帶阻感性負(fù)載時，二次端電壓下降（U2U1），帶阻容性負(fù)載時，端電壓上升（U2U1）o rxr簡化等效電路 k=ri+r2短路電阻 k=X1+X2短路電抗 m,Xm-勵磁電阻，勵磁電抗 rk,Xk-短路電阻，短路電抗 從相量圖 2-19變壓器二次側(cè)接電阻、電感和電容負(fù)載時，從一次側(cè)輸入的無功功率有何不同，為什么？ 答：接電阻負(fù)載時，變壓器從電網(wǎng)吸收的無功功率為感性的，滿足本身無功功率的需求；接電感負(fù)載時， 變壓器從電網(wǎng)吸收的無功功率為感性的，滿足本身無功功率和負(fù)載的需求，接電容負(fù)載時，分三種情況： 1）當(dāng)變壓器本身所需的感性無功功率與容

27、性負(fù)載所需的容性無功率相同時，變壓器不從電網(wǎng)吸收無功功 率，2）若前者大于后者，變壓器從電網(wǎng)吸收的無功功率為感性的；3）若前者小于后者，變壓器從電網(wǎng)吸 收的無功功率為容性的。 220空載試驗時希望在哪側(cè)進(jìn)行？將電源加在低壓側(cè)或高壓側(cè)所測得的空載功率、空載電流、空載電流百分?jǐn)?shù)及激磁阻抗是否相等？如試驗時，電源電壓達(dá)不到額定電壓，問能否將空載功率和空載電流換算到對應(yīng)額定電壓時的值，為什么？ 答：低壓側(cè)額定電壓小，為了試驗安全和選擇儀表方便，空載試驗一般在低壓側(cè)進(jìn)行。 低壓側(cè)各物理量下標(biāo)為2?？蛰d試驗無論在哪側(cè)做，電壓均加 空載功率大約等于鐵心損耗，又根據(jù)pFeBm2f1.3 所以鐵損耗基本不變，空

28、載功率基本相等。 勵磁阻抗ZMU1N,Zm23，由于I02KI0I,UINKU2N,所以Zm1Km2,高壓 1 01I02 側(cè)勵磁阻抗Zm1是低壓側(cè)勵磁阻抗zm2的K2倍。 不能換算。因為磁路為鐵磁材料，具有飽和特性。磁阻隨飽和程度不同而變化，阻抗不是常數(shù)， 所以不能換算。由于變壓器工作電壓基本為額定電壓，所以測量空載參數(shù)時，電壓應(yīng)加到額定值 進(jìn)行試驗，從而保證所得數(shù)據(jù)與實際一致。 以下討論規(guī)定高壓側(cè)各物理量下標(biāo)為1, ml m2 U1NN2 U2NN1 不變, 變時, 根據(jù)U KU2N U2N 磁導(dǎo)率不變，磁阻 E4.44fN N2 KN2 1,即 U1N一知m1而而 ml l- 一不變。

29、S 無論在哪側(cè)做，勵磁磁動勢都一樣，即 U2N m24.44fN2 m2。因此無論在哪側(cè)做，主磁通不變，鐵心飽和程度 根據(jù)磁路歐姆定律FIN m可知, 在Rm、m不 F01F02,因此I01N1I02N2, 101則1 102 立顯 N1K 然分別在高低壓側(cè)做變壓器空載試驗，空載電流不等，低壓側(cè)空載電流是高壓側(cè)空載電流的 K倍。 空載電流百分值I01(%)3100(%),I02(%) I1N -100(%),I2N 由于I02KI01,I2NKIIN, 所以101(%)=102(%) ,空載電流百分值相等。 ,因為無論在哪側(cè)做主磁通都相同，磁密不變, 2-21短路試驗時希望在哪側(cè)進(jìn)行？將電源加

30、在低壓側(cè)或高壓側(cè)所測得的短路功率、短路電流、短路電壓百 分?jǐn)?shù)及短路阻抗是否相等？如試驗時，電流達(dá)不到額定值對短路試驗就測的、應(yīng)求的哪些量有影響，哪些 量無影響？如何將非額定電流時測得U、PK流換算到對應(yīng)額定電流IN時的值？ 答：高壓側(cè)電流小，短路試驗時所加電壓低，為了選擇儀表方便，短路試驗一般在高壓側(cè)進(jìn)行。 以下討論規(guī)定高壓側(cè)各物理量下標(biāo)為1,低壓側(cè)各物理量下標(biāo)為2。 電源加在高壓側(cè)，當(dāng)電流達(dá)到額定值時，短路阻抗為zK1一方一(x1王產(chǎn)，銅損耗 為PculIlN2(12)，短路電壓UKN1IINZKI,短路電壓百分值為1(%)在1100(%) UlN 電源加在低壓側(cè)，當(dāng)電流達(dá)到額定值時，短路阻

31、抗為 ZK2 12)2(X1X2)2, 銅損耗為pcu2 12N(11 短路電壓 UKN2 I2NZK2,短路電壓百 分值為 UK2(%), U2N 100(%), 根據(jù)折算有 2 K212,11 X2K2X2,X1 X1 短路電阻rK1 K2俏 12)KK2, 短路電抗XK1 X1X2 2X12 K(-VX2)KXK2, K 所以高壓側(cè)短路電阻、短路電抗分別是低壓側(cè)短路電阻、短路電抗的K2倍。 于是，高壓側(cè)短 路阻抗也是低壓側(cè)短路阻抗的K2倍； .1. 由I!NI2N推得Pcu1Pcu2,高壓側(cè)短路損耗與低壓側(cè)短路損耗相等；而且 K UK1KUK2,高壓側(cè)短路電壓是低壓側(cè)短路電壓的K倍； 再

32、由U1NKU2N推得UK1(%)UK2(%),高壓側(cè)短路電壓的百分值值與低壓側(cè)短 路電壓的百分值相等。 因為高壓繞組和低壓繞組各自的電阻和漏電抗均是常數(shù)，所以短路電阻、短路電抗 1K,XK也為常數(shù)，顯然短路阻抗恒定不變。電流達(dá)不到額定值，對短路阻抗無影響, 對短路電壓、短路電壓的百分?jǐn)?shù)及短路功率有影響，由于短路試驗所加電壓很低，磁 路不飽和，勵磁阻抗很大，勵磁支路相當(dāng)于開路，故短路電壓與電流成正比，短路功 率與電流的平方成正比，即U3 IN UK IK pKN IN2 PK Ik2 ,于是可得換算關(guān)系UKN 2 PK N2 IkpKN 222當(dāng)電源電壓、頻率一定時，試比較變壓器空載、滿載(20

33、)和短路三種情況下下述各量的大 小(需計及漏阻抗壓降)： (1)二次端電壓12;(2)一次電動勢Ei；(3)鐵心磁密和主磁通mO * 答：(1)變壓命電壓變化率為u(rkcos2xksin2),二次端電壓 U2(1U)U2N,空載時，負(fù)載系數(shù)=,電壓變化率U0,二次端電壓為U2N； 滿載(2Ob時，負(fù)載系數(shù)=1,電壓變化率U0,二次端電壓U2小于U2N； 短路時二次端電壓為。顯然，空載時二次端電壓最大，滿載(20)時次之，短 路時最小。 . (2)根據(jù)一次側(cè)電動勢方程U1E1I1(r1jx1)E1I1Z1可知，空載時|1最 . 小，漏電抗壓降I1Z1小，E1則大；滿載時|1I1N,漏電抗壓降I

34、1Z1增大，E1減 . 小；短路時I1最大，漏電抗壓降I1Z1最大，E1更小。顯然，空載時E1最大，滿載時 次之，短路時最小。 (3)根據(jù)E14.44fN1m知，mE，因為空載時E1最大，滿載時次之， 1m4.44fN1 短路時最小，所以空載時m最大，滿載時m次之，短路時m最小。因為磁密 Bmm,所以空載時Bm最大，滿載時Bm次之，矢g路時Bm最小。S 2-23為什么變壓器的空載損耗可以近似看成鐵損，短路損耗可近似看成銅損？負(fù)載時變壓器真正的鐵耗和 銅耗與空載損耗和短路損耗有無差別，為什么？ 答：空載時，繞組電流很小，繞組電阻又很小，所以銅損耗I02r1很小，故銅損耗可以忽略，空載損耗可以 .

35、 近似看成鐵損耗。測量短路損耗時，變壓器所加電壓很低，而根據(jù)U1E1I1(r1jx1)E1I1Z1 一.E1. 可知，由于漏電抗壓降I1Z1的存在，E1則更小。又根據(jù)E14.44fN1m可知，m，因為 4.44fN1 E，很小，磁通就很小，因此磁密很低。再由鐵損耗p“可知鐵損耗很小，可以忽 略，短路損耗可以近似看成銅損耗。負(fù)載時，因為變壓器電源電壓不變，E1變化很小(E1U1),主磁 通幾乎不變，磁密就幾乎不變，鐵損耗也就幾乎不變，因此真正的鐵損耗與空載損耗幾乎無差別，是不變損耗。銅損耗與電流的平方成正比，因此負(fù)載時的銅損耗將隨電流的變化而變化，是可變損耗，顯然，負(fù) 載時的銅損耗將因電流的不同

36、而與短路損耗有差別。 2-24變壓器電源電壓不變，負(fù)載（20）電流增大，一次電流如何變，二次電壓如何變化？當(dāng)二次電 壓過低時，如何調(diào)節(jié)分接頭？ . . I2N-I2 答：根據(jù)磁動勢平衡方程I1N1I2N2IoN1可知，I1Io（2）Io，當(dāng)負(fù)載電流（即 N1K *12 12）增大時，一次電流一定增大。又電壓變化率u（rkcos2Xksin2）,其中，負(fù)載 I2N 電流增大時，增大。因為20,所以u0且隨著的增大而增大，于是，U2（1U）U2N將減 小。 因為變壓器均在高壓側(cè)設(shè)置分接頭，所以，變壓器只能通過改變高壓側(cè)的匝數(shù)實 現(xiàn)調(diào)壓。二次電壓偏低時，對于降壓變壓器，需要調(diào)節(jié)一次側(cè)（高壓側(cè)）分接頭

37、，減少匝數(shù)，根據(jù) UI.UI UIEI4.44fN1m可知，主磁通m1將增大，每匝電壓,4.44fm將增大，一次電4.44fN1N1 壓U24.44fN2m提高。對于升壓變壓器，需要調(diào)節(jié)二次側(cè)（高壓側(cè)）分接頭，增加匝數(shù)，這時，變壓 器主磁通、每匝電壓均不變（因一次側(cè)電壓、匝數(shù)均未變），但是由于二次側(cè)匝數(shù)增加，所以其電壓 U24.44fN2m提高。 2-25有一臺單相變壓器， 額定容量為5千伏安， 高、 低壓側(cè)均有兩個線圈組成， 原方每個線圈額定電壓均為UN=1100伏， 副方均為UN=110伏，用這臺變壓器進(jìn)行不同的連接，問可得到幾種不同的變化？每種連接原、副邊的額定電流為多少？ 解：根據(jù)原、

38、副線圈的串、并聯(lián)有四種不同連接方式： 1）原串、副串： K 2UIN 21100 10 2U2N 2110 SN 5000 I1N 2.273 2UIN 21100 SN 5000 I2N 22.73A 2U2N 2110 2U1N 21100 2）原串、副并： K IN 20 U2N 110 SN 5000 I1N 2.273 2UIN 21100 I2N SN 5000 45.45A U2N 110 3）原并、副串： K U1N 1100二 5 2110 2U2N SN 5000A I A545A I1N H-.55AA U1N 1100 SN 5000” I2N 2273A 乙 2U2N

39、 2110 4）原并、副并： K U1N U2n 1100 10 110 SN 5000 4.545A I1N U1N 1100 1 SN 5000 45.45A I2N U2N 110 220 U1N/U2N1/11kV,fN=50赫，線圈為銅線。 空載試驗（低壓側(cè)）：U0=11kV、|0=45.4A、P0=47VV 短路試驗（高壓側(cè)）：U=9.24kV、Ik=157.5A、Pk=129V（試求（試驗時溫度為150C）: （1）折算到高壓側(cè)的“T形等效電路各參數(shù)的歐姆值及標(biāo)么值（假定r1r22，小x2巫）; 22 （2）短路電壓及各分量的百分值和標(biāo)么值; （3）在額定負(fù)載，cos21、cos

40、20.8（20）和cos20.8（20）時的電壓變化率和二次端 電壓，并對結(jié)果進(jìn)行討論。 Pc47103 低壓側(cè)勵磁電阻rm322.8 10245.42 低壓側(cè)勵磁電抗xm；zm2rm2.242.29222.82 220 變比KUN311.547 U2N11 折算到高壓側(cè)的勵磁電阻rmK2rm11.547222.83040（4）在額定負(fù)載, cos20.8(20)時的效率; (5)當(dāng)cos20.8(2 0）時的最大效率。 解：（1）低壓側(cè)勵磁阻抗zm U0 11103 45.4 242.29 2-26一臺單相變壓器, 4二20000kVA, 241.21 折算到高壓側(cè)的勵磁電抗xmK2xm 1

41、1.5472241.2132161.3 高壓側(cè)短路阻抗zk UK 3 9.2410 157.5 58.67 高壓側(cè)短路電阻rk Pk I7 3 12910 5.2 157.5 高壓側(cè)短路電抗 Xkz，rk2 D,d2c (c)(d) 3-6D,Y(A/Y)、Y,d(Y/A)、Y,y(Y/Y)、和壓呈何關(guān)系？ 答：D,y接線K一 U2NU2N bAa Y,d9 /c ) D,d4 D,d(A/A)接線的二相變壓器，其變比K與兩側(cè)線電 瓜1N U2N 3-8為什么說變壓器的激磁電流中需要有一個三次諧波分量，如果激磁電流中的三次諧波分量不能流通，對線圈中感應(yīng)電動機(jī)勢波形有何影響？ 答：因為磁路具有飽

42、和特性，只有尖頂波電流才能產(chǎn)生正弦波磁通，因此激磁電流需要有三次諧波分量（只 有這樣，電流才是尖頂波）。 如果沒有三次諧波電流分量，主磁通將是平頂波，其中含有較大的三次諧波分量，該三次諧波磁通將 在繞組中產(chǎn)生三次諧波電動勢，三次諧波電動勢與基波電動勢疊加使相電動勢呈尖頂波形，繞組承受過電壓，從而危及繞組的絕緣。 3-9Y/A接線的三相變壓器，三次諧波電動勢能在A中形成環(huán)流，而基波電動勢能否在A中形成環(huán)流，為什么？ 答：三次諧波電動勢大小相等，相位互差360,即相位相同，因此在d中能夠形成環(huán)流。 而基波電動勢大小相等，相位互差120,任一瞬間三相電動勢代數(shù)和恒等于0,因而不能在d中形成環(huán)流。 3

43、-10試分析為什么三相組式變壓器不能采用Y/Y。接線，而小容量的三相心式變壓器卻可以？ 答：三相組式變壓器由于三相磁路彼此獨立，有三次諧波磁通通路。如果采用Y,y接線，三次諧波電流 將不能流通，電流為正弦波，由于磁路具有飽和特性，主磁通是平頂波，其中含有較大的三次諧波磁通，相繞組將感應(yīng)較大的三次諧波電動勢，它與基波電動勢疊加使相電動勢呈尖頂波形，繞組承受過電壓，從而危及絕緣。如果采用Y,yn接線，負(fù)載時二次側(cè)可以為三次諧波電流提供通路，但由于受到負(fù)載阻抗的影響，三次諧波電流不可能大，因而對主磁通波形的改善甚微，也就不能改善電動勢波形。 心式變壓器由于磁路彼此不獨立，沒有三次諧波磁通通路，三次諧

44、波磁通只能從鐵軻中散發(fā)出去，經(jīng)由變壓器油及油箱壁構(gòu)成回路，因磁阻很大，三次諧波磁通很小，因此主磁通近似為正弦波形，相電動勢波形也就基本為正弦波。但是由于三次諧波磁通頻率為基波頻率的3倍，將在經(jīng)過的箱壁及其它結(jié)構(gòu)件中 Y,d 接線 U1N Y,y 接線 D,d 接線 U1N U2N 3-7試畫出Y,y2(y/Y-2) 答：Y,y2Y,d5 U2N U2N 3U2N U1N U1N 、3 U1N U2N U1N U2N 、Y,d5(Y/ U2N A-5）、D,y1（A/Y-1）三相變壓器的接線。 D,y1 產(chǎn)生較大的渦流損耗，引起局部過熱，并降低變壓器效率，因此這兩種接線只適用于小容量的三相心式變

45、壓器。 第四章變壓器運行 4-1變壓器并聯(lián)運行的理想條件是什么？試分析當(dāng)某一條件不滿足時的變壓器運行情況。答：變比相等 組別相同 短路阻抗的標(biāo)么值相等，短路阻抗角相等 具體分析： (一) 變比不等時的并聯(lián)運行 (1)空載運行時的環(huán)流 因為變比KiWKn,所以變壓器二次電動勢U1,在電動勢差的作用下，兩臺變壓器之間產(chǎn)生環(huán)流， KK . UiU1 KK 其為|C,因短路阻抗甚小，故即使變比K相差不大，它也能引起較大環(huán)流。 ZKZK (2)負(fù)載運行 負(fù)載運行時，變比小的變壓器所分擔(dān)的電流大，而變比大的變壓器所分擔(dān)的電流小，因此，變比不等影響變壓器的負(fù)荷分配，若變比小的變壓器滿載，則變比大的變壓器就達(dá)

46、不到滿載，故總?cè)萘烤筒荒艹浞直焕谩?(二) 連接組別不同時的并聯(lián)運行 連接組別不同時，二次側(cè)線電動勢的相位差最小為30 ,二次繞組電動勢差為 E22E2Sin15o0.52E2,它為線電動勢的52%相電動勢的J352%=90%如此大的電動勢差作用 在由兩副繞組構(gòu)成的回路上，因為變壓器短路阻抗甚小，必然產(chǎn)生很大環(huán)流，它將燒毀變壓器繞組，故連接組別不同的變壓器絕對不允許并聯(lián)運行。 (三)短路阻抗標(biāo)么值不等時的并聯(lián)運行 11. 經(jīng)過分析，此時：，式中，分別為兩臺變壓器的負(fù)載系數(shù)。因此，短路阻 ZKZK 抗標(biāo)幺值不等的結(jié)果，使短路阻抗標(biāo)幺值大的變壓器所分配的負(fù)載小，而使短路阻抗標(biāo)幺值小的變壓器所分配

47、的負(fù)載大，致使總有一臺變壓器的容量不能被充分利用。 為使各臺變壓器所承擔(dān)的電流同相，還要求各臺變壓器的短路阻抗角相等。 4-2一臺Y,d11(Y/A-11)和一臺D,y11(A/Y-11)連接的三相變壓器能否并聯(lián)運行，為什么? 答：可以，因為它們二次側(cè)線電動勢(線電壓)具有相同的相位。 4-3如圖4-22所示，欲從35千伏母線上接一臺35/3千伏的變壓器B,問該變壓器就是哪一種連接組別？ 答：采用Y,y10或D,d10組別。 由圖示可知，10.5KV母線電壓超前35KV母線電壓30 ,3KV母線電壓又超前于10.5KV母線電壓30。因此，3KV母線電壓超前35KV母線電壓60 ,故B3應(yīng)采用1

48、0號組別。 4-4有四組組別相同的單相變壓器，數(shù)據(jù)如下: 1、100KVA3000/230V,5=155V,IKI=34.5A,PKI=1000W 2、100KVA3000/230V,5=201V,IKII=30.5A,RII=1300W 3、200KVA3000/230V,Lk=138V,IKIII=61.2A,PKIII=1580VV 4、300KVA3000/230V,UIV=172V,IKIV=96.2A,RIV=3100VV問哪兩臺變壓器并聯(lián)最理想? K=3000/230。計算短路阻抗標(biāo)么值和短路阻抗角: L155 I：短路阻抗ZK2554,493 IK34.5 短路電阻K與粵0.8

49、4 IK34.52 ,ZKr：4.49320.8424.4138 UNIUNI3000290 KTsNT100103 短路阻抗標(biāo)么值ZK生4930.05 ZNI90 短路阻抗角Ktg1（迎）79.220 K n:短路阻抗ZK迎6.59 KII30.5 短路電阻RKII學(xué)蟠21.3975 KII30.5 短路電抗xKII.ZKUrKI,6.5921.397526.44 基準(zhǔn)阻抗。器吃第90 短路阻抗標(biāo)么值ZK”迎照0.0732 ZNII90 答：四臺變壓器變比相同，均為 短路電抗xK 基準(zhǔn)阻抗ZNI 短路阻抗角KIItg1（迎）77.760 rKII III.短路阻抗zK川U幽2.2549 IK

50、III61.2 短路電阻rK|PL絲嗎0.42185 IKIII61.2 短路電抗 xK| ZKIII 2Kill .2.25492 2 0.421852 2.21509 基準(zhǔn)阻抗 ZNIII UNIII U2 UNIII 2 30002 45 INIII SNIII 200103 短路阻抗標(biāo)么值ZKIII225490.05 ZNIII45 短路阻抗角KIIItg1(迎)tg2,21509)79.220 rKIII0.42185 U172 IV：短路阻抗ZK1VU空-1721.788 IKIV96.2 短路阻抗標(biāo)么值zK1V217880.0596 Z|VN30 K川，根據(jù)變壓器并聯(lián)運行條件，I

51、,出變壓器并聯(lián)運行最理想。 4-5試說明為什么三相組式變壓器不能采用Y,yn（Y/Y”接線，而三相小容量心式變壓器卻可采用？ 答：（1）從電壓波形來看，組式變壓器三相磁路彼此獨立，有三次諧波磁通通路，而采用Y,yn接線時, 雖然二次側(cè)可以為三次諧波電流提供回路，但是三次諧波電流要流經(jīng)負(fù)載阻抗，受負(fù)載阻抗的影響，其值不可能大，因而對主磁通波形的改善程度甚微，即主磁通呈平頂波，相電動勢呈尖頂波。心式變壓器磁路彼此不獨立，沒有三次諧波磁通通路，三次諧波磁通只能經(jīng)過變壓器油和油箱壁閉合，因為磁路磁阻大，其值很小，因此，繞組中三次諧波電動勢很小，相電動勢波形基本為正弦波，但是，由于三次諧波磁通的頻率為基

52、波磁通頻率的三倍，鐵心損耗較大，引起局部過熱，降低變壓器效率，因此這種接線只適用于小容量的心式變壓器（見3-10題） Y,yn接線的組式變壓器接單相負(fù)載時，由于零序阻抗大(Zm0Zm),負(fù)載電流將很小，因此根本 短路電阻 rKIV PKIV 3100 0.335 I2 1KIV 96.22 短路電抗 xKIV ,ZKIV 2rKIV .1.7882 0.3352 基準(zhǔn)阻抗 UNIV UNIV 2 30002 30 ZNIV INIV SNIV 3 30010 1.7563 短路阻抗角 KIV tg仔 11.7563 tg() 0.335 79.2o * 田于ZKIZKIII,KI 不能帶單相負(fù)

53、載；而心式變壓器，由于零序阻抗很小(Zmo很小)，單相負(fù)載電流的大小主要由負(fù)載 阻抗決定，因此它可以帶一定的單相負(fù)載。 綜上，電力系統(tǒng)中組式變壓器不能采用Y,yn接線，而小容量的心式變壓器可以采用。 4-6試分析Y,yn(Y/Yo)接線的三相變壓器，在不對稱運行時產(chǎn)生中性點位移的原因？ 答：Y,yn接線變壓器不對稱運行時，二次側(cè)有正序、負(fù)序和零序分量電流，而一次側(cè)由于Y接無中線， 故只有正序和負(fù)序分量電流，沒有零序分量電流。這樣一、二次側(cè)的正序和負(fù)序分量電流所建立的正序和 負(fù)序磁動勢恰好互相平衡。而惟獨由二次側(cè)零序分量電流所建立的零序磁動勢得不到平衡。它就起了勵磁 磁動勢的作用，在變壓器鐵心中

54、激勵零序磁通中。，它在各相繞組中產(chǎn)生零序電動勢E。，疊加在各相電壓 上，結(jié)果使帶負(fù)載相的端電壓下降。而不帶負(fù)載相的端電壓升高。此時盡管外加線電壓對稱，但是三相電 壓不再對稱。在相量圖中表現(xiàn)為相電壓中點偏離了線電壓三角形的幾何中心，稱為“中性點位移”。 4-7變壓器短路阻抗大小與短路電流大小有何關(guān)系，為什么大容量變壓器把短路阻抗設(shè)計得小一點？ 答：因為IKU*,所以短路電流大小與短路阻抗大小成反比。ZK UN IZZ1* 因為IK,所以為了限制短路電流，應(yīng)將 ZK設(shè)計得較大。 ININZKZK 48變壓器在什么情況下發(fā)生短路，線圈中不存在瞬變分量，而又在哪種情況下突然短路，其瞬變分量的初值最大，

55、經(jīng)過多久出現(xiàn)沖擊電流，大致為額定電流的多少倍？ 答：當(dāng)Ui，31(最大值)時發(fā)生突然短路。繞組中不存在暫態(tài)分量短路電流。當(dāng)Ui0時發(fā)生突然短 路，繞組中暫態(tài)分量短路電流初始值最大。經(jīng)過半個周期(t)時出現(xiàn)沖擊電流，其值約為額定電流的2436倍。*一、一，、一一一*_* 4-9有一臺60000千伏安，220/11千伏，Y,d(Y/A)接線的二相變壓器，rk0.008,xk0.072 求： (1) 高壓側(cè)穩(wěn)態(tài)短路電流值及為額定電流的倍數(shù)； (2) 在最不得的情況發(fā)生突然短路，最大的短路電流是多少？ 3解：一次側(cè)額定電流I1N_N60000一0157.46A .3U1N3220103 2*2 短路阻

56、抗標(biāo)么值ZK.rKxK,0.07220.00820.07244 短路電流標(biāo)么值和短路電流有名值 .2(1.71.8)13.8157.465224.125531.42A 4-10試分別分析短路試驗和突然短路時變壓器鐵心的飽和情況？ 答：短路試驗時，一次側(cè)所加電壓很低，由于漏阻抗壓降的存在，導(dǎo)致E14.44fN1mU1, 于是，主磁通很小，磁路不飽和；突然短路時，電流很大，漏阻抗壓降很大，因此二次側(cè)主感應(yīng)電動勢 E2I2（r2jx2）比短路試驗時大，主磁通相比也大，因此磁路比短路試驗時飽和，但是主磁通比正常運行時小，因此磁路飽和程度比正常運行時低。 4-11變壓器空載電流很小，為什么空載合閘時會很

57、大（即出現(xiàn)激磁涌流）？為什么激磁涌流的衰減較突然 短路電流要慢？ 答：空載合閘時磁通出現(xiàn)瞬變過程。由于暫態(tài)分量的存在，使鐵心磁通大約可達(dá)穩(wěn)態(tài)磁通的2倍。于是磁 路過于飽和，根據(jù)磁化曲線的飽和特性，此時的激磁電流將達(dá)正常穩(wěn)態(tài)空載電流的數(shù)十至近百倍，稱為勵磁涌流。 由于一次繞組電阻1比短路電阻k小，而總電感L又比短路電感LK大，所以空載合閘的時間常數(shù) LK 大很多，因此空載合閘電流衰減要較突然短路電流慢得多。 K 4-12將額定電壓為10KV的變壓器， 空載合閘到3KV的交流電源上， 問空載合閘電流比額定電流大還是小， 能否產(chǎn)生激磁涌流， 為什么？ 答：空載合閘電流比額定電流小。不能產(chǎn)生勵磁涌流。

58、因為空載合閘到3KV電源上，最嚴(yán)重情況時，磁通 將達(dá)穩(wěn)態(tài)磁通的2倍左右，即對應(yīng)6kV電壓的磁通。根據(jù) U1E14.44fN1m 可知，此時的磁通必定小于對應(yīng)10kV電壓的磁通，勵磁電流比加10kV電壓時的空載穩(wěn)態(tài)電流還小，因 此它一定比額定電流小很多，不可能產(chǎn)生勵磁涌流。 4-13試分析比較變壓器突然短路和空載合閘兩種瞬變過程的相同和不同之處，畫出它們電流的變化曲線？ 答：突然短路和空載合閘，從表面上看是截然不同的兩種瞬變過程，但它們在很大程度上卻十分相似，均UN _ZK IN ZN1 * ZKZK 0.07244 13.8 * 1K11N 13.8 157.462172.95A 6000KV

59、屬大容量變壓器 Ky 1.71.8 * 取大短路電流：1Kmax Ky4 ZK * KylK iKmax2iKmaxI1N 2KylKl1N L 比突然短路的時間常數(shù) 1 是r、L線圈在正弦激勵下的零狀態(tài)響應(yīng)。 不同的是前者是和Lk空心線圈（漏磁通）的瞬變過程，而后者是r1和Lo鐵心線圈（主磁通）的瞬 變過程。前者短路電流ik1,故直接反映短路電流的瞬變過程，而后者空載電流io不與主磁通o成 正比，故反映的是主磁通的瞬變過程。 不管怎樣，它們均是r、L線圈在正弦激勵下的零狀態(tài)響應(yīng)，所以反映它們瞬變過程的數(shù)學(xué)表達(dá)式結(jié)構(gòu)形式完全相同： t ikIkmsin（tk）Ikmsin（k）eTk t 0m

60、Sin（to）mSin（o）eTo 1）當(dāng)tO,9OO（即ui為最大）時，最不嚴(yán)重，此時自由分量為零。 2）當(dāng)tO,O（即ui=O）時，最嚴(yán)重，此時自由分量最大。 突然短路的沖擊電流可達(dá)額定電流的二、三十倍，空載合閘可能由于磁路飽和而出現(xiàn)的激磁涌流可達(dá)額定電流的數(shù)倍。（電流變化曲線見教材）。 第五章三相異步電動機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu) 5-1三相異步電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn)，怎樣改變它的極性？ 答：（1）電生磁：定子三相繞組通以三相正弦交流電流產(chǎn)生一個以同步速ni、轉(zhuǎn)向與相序一致（順時針方 向）的旋轉(zhuǎn)磁場。假定此瞬間旋轉(zhuǎn)磁場極性由上到下（如圖所示） （2）（動）磁生電：由電磁感應(yīng)理論：靜止的轉(zhuǎn)子繞組切割定