第一章变压器的结构与工作原理试题及答案文档格式.docx
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答；
A
4.三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的电压
A空载线B空载相C额定负载时的线
5.单相变压器通入正弦激磁电流，二次侧的空载电压波形为。
A正弦波B尖顶波C平顶波
6.★★变压器的其它条件不变，若原副边的匝数同时减少10%,则Xi,X2及Xm的大
小将。
Xi和X2同时减少10,Xm增大
Xi和X2同时减少到0.81倍，Xm减少
Xi和X2同时减少到0.81倍，Xm增加
D:
X1和X2同时减少10%,Xm减少
7.★如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流
不变；
B:
增大一倍；
C:
增加很多倍；
D:
正常工作；
E:
发热但无损坏危险；
F:
严重发热有烧坏危险
C,F
8.联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为。
A:
电压变化率太大；
B:
空载环流太大；
C：
负载时激磁电流太大；
D:
不同联接组号的变压器变比不同。
9.★★三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免
线电势波形放生畸变；
相电势波形放生畸变;
损耗增大；
有效材料的消耗增大。
10.★变压器原边每匝数增加5%,副边匝数下降5%,激磁电抗将
不变B:
增加约10%C:
减小约10%
11.三相变压器的变化是指之比。
原副边相电势B:
原副边线电势C:
原副边线电压
12.磁通©
，电势e正方向如图，Wi匝线圈感应的电势e为
d①/dtB：
Wid①/dtC:
-Wid①/dt
13.★变压器铁耗与铜耗相等时效率最大，设计电力变压器时应使铁耗铜耗。
大于B:
小于C:
等于
14.★两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗分配。
大小成反比B:
标么值成反比C:
标么值成正比
15.★将50HZ的变压器接到60HZ电源上时，如外加电压不变，则变压器的铁耗
空载电流;
接电感性负载设计，额定电压变化率。
A变大B变小
B,B,A
16.
★★当一台变压器的原边匝数比设计少10%（副边匝数正常）则下列各值的变化为：
17.
19.变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压。
A,呈上升趋势；
B,不变，C,可能上升或下降
20.★单相变压器铁心叠片接缝增大，其他条件不变，则空载电流。
A,增大；
B,减小；
C,不变。
21.一台单相变压器额定电压为220/110V。
丫/y-12接法，在高压侧作短路实验，测得的短
路阻抗标幺值为0.06，若在低压侧作短路实验，测得短路阻抗标幺值为。
0.06，B：
0.03，
0.12，D:
0.24。
三、判断（每题1分）
1.
答:
变压器负载运行时副边电压变化率随着负载电流增加而增加。
（）
对
2.
电源电压和频率不变时，制成的变压器的主磁通基本为常数，因此负载时空载时感应
电势E1为常数。
（
）
错
3.
变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率。
4.
★变压器频率增加，激磁电抗增加，漏电抗不变。
5.
★变压器负载运仃时，原边和副边电流标幺值相等。
6.
★变压器空载运仃时原边加额疋电压，由于绕组电阻r1很小，因此电流很大。
7.
变压器空载和负载时的损耗是一样的。
8.
变压器的变比可看作是额定线电压之比。
9.
只要使变压器的一、二次绕组匝数不冋，就可达到变压的目的。
10.不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。
（）
四、简答（每题3分）
1.★从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？
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。
，产生
励磁磁动势F。
，在铁芯中产生交变主磁通e0,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!
和e2,且有
e,h-N,■-、e2=「N20显然，由于原副边匝数不等，即Ni*N2,原副边的感
dtdt
应电动势也就不等，即印工e2,而绕组的电压近似等于绕组电动势，即E,、U2疋E2,故
原副边电压不等，即Ui*U2,但频率相等。
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？
d©
d©
ee
由e,--N1、e^--N2可知，所以变压器原、副两边每
dtdtN1N2
匝感应电动势相等。
又E1,U2~E2,因此匕肚归当U1不变时，若N1减少，则每
n1n2
U1U2工
匝电压——增大，所以U2=N2——将增大。
或者根据U1、E1=4.44fN1「m，若N1减
N1N1
小，则；
:
第增大，又U2=4.44fN2：
」m，故U2增大。
3.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？
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。
4.变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？
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。
5.变压器原、副方额定电压的含义是什么？
变压器一次额定电压Uin是指规定加到一次侧的电压，二次额定电压U2N是指变
压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。
五、计算（每题5分）
电压为14.189伏，副方额定电流|2n=183.3A。
试求
（1）原副方线圈匝数；
（2）原线圈电流及额定容量；
（3）变压器运行在额定容量且功率因数为COS2=1、0.9（超前）和0.85（滞后）三种情况下的负载功率。
10
副方
解：
（1）原方u1N.5.7735kV
u2N=3.15kV
所以
U1N®
W1407T
14.189
U2N®
W2222T
（2）额定容量
Sn=3u2NI2N
SN3.15183.3=1000KVA
，-Sn_1000_5774A
I1N5/./4A
V3U1nJ3"
所以当Cos2=1时
P2=1000W
当Cos2=0.9时
P2=1000X0.9=900w
当Cos2=0.85时
P2二1000X0.85=850w
2.★一台3KVA,230/115伏单相变压器，原线圈电阻ri=03」，副线圈电阻门二0.05「,
原线圈漏抗X1；
「=0.81，副线圈漏抗X2;
：
.-=0.1「，铁耗PFe=45w，额定负载时铜耗
Z1N二山-17.634'
.1
I1N
=4.408门
_U2N
Z2N-
I2N
=5.524%
（2）供给负载3.04kw时，如不考虑电流对:
u的影响时,
u'
=rkCos：
2XkSin：
2
=0.028X0.95+0.0681XJ1-0.952
=4.78%
此时端电压
U'
=U2n（1—u）=115（1—0.0478）=109.5V
此时负载电流|2二竺二^3040=27.76A
U2109.5
这个电流对电压变化率的影响为
u=I2'
u
所以考虑电流变化对电压变化率的影响后电压变化率
A27.76
u4.78%=5.09%
26.087
端电压
U2=115（1-0.0509）=109.17V
负载电流
在这个负载时变压器的铁耗不变，铜耗为
实验名称
电压（伏）
电流（安）
功率（W）
电源加在
』、》-+4、空载
480
5.2
245
低压边
3.★一台单相变压器50KVA、7200/480V、60Hz。
其空载和短路实验数据如下
短路
157
7
615
高压边
试求：
（1）短路参数及其标么值；
（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；
rk:
Z1N
=0.0121
（3）额定负载电流、功率因数Cos「2=0.9滞后时的电压变化率、副边电压及
效率。
（注：
电压变化率按近似公式计算）
11NSN=6.944A
U1N
皿二电=104.1A7
U2N
（1）短路参数
_Uk157cc
Zk22.42-
Ik7
i二Pk=615=12.55'
?
I2k49
Xk=、Zk-rk=18.58」
其阻抗基值
U1N7200“CCcrC
Z1N1036.87'
I1N6.944
（2）空载时铁耗
满载铜耗
pFe：
Po二245w
69442
=（）615=605.2w
ZlZ=0.0216
Z1N
rk
⑶额定负载电流时I2=12N=104.167A
根据电压变化率近似公式
=「kCos：
2得
u=0.01210.90.0179.1一0.81=1.87%
此时副方电压U2二U2N（1-1.87%）=471.02V
所以P2=u2|2nCos「2=471104.1670.9=44158.64w
P1二P2P0PkN=44158.64245605.2=45008.64w
P2
i上100%=98.11%
P1
4.★一台单相变压器，50kVA，7200/480V，60Hz。
其空载和短路实验数据如下:
电压（V）
电流（A）
功率（w）
电源加在边
空载
（1）短路参数zk，rk，Xk及其相对值;
（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；
（3）额定负载电流，功率因数Cos「=0.9（滞后）
时的电压变化率，二次侧电压及效率。
（注：
电压变化率用近似公式计算）
解:
（1）
Sn=50kVA
I1N=Sn/U1n=6.94A
Z1N=U1N/I1N=1037.46Q
短路实验时，
1K=7A=|n
Zk=Us/Ik=157/7=22.43Q
Zs巾022
rs=615=12.55"
rs|S49
rs=0.012
22
Xs二：
Zs-「s=18.59门
Xs=0.018
⑵铁耗：
PFe=P°
|=245W
Un
铜耗：
Pcu=PkNI'
615W
IS=|N
⑶
心「（RsCos「2Xssin「2）
=0.0120.90.0180.44=0.019
U2二u2N（1-u）二480（1-0.019）=470.9V
载损耗P0=6.6kw，短路损耗Pk=21.2kw，求
★★一台三相变压器的铭牌数据如下，Sn=750KVA,5n/U2n=10000/400V,Y,ynO
联结。
低压边空载实验数据为：
U2o=400V,I20=60A,P0=3800w。
高压边短路实验
数据为：
Uik=440V,Iik=43.3A,Pk=10900w，室温20°
C，试求：
（1）变压器的参数，并画出等值电路；
（2）当：
a）额定负载COS」=0.8,
（2）COS（-：
）=0.8时，计算电压变化率「山％、二次侧电压U2及效率。
1—Sn—750_433A
I1^3U1^310一.A
U—10000/丄133如Z|皿43.3
1、空载实验:
低压方：
Z=U2-=400/3=3.85-
Z0|20「60
P03800ccs
R0Rm°
35
3I2^3汉602
Xm=239.80
X。
Xm「Z：
R43.83」
由短路实验：
200C时；
zU1^=440/，3=5.87，.1
ZS|1一43.3
Pk10900c
RSk厂1.94"
3圧申3汉43.32
Rs=0.0145
1
=寸Rs
1x^x^=2x^2-771
2、
Cos2-0.8（滞后）且：
=1
-u=-（RsCos:
2XsSin「2）二0.01450.80.04150.6二0.0365
U2二U2N（1-厶u）=4000.9635=385.4V
PPkN^P。
_-2
SnC°
S「2一PkNP0
109003800
7500000.8109003800一97.6%
当Cos®
2=0.8（超前）时:
u=2（RSCos:
2-XsSin2）=-0.0133
U2二u2N（1一u）=4001.0133=405.32V
=1
PSn
_2
PkN貝97.6%
PkNP0
19.★★有一台变压器容量Sn=5600kVA,5n/U2n=6.3/3.3kV,Y,yn0,Uk=10.5%,
铁耗PFe=25.5kw，铜耗Pm=62.5kw，今改为自耦变压器5n/U2n=9.9/3.3kV，求：
1、改为自耦变压器后的容量Sn自与原来双绕组时的容量Sn双之比（其中电磁容量、
传导容量各为多少？
2、改为自耦变压器后，在额定电压时，稳定短路电流1心自为额定电流In的多少倍？
与原双绕组时的稳定短路电流比1心自/IKn双；
Cos'
'
=0.8落后时效率比未改前提高多少?
普通变压器：
Sn=5600=513.2A
I3U1n36.3
I2n=R=厂=986.6A
3U2N33.3
3、改为自耦变压器后，在额定负载
=7.09门
仝39.6513.2=4926.72、.3KVA=8533KVA
电磁容量：
5600KVA;
传递容量：
2933KVA一、*uS1….，亠
自耦：
ZZS=ZsZ1N=0.1057.09=0.069
ZSaZ1NaUg：
10・8
I1aN：
•:
屮11,c
ISa14.49
ISaZSa°
.069
Is=Is]1n=9.524513.2
ISa=ISa]1aN二14.49513-2
D=14.49=1.52倍
IS9.524
3、普通：
v_1PFePcu
^SnCos®
2+PFe+Pcu
25.5+62.5
-198.07%
56000.825.562.5
=125.562.598.7%
a85330.825.562.5
〉=98.7%-9807%=0.63%
2、普通：
短路电抗Is一贡皿24倍
23.★★有一台180kVA的铝线变压器，5n/U2N=10000/400V,50Hz，连接方式为
Y，yn，铁心截面积A=e-160cm，取铁心最大磁密Bm=1.45T，试求：
（1）一、二次绕组的匝数；
（2）按电力变压器标准要求，二次侧电压应能在额定上、下调节一5%，希望在高压绕组边抽头以调节抵压绕组边的电压，试问如何抽头？
（1）先由Bm=1.45T算出：
•：
5，即:
GmrBm^e=1.4516010仁2.3210-Wb
=1121匝
W_U1N_10000
1、34.44护:
窃.34.44502.3210,
kU1N1000025
U2N400
旦二竺=45匝
k25
（2）高压绕组抽头匝数
设高压绕组抽头匝数为W,'
因为
W1'
_5n
W?
U2N1二5%
k
1-5%
kW,
W
1068/1180匝
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