精品课第二章三相变压器题库.docx

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精品课第二章三相变压器题库

第二章三相变压器题库

一、填空题

1．三相变压器的原副绕组套在同一铁心柱上,当同极性端同为首端时,原副绕组感应电势之间的相位差为_________。

2.变压器的空载电流约为额定电流的_______倍

3.三相心式变压器的磁路特点是_______。

4.变压器空载合闸最不利的情况是α=_______.

5.变压器负载运行时原绕组的电流包含两个分量,一个是_________________,另一个是___________________.

6.变压器空载试验时输入的有功功率主要消耗在_____________________,短路试验时输入的有功功率主要消耗在____________________.

7.电力变压器短路阻抗标幺值Zk的大小,仅从负载时副边电压调整率小这一角度考虑时, Zk值越______越好。

8.额定容量为560KVA,Y,d11接法的三相变压器,额定电压为10000/400V,此变压器的变比K=____________,副边额定电流IN=_____________A.

9.额定电压为220/110V的单相降压变压器,额定容量为20KVA,若改接为330/110V的自耦变压器,其额定容量应为___________KVA,原边额定电流IN=_________A.

10.一台变压器带纯电阻负载运行时,欲增大输出功率,应使负载电阻_________,此时副边电压___________,副边电流_______________.

11.额定容量为320KVA,额定电压为400/110KV的三相双绕组变压器,改接为510/110KV的自耦变压器,其容量额定值应为__________KVA.

12.三相变压器的常见种类__________、__________

13.一台三相电力变压器副边额定电压U2N=400V,带上负载以后的线电压为380V,此时 变压器的电压变化率ΔU=___________.

14.电压互感器使用时副边不允许_________________,电流互感器使用时副边不允许_________________.

15.变压器铁心处于饱和状态时,若磁通波形为正弦波,则励磁电流为_______波.

16.变压器运行时效率的高低决定于_____________和____________

17.三相变压器组不能采用Y,y接法的原因是__________________________。

18.为充分发挥自耦变压器的优点,一般应取自耦变压器的变比kA=_______

19.变压器的电源电压因故升高,其它条件不变时,该变压器铁心饱和程度将___________________,空载电流I0将________________空载损耗P0将_______________.

二、选择题

20.变压器的负载电流增大时,其输出端电压将（）

A.上升 B.不变 C.下降 D.三种情况都可能

21.．一台三相变压器的额定电压U1N/U2N=10000/400V,绕组为Y/Δ—11接法，则其变比为（）

A.14.43 B.25 C.43.3

22.变压器原边供电电压因故降低5%时,为使副边电压不变,应将（）

A.原绕组匝数增加5% B.原绕组匝数减少5% C.副绕组匝数减少5%

23.变压器的空载损耗（）

A.全部为铁耗 B.全部为铜耗 C.主要为铁耗

24.变压器并联运行条件中要求最为严格的是（）

A.原副绕组的额定电压分别相等,即变比相等 B.连接组别相同

C.短路阻抗的标么值相等

25.一台电力变压器额定电流时的输出电压等于额定电压,则此时这台变压器所带负载为（）

A.电阻性负载 B.电感性负载 C.电容性负载

26.一台单相双绕组变压器的额定容量为10kVA,额定电压为220/110V,今若改接为330/220V的自耦变压器,该自耦变压器的额定容量应为 （）

A.6kVA B.30kVA C.20kVA D.10kVA

27.一台三相电力变压器:

SN=500kVA,U1N/ U2N =10/0.4kV,Y,Y0连接,下面数据中有一个是励磁电流的数值，它应该是（）

A.28.87A B.50A C.2A D.10A

28.一台联结组为Y,D11的三相电力变压器:

 U1N/ U2N =110/10kV,此变压器的变比K应等于（）

A.6.35 B.7.73 C.11

29.变压器副边绕组开路,原边电压因故升高时,变压器铁心中产生的铁损耗将（）

A.不变 B.增大 C.减小

30.若将单相变压器原、副绕组的匝数同时减少5%，原边所加电压不变，则此变压器将发生如下变化（）

A.磁通不变,输出电压不变 B.磁通增大,输出电压增大

C.磁通增大,输出电压不变 D.磁通减小,输出电压降低

31.Y,Y0联接的三相组式变压器,单相负载时会产生（）

A.原、副绕组相、线电压都不对称 B. 原、副绕组线电压都对称

C.副边相线电压都不对称 D.今仅副边电压不对称,其它电压都对称

32.两台变压器短路阻抗的标么值分别为ZKⅠ*=4.5%和ZKⅡ* =5.0%,负载系数分别为βⅠ和βⅡ,则（）

A.βⅠ＝βⅡ B.βⅠ＜βⅡ C.βⅠ＞βⅡ

三、问答题 

33.三相变压器变比和线电压比有什么区别？

折算时用前者还是后者？

[答案见后]

34.Yd接法的三相变压器，一次侧加额定电压空载运行，此时将二次侧的三角打开一角，测量开口处的电压，再将三角闭合测量电流，试问当此三相变压器是三相变压器或三相心式变压器时，所测得的数值有无不同？

为什么？

[答案见后]

35.变压器并联运行的最理想情况有哪些？

如何达到最理想的情况？

[答案见后]

36在三相变压器中，零序电流和零序磁通与三次谐波电流和3次谐波磁通有什么相同点和不同点？

[答案见后]

37为什么三相变压器组不宜采用Yyn联结，而三相心式变压器又可采用Yyn联结？

[答案见后]

38.Yy连接的变压器，一次侧接对称三相电压，二次侧二线对接短路，如图所示。

试用对称分量法分析出一、二次侧电流的对称分量，这种情况是否有中点位移？

为什么？

题38图[答案见后]

33.答三相变压器变比同单相变压器变比一样，表示一、二次侧相电动势之比，它等于一、二次侧绕组匝数之比。

而线电压比是指一、二次侧线电压之比，显然它可能等于变比，或等于变比的 倍（或 

倍），它的大小既与一、二次绕组联接法（星形联接或三角联接）有关。

折算时要用变比。

34答二次侧三角形开口所测得的电压为二次侧三相3次谐波电动势之和，组式变压器大，心式变压器小。

因为组式变压器三相磁路彼此无关，3次谐波磁通能沿铁心闭合，因此数值较大，从而感应的3次谐波电动势也较大。

而心式变压器三相磁路彼此相关，3次谐波磁通不能沿铁心闭合，只能借助油、油箱壁等漏磁路闭合，因此数值较小，从而感应的3次谐波磁动势也较小。

二次侧三角闭合所测得电流为3次谐波电流，无论是心式变压器还是组式变压器，所测得数值都很小。

因为二次侧的3次谐波电流起励磁作用，使得主磁通接近正弦形，3次谐波磁通很小，感应的3次谐波电动势很小，其数值要远小于二次侧三角形开口时的3次谐波电动势。

35答变压器并联运行最理想的情况有

（1）空载时，并联的各变压器一次侧之间没有环流。

（2）负载时，并联的各变压器所承担的负载电流按它们的额定容量成正比地分配。

为了达到上述并联运行的理想情况，各台变压器必须具备下列三个条件：

（1）各台变压器一次侧与二次侧额定电压对应相等；

（2）各台变压器的联接组号相同；

（3）各台变压器短路阻抗标么值相等。

36答二者的相同点有：

（1）都是随时间变化的正弦函数。

（2）三相电流和磁通的零序分量彼此同大小、同相位，对称三相系统中电流和磁通的3次谐波分量也是彼此同大小、同相位的。

（3）流通情况相同。

零序电流和3次谐波电流能否流通取决于绕组的联结法，零序磁通和3次谐波磁通的流通情况与三相磁路的结构有关。

二者的不同点有：

（1）频率不同，电流和磁通的零序分量的频率是基波频率，电流和磁通的三次谐波的频率是基波频率的三倍。

（2）产生的原因不同，电流和磁通的零序分量是三相不对称正弦波电流和磁通分解出来的，电流和磁通的3次谐波分量是非正弦波电流和磁通分解出来的。

37答 Yyn联结的三相变压器不对称运行或带单相负载时，会产生中点移动现象。

中点移动的大小主要取决于零序电动势的大小，而零序电动势的大小又取决于零序磁通的大小。

对于三相变压器组，零序磁通可以通过铁心闭合，故零序励磁阻抗等于正序阻抗，其数值很大，很小的零序电流可产生相当大的零序磁通，感应相当大的零序电势。

中点移动大，相电压严重不对称，导致用电设备不能正常工作，故不采用Yyn联结。

而三相心式变压器则情况大不相同，零序磁通以油和油箱为回路，零序阻抗很小，带不对称负载甚至单相负载时，中点移动也不严重，故可采用Yyn联结。

但零序磁通流经油箱壁时引起涡流损耗，为了尽量减小这种涡流损耗，以及尽量减小相电压的变化，对变压器的中线电流应加以限制。

38解忽略励磁电流，并认为二次侧量均已折算到一次侧。

电流方向如图所示。

已知

二次侧电流的各相序分量为

根据磁动势平衡关系，立即可得一次侧各相序电流为 

由于无零序电流而不存在零序磁场，因而不存在零序电势，故不会发生中点移动。

四、计算题

39.一台三相电力变压器:

N=31500kVA，U1N/U2N=220/11kV, YNd11联接，=50Hz,1=2 =0.038Ω, 1s=2s=8Ω,m=17711Ω,m=138451Ω，负载三角接，每相阻抗Z=11.52+j8.64Ω。

当高压方接额定电压时，试求：

（1）高压方电流，从高压方看进去cosφ1;

（2）低压方电动势2；

（3）低压方电压、电流、负载功率因数、输出功率。

[答案见后]

40.一台9系列的三相电力变压器，高低压方均为Y接，N=200kVA，U1N/U2N=10/0.4kV。

在低压方施加额定电压做空载试验，测得0=470W，0=0.018×2N=5.2A，求励磁参数。

[答案见后]

41.对习题3-20的变压器在高压方做短路试验：

k=400V、k=11.55A、k=3500W，求短路参数。

[答案见后]

42.一台三相电力变压器铬牌数据为：

N=20000kVA，U1N/U2N=110/10.5 kV，高压方Y接、低压方Δ接=50Hz ,k*=0.105,0=23.7kW,0*=0.65%kN=104kW。

若将此变压器高压方接入110kV电网、低压方接一对称三角形联接的负载，每相阻抗为16.37+j7.93Ω，试求低压方电流、电压、高压方电流及从高压方看进去的功率因数。

[答案见后]

43.仍采用习题42变压器的数据，当高压方施加额定电压，低压方负载电流为953.5A，负载功率因数 

（滞后）,求电压变化率，低压方电压，效率。

[答案见后]

44.试画出图所示各变压器的高、低压方电动势相量图，并判断其联接组。

题44图[答案见后]

45.一台三相变压器，高低压绕组同名端和高压绕组的首末端标记如图所示。

试将该变压器联接成Yd7、Yy4和Dy5。

并画出它们的电动势相量图。

题45图[答案见后]

39解:

 对于三相变压器，由于是对称的三相系统，故采用高压A相、低压a相、负载a相构成一台单相变压器，即可用前述等效电路计算，画出等效电路。

              T型等效电路 

解Ⅰ采用T型等效电路，如图所示。

变比：

（1）

从高压方看进去等效阻抗

（2）

（3）    

（实际上负载功率因数 

可直接从L得出） 

低压方电压:

低压方电流:

输出功率:

输出功率:

Γ型等效电路 

解Ⅱ采用Γ型等效电路，如图所示。

（1）由题意可知：

（2）如图可知：

（3）低压方电压：

低压方电流：

输出功率：

通过对T型和Γ型两种等效电路计算结果对比可知，所有电压、电流、功率、中间参数，两种方法误差小于0.5%，当然对小容量变压器误差会略大一些。

40解:

计算高低方额定相电压：

变比：

空载相电流：

每相损耗：

低压方励磁阻抗：

低压方励磁电阻：

低压方励磁电抗：

以上参数是从低压方看进去的值，现将它们折算至高压方 

在高压方施加额定电压时， ，空载损耗 。

可见在高压方、低压方施加额定电压做空载试验时，空载损耗相等。

41解：

相电压：

相电流：

一相损耗：

短路阻抗：

短路电阻：

短路电抗：

若在低压方做短路试验，则 

低压方电流：

低压方短路电阻：

低压方一相损耗:

：

计算表明，在低压方做短路试验时，负载损耗值不变，但 太小， 太大，调压设备难以满足要求，试验误差也较大。

42解:

采用Γ型等效电路：

低压方额定相电压：

2ψN =10500V 

低压方额定相电流：

低压方阻抗基值：

负载相阻抗标幺值：

负载支路电流标幺值：

低压方线电流：

低压方相电压标：

低压方线电压：

高压方空载电流标幺值：

高压方相电流标幺值：

高压方额定电流：

高压方电流：

从高压方看进去：

43解：

负载系数：

负载功率因数：

 由题42

低压方线电压：

此例的负载系数β、 

与题42相同，采用电压变化率计算低压方负载时的端电压与题3.19（采用等效电路）结果十分接近。

44答:

（a）Yy10

（b）Yd3

（c）Dy1

（d）Dd6

45答:

（a）Yd7

（b）Yy4

（c）Dy5