第二章 变压器
第二章变压器
变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应作用将一种电压．电流的交流电能转接成同频率的另一种电压，电流的电能。变压器是电力系统中重要的电气设备，众所周如。输送一定的电能时，输电线路的电压愈高，线路中的电流和损耗就愈小。为此需要用升压变压器把交流发电机发出的电压升高到输电电压：通过高压输电线将电能经济地送到用电地区，然后再用降压变压器逐步将输电电压降到配电电压，供用户安全而方便地使用。在其他工业部门中，变压器应用也很广泛。
本章主要研究一般用途的电力变压器，对其他用途的变压器只作简单介绍。
2．1 变压器的基本结构和额定值
一、变压器的基本结构
铁心和绕组变压器中最主要的部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。
变压器的铁心既是磁路，又是套装绕组的骨架。铁心由心柱和铁轭两部分组成，心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。为减少铁心损耗，铁心用厚o．30—o．35mm的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。在大型电力变压器中．为提高磁导率和减少铁心损耗，常采用冷轧硅钢片；为减少接缝间隙和激磁电流，有时还采用由冷轧硅钢片卷成的卷片式铁心。
按照铁心的结构，变压器可分为心式和壳式两种。心式结构的心柱被绕组所包围，如图2—1所示；壳式结构则是铁心包围绕组的顶面、底面和侧面，如图2—2所示．心式结构的绕组和绝缘装配比较容易，所以电力变压器常常采用这种结构。壳式变压器的机械强度较好，常用于低压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。
绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。其中输人电能的绕组称为一次绕组(或原绕组)，输出电能的绕组称为二次绕组(或副绕组)，它们通常套装在同一心柱上。一次和二次绕组具有不同的匝数、电压和电流，其中电压较高的绕组称为高压绕组，电压较低的称为低压绕组。对于升压变压器，一次绕组为低压绕组，二次绕组为高压绕组；对于降压变压器，情况恰好相反，高压绕组的匝数多、导线细；低压绕组的匝数少、导线粗。
从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组可分成同心式和交迭式两类。同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上，如图2—1所示。交迭式绕组的高、低压绕组沿心
柱高度方向互相交迭地放置，如图2—2所示。同心式绕组结构简单、制造方便，国产电力变压器均采用这种结构。交迭式绕组用于特种变压器中。
其他部件除器身外，典型的油浸电力变压器还有油箱、变压器油、散热器、绝缘套管、分接开关及继电保护装置等部件。
图2—3a和b是一台三相油浸电力变压器的外型图和器身装配图。
二、额定值
额定值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。在额定状态下运行时，可以保证变压器长期可靠地工作，并具有优良的性能。额定值亦是产品设计和试验的依据。额定值通常标在变压器的铭牌上，亦称为铭牌值，变压器的额定值主要有：
(1)额定容量S N在铭牌规定的额定状态下变压器输出视在功率的保证值，称为额定容量。额定容量用伏安(vA)或千伏安(kVA)裹示。对三相变压器，额定容量系指三相容量之和． (2)额定电压U N，铭牌规定的各个绕组在空载、指定分接开关位置下的端电压，称为额定电压。额定电压用伏(v)或千伏(kV)表示。对三相变压器，额定电压指线电压。
(3)额定电流I N根据额定容量和额定电压算出的电流称为额定电流，以安(A)表示。对三相变压器，额定电流指线电流。
对单相变压器，一次和二次额定电流分别为
对三相变压器，一次和二次额定电流分别为
(4)额定频率f N 我国的标准工频规定为50赫(Hz)。
此外，额定工作状态下变压器的效率、温升等数据亦属于额定值。
2．2 变压器的空载运行
变压器的一次绕组接交流电源，二次绕组开路，负载电流为零(即空载)时的运行，称为空载运行。
一、一次和二次绕组的感应电动势，电压比
图2—4表示单相变压器空载运行的示意图，图中N1和N2分别表示一次和二次绕组的匝
数。当一次绕组外施交流电
压u1，二次绕组开路时，一
次绕组内将流过一个很小
的电流i10，称为变压器的空
载电流。空载电流i l0。产生
交变磁动势N l i10，并建立交
变磁通φ；i10的正方向与磁
动势N1i10的正方向之间符
合右手螺旋关系，磁通φ的
正方向与磁动势的正方向
相同。设磁通φ全部约束在
铁心磁路内，并同时与一次
和二次绕组相交链。根据电
磁感应定律，磁通φ将在一
次和二次绕组内感生电动势e1和e2，
e1、e2的正方向与φ的正方向符合右手螺旋关系。于是根据基尔霍夫定律和图2-4所示正方向，可写出一次和二次绕组的电压方程为
式中，R1为一次绕组的电阻；u20为二次绕组的空载电压(即开路电压)。
在一般变压器中，空载电流所产生的电阻压降i10R1很小，可以忽略不计，于是
k称为变压器的电压比。从式（2-3）可见，空载运行时，变压器一次绕组与二次绕组的电压比就等于一次、二次绕组的匝数比。因此，要使一次和二次绕组具有不同的电压，只要使它们具有不同的匝数即可，这就是变压器能够“变压”的原理。
二、主磁通和激磁电流
主磁通通过铁心并与一次、二次绕组相交链的磁通叫做主磁通，用φ表示。根据
式（2-1），
空载时由于-e1≈u1，而电源电压通常为正弦波，故电动势e1，也可认为是正弦波，即2
=，于是
sin
eω
E
t
1
1
式中，Φm 为主磁通的幅值，
式(2—5)和式(2。6)表明，对
于已经制成的变压器，主磁通的大小和波形主要取决于电源电压的大小和波形。用相量表
示时，
m ?
Φ的相位超前感应电动势1?
E 以90o
相角，如图2—5所示。
激磁电流 产生主磁通所需要的电流叫做激磁电流，用i m 表示。空载运行时，铁心上仅有一次绕组电流i 10所形成的激磁磁动势，所以空载电流就是激磁电流，即i 10=i m 。
激磁电流i m 中包括两个分量，一个是磁化电流i μ，另一个是铁耗电流i Fe 。磁化电流i μ用于激励铁心中的主磁通φ，对已制成的变压器，i μ的大小和波形取决于主磁通φ和铁心磁路的磁化曲线φ=f （i μ)。当磁路不饱和时，磁化曲线是直线，i μ与φ成正比，故当主磁通φ随
时间正弦变化时，i μ亦随时间正弦变化，且i μ与φ同相而与感应电动势e 1相差900
相角，故磁化电流为纯无功电流。若铁心中主磁通的幅值Φm 使磁路达到饱和，则i μ需由图解法来确定。图2—6a 和b 表示主磁通随时间正弦变化，当时间t ＝t 1、磁通量φ=φ（1）时，由磁化曲线的点l 处查出的对应磁化电流i μ（1）；同理可以确定其他瞬间的磁化电流，从而得到i μ=f （t ）。
从图2—6可以看出，当主磁通随时间正弦变化时，由磁路饱和而引起的非线性，将导致磁化电流成为与磁通同相位的尖顶波；磁路越饱和，磁化电流的波形越尖，即畸变越严重。但是无论i μ怎样畸变，用傅氏级数分解，可知其基波分量始终与主磁通的波形同相位；换言之，它是无功电流。为便于计算，通常用一个有效值与之相等的等效正弦波电流来代替非正弦的磁化电流。
由于铁心中存在铁心损耗，故激磁电流i m 中除无功的磁化电流i μ外，还有一个与铁心损耗相对应的铁耗电流i Fe ，i Fe 与-e 1同相位。于是用复数发示时，激磁电流m I ?
为
相应的相量图如图2—5所示。
三、激磁阻抗
主磁通φ、感应电动势e 1与磁化电流i μ之间有下列关系
式中，Λm 为主磁路的磁导；L 1μ则是对应的铁心线圈的磁化电感，L l μ＝N 12
。用复数表示时，式(2—8)可写成
式中，X μ称为变压器的磁化电抗，它是表征铁心磁化性能的一个参数，X μ=ωL 1μ。
另外，铁耗电流Fe I ?
与电动势1?
-E 同相，它是一个有功电流，故Fe I ?
与1?
E 关系可写成
式中，R Fe 称为铁耗电阻，它是表征铁心损耗的一个参数，
Fe Fe Fe R I p 2
=。 于是，激磁电流m I ?
与感应电动势1?
E 之间有下列关系
图2—7a表示与上式相应的等效电路，此电路由磁化电抗Xμ和铁耗电阻R Fe两个并联分支构成。若进一步用一个等效的串联阻抗Z m去代替这两个并联分支，如图 2—7b所示，则式(2—11)可改写成
式中，Z m=R m+jX m称为变压器的激磁阻抗，它是表征铁心磁化性能和铁心损耗的一个综合参数；
X m称为激磁电抗，它是表征铁心磁化性能的一个等效参数，
2
2
2
μ
μX
R
R
X
X
Fe
Fe
m+
=
；R m称为
激磁电阻，它是表征铁心损耗的一个等效参数，
2
2
2
μ
μ
X
R
X
R
R
Fe
Fe
m+
=
。
由于铁心磁路的磁化曲线是非线性的，所以E1和I m之间亦是非线性关系，即激磁阻抗Z m不是常值，而是随着工作点饱和程度的增加而减小．考虑到实际运行时主磁通Φm的变化很小，在此条件下，可近似认为Z m为一常值。
2．3 变压器的负载运行
变压器的一次绕组接到交流电源，二次绕组接到负载阻抗Z l时，二次绕组中便有电流流过，这种情况称为变压器的负载运行，如图2—8所示。图中各量的正方向按惯例规定如
下：i
l的正方向与电
源电压u1的正方向
一致，主磁通φ的
正方向与i1的正方
向符合右手螺旋关
系，e1、e2的正方向
与φ的正方向亦符
合右手螺旋关系；
i2的正方向与e2的
正方向一致，u2的正
方向与i2流人Z l的
正方向一致。
一、磁动势
平衡和能量传递
当二次绕组通过负载阻抗Z l 闭合时，在感应电动势e 2的作用下，二次绕组中便有电流i 2流过，i 2将产生磁动势N 2i 2。由于磁动势N 2i 2的作用，铁心内的主磁通φ趋于改变；相应地一次绕组的电动势e 1亦趋于改变，并引起一次绕组电流i 1发生变化。考虑到电源电压u 1＝常值时，主磁通φm ≈常值，故一次绕组电流将变成
即i 1中除用以产生主磁通Φm 的激磁电流i m 外，还将增加一个负载分量i 1L ，以抵消二次绕组电流i 2的作用，换言之，i 1L 产生的磁动势N 1i 1L 应与i 2所产生的磁动势N 2i 2相等、相反，即
此关系称为磁动势平衡关系。
再考虑到一次、二次绕组的电动势之比为21
2
1N N e e
，于是
式中，左端的负号表示输人功率，右端的正号表示输出功率。上式说明，通过一次、二次绕组的磁动势平衡和电磁感应关系，一次绕组从电源吸收的电功率就传递到二次绕组，并输出给负载．这就是变压器进行能量传递的原理。
二、磁动势方程
把式(2—13)两边乘以N l ，可得
N 1i 1=N 1i m 十N 1i 1L
再把N 1i 1L =-N 2i 2可得
N 1i 1十N 2i 2＝N 1i M (2—16)
上式就是变压器的磁动势方程。式(2—l6)表明，负载时用以建立主磁通的激磁磁动势是一次和二次绕组的合成磁动势。式中的i m 取决于负载时主磁通的幅值，一般来说，它与空载时的值稍有差别。
正常负载时，i 1和i 2都随时间正弦变化，此时磁动势方程可用复数表示为：
三、漏磁通和漏磁电抗
在实际变压器中，除了通过铁心、并与一次和二
次绕组相交链的主磁通φ之外，还有少量仅与一个绕组交链且主要通过空气或油而闭合的漏磁通。电流i l 所产生、且仅与一次绕组相交链的磁通，称为一次绕组的漏磁通，用φ1φ表示；由电流i 2所产生、且仅与二次绕组相交链的磁通，称为二次绕组的漏磁通，用φ2φ表示．图2—9表示漏磁通的磁路，由于漏磁磁路的磁阻较大，故漏磁通要比主磁通少得多。
漏磁通φ1φ和φ2φ也随时间而交变，它们将分别在一次和二次绕组内感生电动势e 1σ和e 2σ，
式中，L1σ和L2σ分别为一次绕组和二次绕组的漏磁电感，简称漏感。漏感与绕组匝数的平方和漏磁导成正比，即
其中，Λ1σ和Λ2σ为一次和二次漏磁路的磁导。由于漏磁路的主要部分是空气或油，故漏磁导是常值；相应地，漏感亦是常值。
当一次和二次电流随时间正弦变化时，相应的漏磁通和漏磁电动势亦将随时间正弦变化，用复数表示时有
式中，X1σ和X2σ分别称为一次和二次绕组的漏磁电抗，简称漏抗，X1σ=ωL1σ，X2σ=Ωl2σ。漏抗是表征绕组漏磁效应的一个参数，X1σ和X2σ都是常值。
按照磁路性质的不同，把磁通分成主磁通和漏磁通两部分，把不受铁心饱和影响的漏磁通分离出来，用常值参数X1σ和X2σ来表征，而把受铁心饱和影响的主磁路及其参数Z m作为局部的非线性问题，再加以线性化处理，这是分析变压器和旋转电机的重要方法之一。这样做，一方面可以简化分析；另一方面可以提高测试和计算的精度。
2．4 变压器的基本方程和等效电路
上节说明了负载时变压器内部的物理情况．在此基础上即可导出变压器的基本方程和等效电路。
一、变压器的基本方程
负载运行时，变压器内部的磁动势、磁通和感应电动势，可列表归纳如下：
此外，一次和二次绕组内还有电阻压降i1R1和i2R2。这样，根据基尔霍夫第二定律和图2-8中所示的正方向，即可写出一次和二次侧的电压方程为
若一次和二次的电压、电流均随时间正弦变化，则上式可写成相应的复数形式
式中，Z 1σ和Z 2σ分别称为一次和二次绕组的漏阻抗，Z 1σ＝R 1十jX 1σ，Z 2σ=R 2十jX 2σ 再考虑到式(2—12)和磁动势方程(2—17)，可得变压器的基本方程为
二、变压器的等效电路
在研究变压器的运行问题时，希望有一个既能正确反映变压器内部电磁关系，又便于工程计算的等效电路，来代替具有电路、磁路和电磁感应联系的实际变压器。下面从变压器的基本方程出发，导出此等效电路。
绕组归算 为建立等效电路，除了需要把一次和二次侧漏磁通的效果作为漏抗压降，主磁通和铁心线圈的效果作为激磁阻抗来处理外，还需要进行绕组归算，通常是把二次绕组归算到一次绕组，也就是假想把二次绕组的匝数变换成一次绕组的匝数，而不改变一次和二次绕组原有的电磁关系。
从磁动势平衡关系可知，二次电流对一次侧的影响是通过二次磁动势N 2I 2起作用，所以只要归算前后二次绕组的磁动势保持不变，一次绕组将从电网吸收同样大小的功率和电流，并有同样大小的功率传递给二次绕组。
归算后．二次侧各物理量的数值称为归算值，用原物理量的符号加“′”来表示。设二次绕组电流和电动势的归算值为2?
I ′和2?
E ′，根据归算前、后二次绕组磁动势不变的原则，可得
由此可得二次电流的归算值2?
I ′为
由于归算前、后二次绕组的磁动势未变，因此铁心中的主磁通将保持不变；这样，根据感应电动势与匝数成正比这一关系，便得
即二次绕组感应电动势的归算值2?
E ′为
再把二次绕组的电压方程(式(2—22)中的第二式)乘以电压比k ，可得
式中，R 2′和X 2σ′分别为二次绕组电阻和漏抗的归算值，R 2′＝k 2
R 2，X 2σ′= k 2
X 2σ；2?
U ′
则是二次电压的归算值，2?U ′＝k 2?
U 。
综上所述可见，二次绕组归算到一次绕组时，电动势和电压应乘以k 倍，电流乘以1／
k 倍，阻抗乘以k 2
倍。不难证明，这样做的结果，归算前、后二次绕组内的功率和损耗均将保持不变。例如，传递到二次绕组的复功率为
式中，*号表示复数的共轭值。二次绕组的电阻损耗和漏磁场内的无功功率为
负载的复功率为
即用归算前、后的量算出的值为相同．因此，所谓归算，实质是在功率和磁动势保持为不变量的条件下，对绕组的电压、电流所进行的一种线性变换。 归算后，变压器的基本方程变为
T 形等效电路 归算以后，一次和二次绕组的匝数变成相同，故电动势1?
E ＝2?
E ′，一
次和二次绕组的磁动势方程也变成等效的电流关系21??+I I ′=m I ?
，由此即可导出变压器的等效电路。
根据式(2—30)中的第一式和第二式，可画出一次和二次绕组的等效电路，如
图2—lOa 和b 所示；根据第四式可画出激磁部分的等效电路，如图2--10c 所示。然后根据
21??=E E ′和21??+I I ′=m I ?
两式，把这三个电路连接在一起，即可得到变压器的T 形等效
电路，如图2—11所示。
工程上常用等效电路来分
析、计算各种实际运行问题。应当指出，利用归算到一次侧的等效电路算出的一次绕组各量，均为变压器的实际值；二次绕组中各量则为归算值，欲得其实际值，对电流应乘以k(22?
?
=kI I ′)，
对电压应除以k(即22?
?
=U U ′／k)。
亦可以把一次侧各量归算到二次侧，以得到归算到二次侧的
T 型等效电路。一次侧各量归算到二次侧时，电流应乘以k ，电压除以k ，阻抗乘以l ／k 2
。 近似和简化等效电路 T 形等效电路属于复联电路，计算起来比较繁复。对于一般的电力变压器，额定负载时一次绕组的漏阻抗压降I 1N Z 1σ仅占额定电压的百分之几，加上激磁电流I m 又远小于额定电流I 1N ，因此把T 形等效电路中的激磁分支从电路的中间移到电源端，对变压器的运行计算不会带来明显的误差。这样，就可得到图2—12a 所示近似等效电路。
若进一步忽略激磁电流(即把激磁分支断开)．则等效电路将简化成一串联电路，如图2—12b 所示，此电路就称为简化等效电路。在简化等效电路中，变压器的等效阻抗表现为一串联阻抗Z k ，Z k 称为等效漏阻抗，
下面将看到，等效漏阻抗Z k 可用短路试验测出，故Z k 亦称为短路阻抗；R k 和X k 则称为短路电阻和短路电抗。用简化等效电路来计算实际问题十分简便，在多数情况下其精度已能满足工程要求。
2．5 等效电路参数的测定
等效电路的参数，可以用开路试验和短路试验来确定。它们是变压器的主要试验项目。
一、开路试验
开路试验亦称空载试验，试验的接线图
如图2—13所示。试验时，二次绕组开路，
一次绕组加以额定电压，测量此时的输人功
率P0、电压U1和电流Io，由此即可算出激磁
阻抗。
变压器二次绕组开路时，一次绕组的电
流I。就是澈磁电流I m。由于一次漏阻抗比激
磁阻抗小得多，若将它略去不计，可得激磁
阻抗|Z m|为
由于空载电流很小，它在一次绕组中产生的电阻损耗可以忽略不计，这样空载输人功率可认为基本上是供给铁心损耗的，故激殖电阻R m应为
于是激磁电抗X m为
为了试验时的安全和仪表选择的方便，开路试验时通常在低压侧加上电压，高压侧开路，
此时测出的值为归算到低压侧时的值．归
算到高压侧时，各参数应乘以k2,k=N高压/N
低压
二、短路试验
短路试验亦称为负载试验，图2—14
表示试验时的接线图。试验时，把二次绕
组短路，一次绕组上加一可调的低电压。调节外加的低电压，使短路电流达到额定电流，测量此时的一次电压U k输入功率P k几和电流I k,由此即可确定等效漏阻抗。
从简化等效电路可见，变压器短路时，外加电压仅用于克服变压器内部的漏阻抗压降，当短路电流为额定电流时，该电压一般只有额定电压的5％一10%左右；因此短路试验时变压器内的主磁通很小．激磁电流和铁耗均可忽略不计；于是变压器的等效漏阻抗即为短路时所表现的阻抗Z k，
不计铁耗时，短路时的输入功率P k可认为全部消耗在一次和二次绕组的电阻损耗上，故
等效漏抗X k则为
短路试验时，绕组的温度与实际运行时不一定相同；按国家标准规定，测出的电阻应换算到75℃时的数值。若绕组为铜线绕组，电阻可用下式换算
式中，θ为试验时的室温。
短路试验常在高压侧加电压，由此所得的参数值为归算到高压删时的值。
短路试验时，使电流达到额定值时所加的电压U1k,称为阻抗电压或短路电压。阻抗电压用额定电压的百分值表示时有
阻抗电压的百分值亦是铭牌数据之一。
变压器中漏磁场的分布十分复杂，所以要从测出的X k中把X1σ和X2σ′分开是极为困难的。由于工程上大多采用近似或简化等效电路来计算各种运行问题．因此通常没有必要把X1σ和X2σ′分开。有时假设X1σ= X2σ′以把两者分离。
2．6 三相变压器
目前电力系统均采用三相制，因而三相变压器的应用极为广泛。三相变压器对称运行时，其各相的电压、电流大小相等，相位互差120o；因此在运行原理的分析和计算时，可以取三相中的一相来研究，即三相问题可以化为单相问题。于是前面导出的基本方程、等效电路等方法，可直接用于三相中的任一相。关于三相变压器的特点，如三相变压器的磁路系统，三相绕组的联接方法等间题，将在本节中加以研究。
一、三相变压器的磁路
三相变压器的磁路可分为三个单相独立磁路和三相磁路两类。图2—16表示三台单相变压器在电路上联接起来，组成一个三相系统，这种组合称为三相变压器组。三相变压器组的
磁路彼此独立，三相各有自
己的磁路。
如果把三台单相变压器的铁心拼成如图2—17a 所示的星形磁路，则当三相绕组外施三相对称电压时，由
于三相主磁通A ?
Φ、B ?
Φ和
c ?
Φ也对称(图2-17b)，故三
相磁通之和将等于零，即
这样，中间心柱中将无磁通通过，因此可以把它省略。进一步把三个心柱安排在同一平面内，如图2—17c 所示，就可以得到三相心式变压器。三相心式变压器的磁路是一个三相磁路，任何一相的磁路都以其他二相的磁路作为自己的回路。
与三相变压器组相比较，三相心式变压器的材料消耗较少、价格便宜、占地面积亦小，维护比较简单；但对大型和超大型变压器，为了便于制造和运输，并减少电站的备用容量，往往采用三相变压器组。
二、三相变压器绕组的联结
三相心式变压器的三个心柱上分别套有A 相、B 相和c 相的高压和低压绕组，三相共六个绕组，如图2—18所示．为绝缘方便，常把低压绕组套在里面、靠近心柱，高压绕组套装在低压绕组外面。三相绕组常用星形联结(用Y 或y 表示)或三角形联结(用D 或d)表示。星形联结是把三相绕组的三个首端A 、B 、C 引出，把三个尾端X 、Y 、z 联结在一起作为中点，如图2—19a 所示。三角形联结是把一相绕组的尾端和另一相绕组的首端相联，顺次联成一个闭合的三角形回路，最后把首端A 、B 、C 引出，如图2—19b 所示。
国产电力变压器常用Y，yn；Y，d和YN，d三种联结，前面的大写字母表示高压绕组的联结法，后面的小写字母表示低压绕组的联结法，N(或n)表示有中点引出的情况。
在并联运行时，为了正确地使用三相变压器，必须知道高、低压绕组线电压之间的相位关系。下面先说明高、低压绕组相电压的相位关系。
高、低压绕组相电压的相位关系三相变压器高压绕组的首端通常用大写的A、B、C(或U1、V1，、W1)表示，尾端用大写的X、Y、Z(或U2，V2、W2)表示，低压绕组的首端用小写的a、b、c(或u1、v1：、w1)表示，尾端用x、y、z(或u2、v2、w2)表示。现取三相中的A相来分析。
同一相的高压和低压绕组绕在同一心柱上，被同一磁通φ所交链。当磁通φ交变时，在同一瞬间，高压绕组的某一端点相对于另一端点的电位为正时，低压绕组必有一端点其电位
也是相对为正，这两个对应的端点就称为同名端，同名端在对应的端点旁用“*”标注．同名端取决于绕组的绕制方向，如高；低压绕组的绕向相同，则两个绕组的上端(或下端)就是同名端；若绕向相反，则高压绕组的上端与低压绕组的下端为同名端，如图2—20a 和b 所示。
为了确定相电压的相位关系，高压和低压绕组相电压相量的正方向统一规定为从绕组的首端指向尾端。高压和低压绕组的相电压既可能是同相位，也可能是反相位，取决于绕组的同名端是否同在首端或尾端。若高压和低压绕组的首端为同名端，相电压A U ?
和a U ?
应为同相，如图2—20a 和b 所示；若高压和低压绕组的首端为非同名端，则A U ?
和a U ?认为反相。如图2—20c 和d 所示。
高、低压绕组线电压的相位关系 三相绕组采用不同的联结时，高压侧的
线电压与低压侧对应的线电压之间(例如AB U ?和b U a ?
)可以形成不同的相位。为了表明高、低压线电压之间的相位关系，通常采用“时钟表示法”，即把高、低压绕组两个线电压三角形的重心重合，把高压侧线电压三角形的一条中线作为时钟的长针，指向钟面的12，再把低压侧线电压三角形中对应的中线作为短针．它所指的钟点就是该联结组的组号。例如Y ，dll 表示高压绕组为星形联结，低压绕组为三角形联结，高压侧线电压滞后于低压侧对应的线电压30°。这样从O 到11共计12个组号．每个组号相差30°。 联结组的组号可以根据高、低压绕组的同名端(极性)和绕组的联结方法来确定。下面以Y ，y0和Y ，dll 这两种联结组为例，说明其联结方法。
Y ，y0联结组 图2—2la 表示Y ，y0联结组的绕组联结图．此时高、低压绕组绕向相同．故A 和a 为同名端，同理B 和b 、C 和c 亦是同名端。由于高、低压绕组的首端为同名端，故高、低压绕组对应的相电压相址应为同相位，即A U ?
和a U ?
同相，B U ?
和b U ?
同相，
C U ?和c U ?同相，如图2--21b 所示。相应地，高，低压侧对应的线电压亦为同相位；即AB
U ?
和ab U ?
同相，BC U ?
和bc U ?
同相，AC U ?
和ac U ?
同相。若使高压和低压侧两个线电压三角形的重心O 和o 重合，并使高压倒三角形的中线OA 指向钟面的12，则低压澜对应的中线oa 也
将指向12，从时间上看为O 点，故该联结组的组号为0，记为丫，yO 。
此例中，如果把低压边的非同名端标为首端a 、b 、c ，再把尾端x 、y 、z 联结在一起，首端a 、b 、c 引出、联结组将变成Y ，y6。 Y ，dll
联结组 图2--22a 是Y ，dll 联结组的绕组联结图。此时高压绕组为星形
联结，低压绕组按a —y ，b —z ，c —x 的顺序依次联结成三角形。由于把高、低压绕组的同名端作为首端，故高压和低压对应相的相电压为同相位。因高压测为星形联结。故高压侧的相量图仍和Y ，y0时相同；低压侧为三角形联结．其相量图要根据a U ?
、b U ?
、c U ?
的相位和绕组的具体联法画出。考虑到a U ?
与A U ?
同相，b U ?
与B U ?
同相，c U ?
与C U ?同相，且a 与y 相联，b 与z 相联，c 与x 相联，故低压侧可得图2—22b 所示相量图。再把高、低压两个线电压三角形的重心O 和o 重合，并使高压侧三角形的中线OA 指向钟面的12，则低压侧的对应中线oa 将指向1l ，如图2—22c 所示。这种联结组的组号为11，用Y ，dll 表示。
此例中，如果把非同名端标为首端，则得Y ，d5联结组。
其他联结组 对于上述Y ，y 和Y ，d 联结组，如果高压侧的三相标号A 、B 、C 保持不变，把低压侧的三相标号a 、b 、c 顺序改标为c 、a 、b ，则低压侧的各线电压相量将分别转过120°，相当于短针转过4个钟点；若改标为b 、c 、a ，则相当于短针转过8个钟点。因而对Y 、y 联结而言，可得0，4，8，6，10，2等六个偶数组号；对Y ，d 联结而言，可得ll ，3，7，5，9，1等六个奇数组号；总共可得12个组号。
各种联结组的应用场合 变压器联结组的种类很多，为了制造和并联运行时的方便，我国规定Y ，yn0；Y ，dll ；YN ，d11；YN ，y0和Y ，y0等五种作为标准联结组。五种标准联结组中，以前三种最为常用。Y ，yn0联结组的二次侧可引出中线，成为三相四线制，用于配电变压器时可兼供动力和照明负载。Y ，dll 联结组用于二次侧电压超过400V 的线路中，此时变压器有一侧接成三角形，对运行有利。YN ，dll 联结组主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧可以接地。
·三、绕组接法和磁路结构对二次电压波形的影响
在2．2节中已经说明，铁心磁路达到饱和时，为使主磁通成为正弦波，激磁电流将变成尖顶波；此时激磁电流中除含有基波分量帆外，还含有一定的三次谐波
动势仍为正弦波，但是e φ峰值的提高将危害到各相绕组的绝缘。
对于三相心式变压器，由于磁路为三相星形磁路，故同大小、同相位的各相三次谐波磁通不能沿铁心磁路闭合，而只能通过油和油箱等形成闭合磁路．如图2—26所示。由于这条磁路的磁阻较大，限制了三次谐波磁通，使绕组内的三次谐波电动势变得很小，此时相电动势e φ可认为接近于正弦形。另一方面，三次谐波磁通经过油箱壁等钢制构件时，将在其中引起涡流杂散损耗。
由此可见，三相变压器组不宜采用Y，y联结组。三相心式变压器可以采用Y，y联结组，但其容量不宜过大。
Y，d联结组 Y，d联结组的高压侧为星形联结。若高压侧接到电源，则一次侧三次谐波电流不能流通，因而主磁通和一次、二次侧的相电动势中将出现三次谐波；但因二次侧为三角形联结，故三相的三次谐波电动势将在闭合的三角形内产生三次谐波环流，如图2--27所示。由于主磁通是由作用在铁心上的合成磁动势所激励，所以一次侧正弦激磁电流和二次侧三次谐波电流共同激励时，其效果与一次侧尖顶波激磁电流的效果完全相同，故此时主磁通和相电动势的波形将接近于正弦形。
上述分析表明，为使相电动势波形接近于正弦形，—次或二次侧中最好有一侧为三角形联结。在大容量高压变压器中，当需要一次、二次侧都是星形联结时，可另加一个接成三角形的小容量的第三绕组．兼供改善电动势波形之用。
2．7 标幺值
在工程计算中，各物理量有时用标幺值来表示和计算。所谓标幺值就是某一物理量的实际值与选定的基值之比。即
在本书中，标幺值用加“。”的上标来表示。标幺值乘以l00，便是百分值。
应用标幺值时．首先要选定基值(用下标b表示)。对于电路计算而言，四个基本物理量U、I、Z和S中，有两个量的基值可以任意选定，其余两个量的基值可根据电路的基本定律导出。例如对单相系统，若选定电压和电流的基值为U b和I b,
则功率基值S b和阻抗基值Z b便等于
计算变压器或电机的稳态问题时，常用其额定值作为相应的基值。此时一次和二次电压的标幺值为
式中，U1Nφ和U2Nφ为一次和二次的额定相电压。一次和二次相电流的标幺值为
式中，I 1N φ和I 2N φ为一次和二次额定相电流。归算到一次侧时，等效漏阻抗的标幺值Z k *
为
在三相系统中，线电压和线电流亦可用标幺值表示，此时以线电压和线电流的额定值为基值。不难证明，此时相电压和线电压的标幺值恒相等，相电流和线电流的标幺值亦相等。三相功率的基值取为变压器(电机)的三相额定容量，即
当系统中装有多台变压器(电机)时．可以选择某一特定的S b 作为整个系统的功率基值。这时系统中各变压器(电机)的标幺值需要换算到以S b 作为功率基值时的标幺值。由于功率的标幺值与对应的功率基值成反比，在同一电压基值下，阻抗的标幺值与对应的功率基值成正比，所以可以用下式进行换算：
式中，*1S 和*1Z 为功率基值选为S b1时功率和阻抗的标幺值；*
S 和*
Z
则是功率基值选为S b ，
时功率和阻抗的标幺值。 应用标幺值的优点为：
(1)不论变压器或电机容量的大小，用标幺值表示时，各个参数和典型的性能数据通常都在一定的范围以内，因此便于比较和分析。例如，对于电力变压器,漏阻抗的标幺值
*k Z =o ．03～o ．1：空载电流的标幺值*0I =o ．02～o ．05。
(2)用标幺值表示时，归算到高压侧或低压侧时变压器的参数恒相等，故用标幺值计算时不必再进行归算。
标幺值的缺点是没有量纲，无法用量纲关系来检查。
[例2—2] 对于例2-l 的单相20000kVA 变压器，试求出激磁阻抗和漏阻抗标幺值。
第二章 自编变压器习题与答案
第二章 变压器 一、填空： 1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到380V 上，则此时m Φ ,0I ,m Z ,Fe p 。（增加，减少或不变） 答：m Φ增大，0I 增大，m Z 减小，Fe p 增大。 2. ★一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz ，电压为此变压器的6/5倍额定电压的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ，漏电抗 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。 3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1） ， （2） ，（3） 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ，U= ，空 载电流将 ，空载损耗将 。 答：E 近似等于U ，U 等于IR ，空载电流很大，空载损耗很大。 5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6. ★一台变压器，原设计的频率为50Hz ，现将它接到60Hz 的电网上运行，额定电压不变， 励磁电流将 ，铁耗将 。 答：减小，减小。 7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答：负载电流的变化。 9. ★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 将 ，变压器将 。 答：增大很多倍，烧毁。 10. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 11. ★★三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免 。 答：电压波形畸变。 12. 变压器副边的额定电压指 。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 13. ★★为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组 。 答：采用d 接。 14. 通过 和 实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。 15. 变压器的结构参数包括 ， ， ， ， 。
第二章_变压器答案
第二章变压器 一、填空： 1.变压器空载运行时功率因数很低，其原因为。答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 2.变压器的副端是通过对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 3.引起变压器电压变化率变化的原因是。 答：负载电流的变化。 4.联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 5.变压器副边的额定电压指。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 6.通过和实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。 7.变压器的结构参数包 括，，，，。 答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。 8.在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为。
9. 既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为 ，仅和一侧绕组交链的磁通为 。 答：主磁通，漏磁通。 10. 变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是 。 答：自耦变压器。 11. 并联运行的变压器应满足（1） ， （2） ，（3） 的要求。 答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。 12. 变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗可视为 。 答：可变损耗，不变损耗。 二、选择填空 1. 一台三相电力变压器N S =560kVA ，N N U U 21 =10000/400(v), D,y 接法，负载时忽略励磁电流，低压边相电流为808.3A 时，则高压边的相电流为 。 A ： 808.3A ， B: 56A ， C: 18.67A ， D: 32.33A 。
变压器基本工作原理
第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 dt d N e Φ-=1 1 dt d N e Φ-=2 2 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器；
按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。
第二章 变压器
第二章变压器 变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应作用将一种电压．电流的交流电能转接成同频率的另一种电压，电流的电能。变压器是电力系统中重要的电气设备，众所周如。输送一定的电能时，输电线路的电压愈高，线路中的电流和损耗就愈小。为此需要用升压变压器把交流发电机发出的电压升高到输电电压：通过高压输电线将电能经济地送到用电地区，然后再用降压变压器逐步将输电电压降到配电电压，供用户安全而方便地使用。在其他工业部门中，变压器应用也很广泛。 本章主要研究一般用途的电力变压器，对其他用途的变压器只作简单介绍。 2．1 变压器的基本结构和额定值 一、变压器的基本结构 铁心和绕组变压器中最主要的部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。 变压器的铁心既是磁路，又是套装绕组的骨架。铁心由心柱和铁轭两部分组成，心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。为减少铁心损耗，铁心用厚o．30—o．35mm的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。在大型电力变压器中．为提高磁导率和减少铁心损耗，常采用冷轧硅钢片；为减少接缝间隙和激磁电流，有时还采用由冷轧硅钢片卷成的卷片式铁心。 按照铁心的结构，变压器可分为心式和壳式两种。心式结构的心柱被绕组所包围，如图2—1所示；壳式结构则是铁心包围绕组的顶面、底面和侧面，如图2—2所示．心式结构的绕组和绝缘装配比较容易，所以电力变压器常常采用这种结构。壳式变压器的机械强度较好，常用于低压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。 绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。其中输人电能的绕组称为一次绕组(或原绕组)，输出电能的绕组称为二次绕组(或副绕组)，它们通常套装在同一心柱上。一次和二次绕组具有不同的匝数、电压和电流，其中电压较高的绕组称为高压绕组，电压较低的称为低压绕组。对于升压变压器，一次绕组为低压绕组，二次绕组为高压绕组；对于降压变压器，情况恰好相反，高压绕组的匝数多、导线细；低压绕组的匝数少、导线粗。 从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组可分成同心式和交迭式两类。同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上，如图2—1所示。交迭式绕组的高、低压绕组沿心
第二章电力系统基本知识答案
第二章电力系统基本知识 一、单项选择题 1、电力系统是由（A）组成的整体。 A. 发电厂、输配电线路、变配电所和用电单位 B. 发电厂、输配电线路、变配电所 C. 发电厂、输配电线路、变配电所和用电单位 D. 发电厂、变配电所和用电单位 2、发电厂与用电负荷中心相距较远，为了减少网络损耗，所以必须建设（B）、高压、超高压输电线路，将电能从发电厂远距离输送到负荷中心。 A. 降压变电所 B. 升压变电所 C. 中压变电所 D. 低压变电所 3、交流高压输电网一般指110KV、（D ）电网。 A. 10KV B. 20KV C. 35KV D. 220KV 4、高压配电网一般指（C ）、110KV及以上电压等级的配电网。 A. 10KV B. 20KV C. 35KV D. 480V 5、电力生产的特点是（A）、集中性、适用性、先行性。 A. 同时性 B.广泛性 C.统一性 D. 不定性 6、在负荷不变的情况下配电系统电压等级由10KV提高到20KV，功率损耗降低至原来的（D）。 A. 10％ B. 15％ C. 20％ D. 25％ 7、对于电力系统来说。峰谷差越（A），用电越趋于合理。
A. 小 B. 大 C. 稳定 D.不变 8、发电厂、电网经一次投资建成之后，它就可以随时运行，电能（A）时间、地点、空间、气温、风雨、场地的限制，与其他能源相比最清洁、无污染，对人类环境无害的能源。 A.不受或很少受 B. 很受 C. 非常受 D.从来不受 9、下列各项，一般情况下属于一类用电负荷的是（B）。 A. 农村照明用电 B. 中断供电时将造成人身伤亡 C. 市政照明用电 D. 小企业动力用电 10、一类负荷重的特别重要负荷，除由（B）独立电源供电外、还应增设应急电源，并不准将其他负荷接入应急供电系统。 A.一个 B. 两个 C. 三个 D.四个 11、（A）是电力网中线路连接点，是用以变换电压、交换功率和汇集分配电能的设施。 A. 变、配电所 B. 发电厂 C. 输电线路 D. 配电线路 12、按变电所在电力系统中的位置、作用及其特点划分，变电所的主要类型有枢纽变电所、区域变电所、地区变电所、（A）地下变电所和无人值班变电所等。 A. 配电变电所 B. 110KV变电所 C. 10KV变电所 D. 35KV变电所 13、变、配电所一次主接线中所用的电气设备，称为（D）。 A.通信设备 B. 运动设备 C. 二次设备 D.一次设备
第二章-变压器习题及其答案
第二章 变压器 2-1 什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因 素？ 答：变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。 由感应电动势公式Φ=1144.4fN E 可知，空载或负载情况下11E U ≈，主磁通的大小取决于外加电压1U 、频率f 和绕组匝数1N 。 2-2 一台50Hz 的变压器接到60Hz 的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、 漏抗会怎样变化 答：（1）额定电压不变，则' 1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N 又5060'=f f ?60 50'=ΦΦ， 即Φ=Φ5' 磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻s l R m μ= 不变，励磁磁势m m R N I Φ=?1，∴m m I I 65' =； （2）铁耗：β αf B p m Fe ∝，βα> 铁耗稍有减小； （3）σσσπ11' '1562x L f x = ?=， σσσπ22''25 62x L f x =?= 2-3 在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？归算是在什么条件下进行的？ 答：因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压21E E ≠、电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路； 归算原则：保持归算前后副边的磁动势不变。 2-4 利用T 型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率 是否为实际值，为什么？ 答：一次侧没有经过归算，所以为实际值； 二次侧电压、电流不是实际值，因为归算前后绕组匝数不同，但损耗、功率为实际 值。 2-5 变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定？ 答：激磁阻抗由空载试验测量；等效漏阻抗由短路试验测量。 （具体测量方法略） 2-14 有一台三相变压器，额定容量kKA S N 5000=，额定电压kV kV U U N N 3.61021=， Y ,d 联结，试求：（1）一次、二次侧的额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流。 解：（1）A A U S I N N N 68.28810 35000 311=?==
高中物理 第二章 交变电流 第六节 变压器练习 粤教版选修3-2
第二章交变电流 第六节变压器 A级抓基础 1．如图，可以将电压升高供电给电灯的变压器是( ) 解析：A图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A错误；B图中，副线圈匝数比原线圈匝数多，所以是升压变压器，故B正确；D图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故D错误；C图中，原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故C错误，故选B. 答案：B 2．(多选)利用变压器不可能做到的是( ) A．增大电流 B．升高电压 C．减小频率D．增大功率 解析：根据变压器的工作原理可以知道，变压器可以改变电压和电流，不可能增大功率和改变频率． 答案：CD 3.用一理想变压器向一负载R供电，如图所示，当增大负载电阻R时，原线圈中电流I1和副线圈中电流I2之间的关系是( ) A．I2增大，I1也增大B．I2增大，I1减小 C．I2减小，I1也减小D．I2减小，I1增大 解析：原线圈电压、匝数比不变，输出电压不变，则负载电阻R增大，I2变小，I1也变小．答案：C 4．一台理想变压器的原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1 200匝，在原线圈两端接有一电动势为10 V的电池组，则在副线圈两端的输出电压为( ) A．0 V B．1.2 V C．120 V D．小于120 V 解析：电池组中的电流属于恒定电流，原线圈中无变化的磁通量，副线圈中不产生感应电动势． 答案：A 5．(多选)图甲的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55Ω，A、V为理想电流表和电压表
，若原线圈接入如图乙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( ) 图甲 图乙 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 解析：由I ＝U R 得I ＝110 55A ＝2 A ，A 正确．理想变压器中U 1U 2＝n 1n 2，所以n 1n 2＝U 1 U 2＝U m 2U 2＝220110＝21，B 错误．测量交流电时电表示数为有效值，C 正确．由题图乙知T ＝0.02 s ，由f ＝1 T 得f ＝50 Hz ， D 错误． 答案：AC 6.如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U ，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n 1∶n 2和电源电压U 1分别为( ) A ．1∶2 2U B ．1∶2 4U C ．2∶1 4U D ．2∶1 2U 解析：设灯泡正常发光时的电流为I ，则I 1＝I ，I 2＝2I .由n 1n 2＝I 2I 1得n 1n 2＝21.由U 1′U 2＝n 1n 2得U 1′＝ n 1 n 2U 2＝2U .故U 1＝4U ，C 正确． 答案：C B 级 提能力 7．将输入电压为220 V ，输出电压为6 V 的变压器改装成输出电压为24 V 的变压器．已知副线圈原来的匝数为36匝，现不改原线圈的匝数，则副线圈应增绕的匝数为( ) A ．144匝 B ．108匝 C ．180匝 D ．540匝 解析：由U 1U 2＝n 1n 2有2206＝n 136，22024＝n 1 n 2 ，解得n 2＝144，所以应增加的匝数Δn 2＝n 2－36＝108(匝)．故 选B. 答案：B 8．有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，CD 之间加上输入电压，转动滑动触头P 就可以调节输出电压．图中A 为交流电流表，V 为交流电压表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，CD 两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( )
电力变压器题库重点题指南
第二章电力变压器题库重点题指南（77题） （用于模拟试卷组卷） 一、选择题（39题） 1、变压器按用途可分为电力变压器、特种变压器和（）。【★★☆☆☆】 A. 干式变压器 B. 自耦变压器 C.仪用互感器 正确答案:C 2、变压器稳定温升的大小与（）相关。【★★☆☆☆】 A. 变压器的损耗和散热能力等 B. 变压器周围环境的温度 C. 变压器绕组排列方式 正确答案:A 3、变压器的绕组与铁芯之间是( )的。【★★☆☆☆】 A. 绝缘 B. 导电 C. 电连接 正确答案:A 4、干式变压器是指变压器的（）和铁芯均不浸在绝缘液体中的变压器。【★★☆☆☆】 A. 冷却装置 B. 绕组 C. 分接开关 正确答案:B 5、将两台或多台变压器的（）分别接于公共母线上，同时向负载供电的变压器的连接方式称为变压器的并列运行。【★★☆☆☆】 A. 一次侧和二次侧绕组 B. 一次侧绕组 C. 二次侧绕组 正确答案:A 6、变压器稳定温升的大小与（）和散热能力等相关。【★★☆☆☆】 A. 变压器周围环境的温度 B. 变压器绕组排列方式 C. 变压器的损耗 正确答案:C 7、电力变压器的电压低，一般其容量一定（）。【★★☆☆☆】 A. 小 B. 大 C. 不确定 正确答案:A 8、三相变压器绕组的连接形式有星形接法（Y接）、（）曲折形接法（Z接）。【★★☆☆☆】 A. 串联接法 B. 并联接法 C. 三角形接法（D接） 正确答案:C
9、容量在630kVA及以上的变压器，且无人值班的，每周应巡视检查（）。【★★☆☆☆】 A. 一次 B. 两次 C. 三次 正确答案:A 10、变压器铁芯采用的硅钢片主要有（）和冷轧两种。【★★☆☆☆】 A. 交叠式 B. 同心式 C. 热轧 正确答案:C 11、变压器一、二次侧感应电势之比可以近似地认为等于（）之比。【★★☆☆☆】 A. 一、二次侧电流最大值 B. 一、二次电压最大值 C. 一、二次电压有效值 正确答案:C 12、变压器理想并列运行的条件中，变压器的电压比允许有( )的差值。【★★☆☆☆】 A. ±5％ B. ±10％ C. ±15％ 正确答案:A 13、容量在630kVA以下的变压器，在每次合闸前及拉闸后应检查（）。【★★☆☆☆】 A. 一次 B. 两次 C. 三次 正确答案:A 14、三相变压器的额定电流等于（）。【★★★☆☆】 A. 变压器额定容量除以额定电压的3倍 B. 变压器额定容量除以额定电压的3倍 C. 变压器额定容量除以工作相电压的3倍 正确答案:B 15、当变压器内部发生故障产生气体，或油箱漏油使油面降低时，（）能接通信号或跳闸回路，以保护变压器。【★★☆☆☆】 A. 气体继电器 B. 冷却装置 C. 吸湿器 正确答案:A 16、变压器正常运行时，变压器的温度达到（）的温升称为稳定温升。【★★☆☆☆】 A. 最大时 B. 稳定时 C. 最低时 正确答案:B 17、变压器利用电磁感应原理，能将交流电能转变为不同的（）。【★★☆☆☆】 A. 频率等级 B. 电流等级
变压器基本工作原理
第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器； 按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。
1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 2.铁心形式 铁心是变压器的主磁路，电力变压器的铁心主要采用心式结构 。 二、绕组 1.绕组的材料 铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。 2.形式
第二章 变压器题库
第二章 变压器 一、填空： 答：m Φ增大，0I 增大，m Z 减小，Fe p 增大。 6. ★一台变压器，原设计的频率为50Hz ，现将它接到60Hz 的电网上运行，额定电压不变， 励磁电流将 ，铁耗将 。 答：减小，减小。 7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答：负载电流的变化。 9. ★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 将 ，变压器将 。 答：增大很多倍，烧毁。 10. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 11. ★★三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免 。 答：电压波形畸变。 12. 变压器副边的额定电压指 。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 13. ★★为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组 。 答：采用d 接。 14. 通过 和 实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。 15. 变压器的结构参数包括 ， ， ， ， 。
答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。 16. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 。 答：1。 17. 既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为 ，仅和一侧绕组交链的磁通 为 。 答：主磁通，漏磁通。 18. ★★变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是 。 答：自耦变压器。 19. 并联运行的变压器应满足（1） ， （2） ，（3） 的要求。 答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。 20. 变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗可视为 。 答：可变损耗，不变损耗。 二、选择填空 1. ★★三相电力变压器带电阻电感性负载运行时，负载电流相同的条件下， cos 越高， 忽略励磁电流，低压边相电流为808.3A 时，则高压边的相电流为 。 A ： 808.3A ， B: 56A ， C: 18.67A ， D: 32.33A 。 答：C 3. 一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６， 那末原边的励磁阻抗标幺值是 。 Ａ：１６, Ｂ：１６００, Ｃ：０.１６。 答：A 4. ★★变压器的其它条件不变，外加电压增加１０℅，则原边漏抗1X ，副边漏抗2X 和励磁 Ａ：不变，
第二章—变压器风冷系统工作原理
第二章变压器风冷系统的工作原理 2.1 电力变压器发热及冷却原理 2.1.1 变压器发热过程 电力变压器运行时,由于在铁芯和线圈上产生损耗，产生的热量经过其所处介质散发到周围空气中,这一过程将引起变压器发热，以及变压器温度升高。为了保护变压器及其元器件的正常运行，必须采取有效的冷却措施限制变压器的温升。变压器运行时，线圈和铁芯温度升高,起初，温度上升速度较快，随着温度升高到一定程度，线圈和铁芯与其周围的冷却介质形成温度差,将温度传递给介质，介质吸收热量温度增高,线圈和铁芯的温升减缓,在这个过程中,线圈和铁芯温度达到稳定状态，形成动态的热平衡。 2.1.2 变压器冷却过程 变压器的冷却过程需要经过多重传热。包括变压器油与铁芯表面传热，变压器油与冷却器箱体内表面传热，空气与冷却器箱体外表面传热三个过程。 线圈和铁芯产生的热量,由内部最热点传到与油接触和外表面,热量传到表面后,与周围介质油产生温度差,通过对流作用将部分热量传给附近的油,从而使油温逐渐上升。 当油温升高后,热油向上流动与油箱相接触将热量传导油箱外壁，散热后的油再向下流动重新流入线圈,形成闭合的对流回路，这一过程中，变压器油箱外壁温度逐渐升高。 油箱内壁吸收热量后，热量从壁的内侧传导到外侧(箱壁的内外温差不大,一般不超过3℃）与周围环境形成温差,通过与空气对流和辐射,将热量散发到周围空气中。 在强迫油循环系统中，潜油泵在冷却器中就是采用施加压力的作用，加速变压器油的流动,增强热对流。变压器油的热对流包括两种形式，即热传导和热辐射，两个过程同时进行。变压器箱壁内侧的热量从变压器油中以热传导和热辐射的形式传给冷却器，变压器箱壁外测热量从箱壁以热传导和热辐射的形式传给空气。冷却器—风扇的作用就是加速吹变压器箱壁外侧的空气流动,加快变压器的散热过程，如图2-1所示。
第二章 变压器习题及其答案
第二章 变压器 2-1 什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素 答：变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。 由感应电动势公式Φ=1144.4fN E 可知，空载或负载情况下11E U ≈，主磁通的大小取决于外加电压1U 、频率f 和绕组匝数1N 。 2-2 一台50Hz 的变压器接到60Hz 的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、 漏抗会怎样变化 答：（1）额定电压不变，则' 1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N 又5060'=f f ?60 50'=ΦΦ， 即Φ=Φ65' 磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻s l R m μ= 不变，励磁磁势m m R N I Φ=?1，∴m m I I 65' =； （2）铁耗：β αf B p m Fe ∝，βα> 铁耗稍有减小； （3）σσσπ11' '1562x L f x = ?=， σσσπ22''25 62x L f x =?= 2-3 在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算归算是在什么条件下进行的 | 答：因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压21E E ≠、电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路； 归算原则：保持归算前后副边的磁动势不变。 2-4 利用T 型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率 是否为实际值，为什么 答：一次侧没有经过归算，所以为实际值； 二次侧电压、电流不是实际值，因为归算前后绕组匝数不同，但损耗、功率为实 际值。 2-5 变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定 答：激磁阻抗由空载试验测量；等效漏阻抗由短路试验测量。 （具体测量方法略） 2-14 有一台三相变压器，额定容量kKA S N 5000=，额定电压kV kV U U N N 3.61021=， Y ,d 联结，试求：（1）一次、二次侧的额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流。 解：（1）A A U S I N N N 68.28810 35000 311=?== 【
第二章 电力变压器试题(20～51)
第二章 电力变压器试题(20～51) 一、单项选择题（每题的备选项中，只有一项最符合题意，每题1分，错选或不选为0分，总计40分） 1.电力变压器按冷却介质分为（C ）和干式两种。 P20 A.风冷式；B.自冷式；C.油浸式； 2.远距离输送电能，首先要将发电机的输出电压通过升压变压器升高到几万伏或几十万伏，以减小输电线上的（B ） P20 A.电阻；B.能量损耗；C.电感； 3.在单相变压器闭合的铁芯上绕有（B ）相互绝缘的绕组。 P21 A.一个；B.两个；C.五个； 4.当频率为f 的交流电源电压加到一、二次侧绕组匝数分别为N 1、N 2的变压器的一 次绕组后，一次侧绕组中的感应电动势为（A ）。 P21 A.Φ=m N E f 1144.4；B.Φ=m N E f 2144.4；C.Φ=m N E f 2122.2 5.如果忽略变压器内部损耗，则变压器二次绕组的输出功率（A ）一次绕组输入功率。P22 A.等于； B.大于； C.小于； 6.变压器的一、二次侧绕组匝数之比可以近似地认为等于（B ）之比。 P22 A.一、二次侧电压瞬时值； B.一、二次侧电压有效值； C.一、二次侧电压最大值； 7.在忽略变压器内部损耗情况下，变压器的一、二次电流之比与（A ）之比成反比。P22 A.一、二次侧感应电势有效值； B.一、二次侧感应电势最大值； C.一、二次侧感应电势瞬时值； 8.变压器的铁芯结构一般分为（B ）和壳式两类。 P23 A.同心式； B.心式； C.交叠式； 9.变压器的铁芯采用的硅钢片主要有（B ）和热轧两种。 P24 A.交叠式；B 冷轧；C.同心式； 10.变压器的铁芯采用导磁性能好的硅钢片叠压而成，能减小变压器的（A ） P24 A.铁损耗； B.铜损耗； C.机械损耗； 11.变压器的绕组与铁芯之间是（A ）的。 P24 A.绝缘； B.导电； C.电连接；
第二篇变压器的电磁关系
第二章 变压器的电磁关系 知识点一：变压器空载运行 1、根据变压器内部磁场的实际分布和所起的作用不同，通常把磁通分为 和 ，前者在 闭合，起 作用，后者主要通过 闭合，起 作用。 2、变压器空载电流由 和 两部分组成，前者用来 ，后者用来 。 3、变压器励磁电流的大小受 、 、 、 和 等因素的影响。 4、变压器等效电路中的m x 是对应于 的电抗，m r 是表示 的电阻。 5、变压器的漏抗Ω=04.01x ，铁耗W p Fe 600=，今在一次施加很小的直流电压，二次开路，此时=1x Ω，=Fe p W 。 6、一台已制成的变压器，在忽略漏阻抗压降的条件下，其主磁通的大小主要取决于 和 ，与铁心材质和几何尺寸 （填有关、无关） 7、建立同样的磁场，变压器的铁心截面越小，空载电流 ；一次绕组匝数越多，空载电流 ，铁心材质越好，空载电流 。 8、变压器一次绕组匝数减少，额定电压下，将使铁心饱和程度 ，空载电流 ， 铁耗 ，二次空载电压 ，励磁电抗 。 9、变压器一次绕组匝数、铁心截面一定，当电源电压及频率均减半，则铁心磁密 ，空载电流 。 10、变压器空载运行时一次绕组空载电流很小的原因是 。 （A ） 原绕组匝数多电阻大； （B ） 原绕组漏抗很大； （C ） 变压器的励磁阻抗很大。 11、一台V U U N N 110/220/21=的单相变压器空载运行，一次侧接220V 时铁心主磁通为0Φ，二次侧接110V 时铁心主磁通为' 0Φ，则 。 （A ）'00Φ=Φ； （B ）'00Φ>Φ； （C ）'00Φ<Φ。 12、变压器其他条件不变，若一次侧匝数增加10%，21,x x 及m x 的大小将 。 （A ）1x 增加到原来的1.1倍，2x 不变，m x 增大； （B ）1x 增加到原来的1.1倍，2x 不变，m x 减少； （C ）1x 增加到原来的1.21倍，2x 不变，m x 增大；
电机与拖动础课后习题答案(许建国版)第二章
第二章 2 . 1 变压器能改变交流电的电压和电流,能不能改变直流电的电压和电流?为什么? 答: 变压器能改变交流电的电压和电流,但不能改变直流电的电压和电流。因为变压器是应用电磁感应原理而工作的,只有当一次绕组接交流电源时, 一次绕组才会流过交流电流,在铁心中产生变化的磁通,从而在二次绕组中产生感应电动势;如果一次绕组接直流电源,则一次绕组流过的是直流电流, 在铁心中产生的磁通是恒定不变的,不能在二次绕组中产生感应电动势,所以变压器只能改变交流电的电压和电流,不能改变直流电的电压和电流。 2 . 2 变压器的铁心为什么要用硅钢片叠成而不用整块钢制成? 答: 变压器的绕组流过交流电流时会在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗,统称为铁损耗。磁滞损耗与铁磁材料的磁滞回线面积有关, 硅钢片的磁滞回线较窄, 磁滞损耗较小。涡流损耗与铁磁材料的电阻成反比,与钢片厚度的平方成正比, 硅钢片是在电工钢中加入少量的 硅而制成, 电阻率较大, 用硅钢片叠成的铁心, 铁损耗较小,所以变压器的铁心要用硅钢片叠成而不用整块钢制成。 2 . 3 一台变压器额定电压为220 /110 V ,若把二次绕组( 110 V )接在220 V交流电源上,主磁通和励磁电流将如何变化? 答:若忽略变压器绕组漏阻抗压降,则绕组的端电压与感应电动势相等。正常工作时铁心磁路处于饱和状态。若把额定电压为110 V的二次绕组接在220 V交流电源上, 二次绕组感应电动势将增大一倍, 感应电动势与铁心磁通成正比,所以铁心磁通也将增大一倍,由于铁心磁路处于饱和状态, 励磁电流将不只是增大一倍,而将增大许多倍。 2 . 4 一台变压器一次绕组额定电压为220 V ,不小心把一次绕组接在220 V的直流电源上,
变压器的工作原理
一.变压器的工作原理 变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 1.变压器 ---- 静止的电磁装置 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 变压器原理图（图3.1.2） 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 设 一次绕组的二次绕组的 电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为φm ,该磁通量称为主磁通 请注意图3.1.2 各物理量的参考方向确定。 2.理想变压器 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化， 则有
不计铁心损失，根据能量守恒原理可得 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系 令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则 二.变压器的结构简介 1.铁心 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成 铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种 心式变压器结构示意图(图3.1.6) 2.绕组 绕组是变压器的电路部分， 它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成 变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如上图）：当一次侧绕组上加上电压ú1时，流过电流í1，在铁芯中就产生交变磁通?1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势é1，é2，感应电势公式为：E=4.44fN?m 式中：E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 ?m--主磁通最大值 由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压ú1和ú2大小也就不同。 当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（í0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流í2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流í0，一部分为用来平衡í2，所以这部分电流随着í2变化而变化。
第二章电力变压器
第二章电力变压器 说明：蓝色是应选择的正确答案；红色是题中错误的表述。 第一节变压器的工作原理 1.变压器是一种(静止)的电气设备。P20 2.变压器利用电磁感应原理，能将交流电能转变为不同的(电压等级)。P20 3.变压器利用电磁感应原理，可以对（交流电能）进行变换。P20 4.变压器是利用电磁力定律将一种电压等级的交流电能转变为另一种电压等级的交流电能。( × )（电磁感应）P20 5.变压器是利用电磁感应原理将一种电压等级的直流电能转变为另一种电压等级的直流电能。( × ) (交流)P20 6.变压器按用途可分为电力变压器、特种变压器和（仪用互感器）。P20 7.变压器按用途可分为（电力变压器、特种变压器、仪用互感器）。P20 8.电力变压器按冷却介质分为(干式、油浸式)。P20 9.电力变压器按冷却介质分为（干式）和油浸式两种。P20 10.远距离输送电能时，首先要将发电机的输出电压通过升压变压器升高到几万伏或几十万伏，以减小输电线上的(电流和能量损耗)。P20 11.发电厂的发电机输出电压通常为（6.3kV、10.5kV），最高不超过20kV。P20 12.发电厂的发电机输出电压通常为6.3kV，（10.5kV），最高不超过20kV。P20 第一节变压器的工作原理与结构 13.在单相变压器(闭合)的铁芯上绕有两个互相绝缘的绕组。P21 14.在单相变压器的两个绕组中，与电源连接的一侧叫做(一次侧绕组)。P21 15.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，以下说法正确的有（在变压器铁芯中将产生
交变磁通、如果变压器的二次侧绕组与外电路负荷连通，就会有电能输出）。P21 16.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，在一次侧绕组中会有(交流)电流流过。P21 17.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，在一次侧绕组中会有直流电流流过。( × )（交流）P21 18.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，在变压器铁芯中会产生直流磁通。( ×) (交变)P21 19.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，在变压器铁芯中产生的交变磁通只穿过二次侧绕组。( × ) (不仅穿过一次侧绕组，同时也穿过二次侧绕组)P21 20.当交流电源电压加到变压器的一次绕组后，如果变压器的二次侧绕组与(外电路负荷)连通，就会有电能输出。P21 21.当（交流电源电压）加到变压器的一次绕组后，如果变压器的二次侧绕组与外电路负荷连通，都会有电能输出。P21 22.变压器的绕组与铁芯之间是(绝缘)的。P21-24 23.当频率为f的交流电源电压，加到一、二次绕组匝数分别为N1、N2的变压器的一次绕组后，以下说法正确的为（一次侧绕组中的感应电势为E1=4.44fN1Φm、二次侧绕组中的感应电势为E2=4.44fN2Φm）。P21 24.当频率为f的交流电源电压加到一、二次侧绕组匝数分别为N1、N2的变压器的一次绕组后，一次侧绕组中的感应电势为(E1=4.44fN1)。P21 25.变压器一、二次感应电势有效值之比等于(一、二次侧绕组匝数之比、变压器的变比)。P22 26.变压器一、二次侧感应电势最大值之比等于一、二次侧电压瞬时值之比。(× ) (电压有效值)P22
电机学变压器经典习题及答案
第二章变压器 一、填空: 1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频率为50HZ如果误将低压侧接到380V 上，则此时m_—I。,Z m——P Fe __________________ 。（增加，减少或不变） 答：m增大，I 0增大，Z m减小，P Fe增大。 2. ★一台额定频率为50Hz的电力变压器接于60Hz,电压为此变压器的6/5倍额定电压的电 网上运行，此时变压器磁路饱和程度________ ，励磁电流_________ ，励磁电抗__________ ，漏电抗___________ 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。____ 3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1）_________________________________________________ ， （2）_______________________________ ,（3）________________________________________ 。答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2 ）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担 负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ___________ ，U= _________ ，空 载电流将_____________ ，空载损耗将____________ 。 答：E近似等于U, U等于IR，空载电流很大，空载损耗很大。 5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 ___________________________________ 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6. ★一台变压器，原设计的频率为50Hz，现将它接到60Hz的电网上运行，额定电压不变， 励磁电流将_______ ，铁耗将 _____ 。 答：减小，减小。 7. 变压器的副端是通过__________________ 对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 _____________________ 。 答：负载电流的变化。 9. ★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 将__________ ，变压器将 ____________ 。 答：增大很多倍，烧毁。 10. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 _____________ 。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 11. ★★三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免____________ 。 答：电压波形畸变。 12. 变压器副边的额定电压指____________________________ 。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 13. ★★为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组 _____________ 。 答：采用d接。 14. 通过_________ 和_________ 实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。
第二章 电力变压器复习题
第二章电力变压器复习题 一、单选题： 1、远距离输送电能时，首先耍将发电机的输出电压通过升压变压器升高几万伏或几十万伏，以减小( )上的能量损耗。 A.发电机B．变压器C．输电线 2、在电力系统中，变压器能将不同( )的线路连接起求。 A．电阻等级B．电抗等级C．电压等级 3、发电厂的发电机输出电压通常为6．3kV，( )，最高不超过20kV。 A．10.5kV B．11.5kv C．12.5kV 4、线损是指电能从发电厂到用户的输送过程中不可避免地发生的( )损失。 A．电压B．电流C．功率 5、变压器按用途可分为特种变压器、仪用互感器和( )。 A．电力变压器B．升压变压器C．降压变压器 6、变压器按用途可分为电力变压器、特种变压器和( )。 A.干式变压器B．自耦变压器C．仪用互感器 7、几万伏或几十万伏高压电能输送到负荷区后，必须经过不同的降压变压器将高电压降低为( )，以满足各种负荷的需要。 A 不同等级的频率B．不同等级的电压C．不同频率的电流． 8、几万伏或几十万伏高压电能输送到( )后，必须经过不同的降压变压器将高电压降低为不同等级的电压，以满足各种负荷的需要。 A．发电站B．发电厂C．负荷区 10、几万伏或几十万伏高压电能输送到负荷区后，必须经过不同的( )将高电压降低为不同等级的电压，以满足各种负荷的需要。
A．降压变压器B．升压变压器C．自耦变压器 11、变压器利用电磁感应原理，能将( )转变为不同的电压等级。 A．直流电能B．交流电能C．热能 12、电力变压器按冷却介质分为( )和油浸式两种。 A．风冷式B．自冷式C．干式 13、远距离输送电能时，首先要将发电机的输出电压通过升压变压器升高到( )，以减小输电线上的能量损耗。 A．几千伏B．几百伏C．几万伏或几十万伏 P2014、发电厂的发电机输出电压通常为6.3kV，10.5kV，最高不超过( )。 A．20kV B．25kV C．30kV 15、变压器利用电磁感应原理，能将交流电能转变为不同的( )。 A．频率等级B．电流等级C．电压等级 16、以高压甚至超高压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的送电网络称为( )。 A．发电网B．输电网C．配电网 17、我国电力系统中，线路始端的最低电压等级为( )。 A．0．20kV B．0．38kV C．O．4kV P2118、在单相变压器( )的铁芯上绕有两个互相绝缘的绕组。 A．闭合 B.断开C．并联 19、当频率为f交流电压加到一、二次侧绕组匝数分别为N1、N2的变压器一次绕组后，一次侧绕组中感应电动势为( ) A. E1=4.44fN1Φm B.E1=4.44fN2Φm C．E1=2.22fN1Φm