《电机原理及拖动基础》变压器测验题2010[1].10

变压器测验题（中国矿业大学电气08-1,2,3,4班）
一、电网线电压为66 KV ，经过两台容量均为1500 KVA 的三相变压器二次降压后供给额定电压为400V （Y ）的负载。

第一台： D,y 接，U 1N /U 2N = 66/6.3KV 。

第二台： D,y 接， U 1N /U 2N = 6300/400V 。

两台变压器都在6300伏一侧做短路实验，数据如下：
第一台： Uk = 334V , Ik = 137A, p k = 14kW （p 0 =10kW ）第二台： U k =382V , I k =137A, p k =15kW （p 0 =12kW ）
1）画出供电线路图;每台Tr 接为D,y 5(先画相量图)。

2）求出变压器各额定电流?变比？ 3）求每台变压器的短路阻抗标幺值？
4）画出从66KV 侧看的简化等效电路和向量图 ；
5）当原边加额定电压，每相负载阻抗Z l =0.1+j0.07Ω（Y 接）时，负载的电流？ 6）求上述情况下各变压器效率及总效率？并求出总的电压变化率？ （30） 二、画出下图变压器电动势相量图，并判断其联结组别。

（3*3=9）
三、画出D /Y-7联接组别接线图和相量图。

(3*2=6)
四、一台Y/Δ接的三相变压器空载运行，原方（高压侧）加上对称的正弦额定电压，试分析下列物理量中有无三次谐波。

1）主磁通。

2）原、副方相电势。

3）原、副方线电压；原、副方相电压。

4）原、副方线电流；原、副方相电流。

(11) 五、现有一个万用表和一个可调交流电压源，说明如何判断同一芯柱上的高低压绕组的同极性端。

2
六、一台2kV·A ，400/100V 的单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路，测得
I0=2A；P0=20W；当高压侧加400V，低压侧开路，测得I0= 2 A，P0= 2 W。

七、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗 1 ，励磁电流
1 。

八、某人初次使用互感器对巨型三相变压器进行短路实验。

由于变压器是高电压、大电流，因此需要借助电压互感器和电流互感器来完成。

请你画出实验线路图，并说明仪器仪表应如何选择，实验数据如何处理？11
九、一台三相变压器，S N=5600kV A ，U1N/U2N＝10/6.3kV，Y/d接，10kV侧接电源。

u k=5.5%，p k=18kw,一次侧加额定电压，试求满载且cosφ＝0.8（滞后）时的负载阻抗，二次电压和一次电流，额定电压调整率和效率。

(10)
十、一台三相变压器，额定容量S N=750KV A, U1N/U2N =10/0.4KV, Y,y连接。

短路电压u k=5.5%，p k=2.4kw, 付方三角形联接三相平衡负载，每相负载阻抗
Z l=1.272+j0.954Ω。

（忽略变压器的励磁电流）试求:
1）高压侧加额定电压时，原、副方的线电流和相电流；副方的线、相电压；2）变压器此时的输入、输出功率和效率；
3）画出该变压器此时的等效电路和相量图。

(3*5=15)
一、解：
（1）
（2）
66K
W
W 1
A
I A
KV KVA I phN
N 576.73
12.1312.1366315001====∴I I
A KV KVA
I N 1373.6315002==
∴I
A KV
KVA
I N 1373.631501==
∴II
A KV
KVA
I N 1.21654.0315002==
∴II
28.273
/4.03
.621==
=
II ph
ph U U K （3）I Tr 短路实验Y 接。

A I V U kph kph 137,83.1923/334===
Ω==
408.1137
83
.192k Z Ω=⨯=⨯=
249.0137314000
322
kph
k k I p r Ω=-=-=3855.1249.0408.12222
k k k r z x
Ω==
=I 5.26137
3
/6300222phN phN N I U Z 05218
.05
.263855.10094.05
.26249
.02*
2*=====
=
I I N k k N
k k z x x z r r
Ⅱ Tr 短路实验D 接。

145.183/3.66621===
I ph
ph U U K N N N I U S 3=
A I V U kph kph 1.793/137,382===
Ω==
83.41
.79382
k Z Ω=⨯=⨯=
8.01.79315000
322kph
k k I p r Ω=-=-=76.48.083.42222
k k k r z x
Ω==
=II 6.793
/1376300111phN phN N I U Z
0598.06
.7976.401.06
.798
.01*1*===
==
=
II II N
k k N k k z x x z r r
（4）Ⅱ Tr 原边为D 接，因此需要将短路阻抗转化为Y 接。

然后再折算到I Tr 原边。

Ω=+=+=II I 516.03/8.0249.03/k k r r r Ω=+=+=II I 9722.23/76.43855.13/k k x x x
Ω
=⨯=⨯=Ω=⨯=⨯=979145.189722.2170145.18516.02
2
'
22'I
I k x x k r r
等效电路为：
（5）当原边加额定电压，每相负载阻抗Z l =0.1+j0.07Ω（Y 接）时，负载的电
r k ’
jx k ’
I
U o
流？
A
K I I I K I I j Z U I j Z Z k x x k r r j k k Z Z L I k I k L L 18513
58.11748.6145.181.4348.61.431069366000669683376600066968337Z 979145.189722.2170145.18516.057178167)3/(1211200
1'
k 22'
22'
22
'
==
=⨯===-∠=∠=Ω+==Ω
+=+Ω
=⨯=⨯=Ω=⨯=⨯=Ω+=⨯⨯=II II II I I II I I I II ＝总 （6）
％
＝＝总1.96%2.98111014855.0101090%9.97109015855.0121.1067855.0576
.748
.61.10671.01886331
2
220211
21
2
2202122
2II I I I I I I II I II II II II II II II ⋅==
=⨯++=⋅++====
=⨯++=⋅++===
=⋅⨯=⋅=ηηηηβηββP P kW
p p P P P P P P kW
p p P P kW
r I P k k L
%
3.4%3
/4005
.2213/400%5.22107.01.018152222=⨯-=
∆=+⨯=⋅=II II U V Z I U L
二、
Y/d-11；Y/d-9；Y/d-7；
三、画出D /Y-7联接组别接线图和相量图。

D/y-7
W 11
uv
V 2
四、最后一个“有”，其他全是“无”
六、一台2kV·A ，400/100V 的单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路，测得I 0=2A ；P 0=20W ；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得I 0= 0.5 A ，P 0= 20 W 。

七、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗 越大 ，励磁电流 越小 。

八、某人初次使用互感器对巨型三相变压器进行短路实验。

由于变压器是高电压、大电流，因此需要借助电压互感器和电流互感器来完成。

请你画出实验线路图，并说明仪器仪表应如何选择，实验数据如何处理？
5*(2/3) < (I1N / k i ) < 5
0.2I1N < k i < 0.3I1N
100*(2/3) < {(2-8)%U1N / k u } < 100
{(2-8)%U1N / 100} < k u< {3(2-8)%U1N / 200}
P cu=(W1+W2) * k i * k u
P cuph={(W1+W2) * k i * k u }/3
I ph={(A1+A2+A3) * k i }/3
U ph={(U1+U2+U3) * k u }/(3√3)
r k = p cuph / 3I ph2
Z k = U ph / I ph
x k 2 = z k 2 –r k 2
再将r k 、z k 折算到750C.
九、一台三相变压器，S N =5600kV A ，U 1N /U 2N ＝10/6.3kV ，Y/d 接，10kV 侧接电源。

u k =5.5%，p k =18kw,一次侧加额定电压，试求满载且cosφ＝0.8（滞后）时的负载阻抗，二次电压和一次电流，额定电压调整率和效率。

)
(32332.1242.1687
.362960
607087.362966076/568.5)03556.01(3
10
)03556.01(03556
.06.0055.08.00032.01
)sin cos (055.00032.088.17323
3
/10981.00575.0323180003131983.03233550
32310
35600391645.03.63
/1010
.
2
222.
2'221'22*2****12
2111偏差？此处是否需要考虑相位＝满载时A I j I U Z I I V
k U U kV U U x r U x r Z x I p r Z A
U S I k L N k k k k N k N k k k N N N
=Ω+=-∠∠=
=
-∠=-∠====-⨯=-⋅==⨯+⨯=+=∆Ω
=Ω=Ω==
Ω
=Ω=⨯=⋅=Ω
=⨯==⨯====ϕβϕϕβ
十、一台三相变压器，额定容量S N =750KV A, U 1N /U 2N =10/0.4KV , Y,y 连接。

短路电压u k =5.5%，p k =2.4kw, 付方三角形联接三相平衡负载，每相负载阻抗Z l =1.272+j0.954Ω。

（忽略变压器的励磁电流）试求:
1）高压侧加额定电压时，原、副方的线电流和相电流；副方的线、相电压； 2）变压器此时的输入、输出功率和效率； 3）画出该变压器此时的等效电路和相量图。

%
8.99%100866
.23468953.235123%100866.234689272.131
54.429331353.2351238.37cos 18.17103cos 331.394656.22733656.22759.131
54.4293154.42918.17258.3718.1707.206427.2650503.577303/1000075.198265)954.0272.1(2531
31317.7427.033.7427.03.4332400
333.73.4354
.3173.43,54.3173/10000%5.525
3
/4.03/103.43103750321222204111222212200'
01.1.
22'2222
22
211=⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯===⨯===⨯⨯=⨯==⨯===-∠=+∠=+∠==Ω+=+⨯==Ω
=-=-=Ω=⨯=⨯=Ω==
==⨯====
=⨯=∴=I P P W R I P W I U P V
U U V
z I U A kI I I A j Z Z I I j j k Z Z r z x I p r Z A I V U U U K A KV KVA I I U S fz ph
N ph l fz ph ph ph l ph fz
k l ph
fz fz k k k kph k k k kph kph ph
ph N N N N ηφ。