变压器培训题.doc

6变压器培训题１．变压器的作用及其工作原理是什么?变压器在电力系统中怎样应用?变压器足用来改变交流电压大小的电气设备。

它是根据电磁感应的原理，把某一等级的交流电压变换成另一等级的交流电压，以满足不同负荷的需要。

变压器的基本工作原理图如图所示。

它是由两个彼此绝缘的绕组和一个闭合铁芯组成；两个绕组均套在铁芯上。

通常，一个绕组接电源，另一个绕组接负载。

我们把前者叫做一次绕组，或原绕组、一次侧；把后者叫做二次绕组，或副绕组、二次侧。

当一次侧接上电压为U1的交流电源时，一次绕组将流过交流电流I1，并在铁芯中产生交变磁通Φ。

该磁通同时穿链一、二次绕组。

根据电磁感应定律，Φ在一、二次绕组中产生的感应电动势分别为：E 1=4.44ｆN1￠E2=4.44ｆN2￠式中 N1———次绕组匝数；N2——二次绕组匝数。

由于—般变压器的N1≠N2，因此e1≠e2，说明一、二次侧电动势不等，当忽略变乐器的内阻抗压降时，感应电动势就等于端电压，显然变压器起到了变压的作用。

变压器在电力系统中的应用是很广泛的。

例如，在发电厂中．用升压变压器升高电压，以适应远距离传输的需要；同时，也用降压变压器降低电压，以适合厂用电设备使用。

另外，在变电站，要用降压变压器把远距离传输来的高电压降低，以满足负荷的需要。

再者，不同电压等级的电网也需要变压器联络等等。

２．变压器能够变压的条件是什么?变压器的高压侧是否就是一次侧?变压器能够变压的条件是：一、是铁芯中要有交变的磁通；二、是一、二次绕组的匝数不相同。

普通的双绕组变压器的高压侧和低压侧，是按其额定电压的大小来区分的，而一次侧和二次侧是按传递功率的力向来区分的。

接电源、输入功率的绕组侧称一次侧，接负荷、输出功率的绕组侧称二次侧。

因此，对降压变压器来说，高压侧就是一次侧；而对升压变压器来说，高压侧就是二次侧了。

３．变压器一次绕组接直流电源，二次绕组有电压吗?为什么?当变压器一次绕组加稳定的直流电流时，其二次绕组没有电压。

因为稳定的直流电流在铁芯中产生恒定不变的磁通，磁通的变化率为零，故感应电动势也为零。

二次绕组中没有感应电动势，也就不会有端电压。

４．变压器的基本结构由哪些部分组成?其主要作用是什么?变压器主要是由铁芯和绕组组成。

此外还有油箱、绝缘套管和冷却系统等。

①铁芯：用以构成主磁通的磁路，主要作用是导磁，所以多采用导磁性能很好的薄硅钢片叠成。

②绕组：用以构成变压器电路，常采用绝缘铜线或铝线绕成圆形，并且套在铁芯上。

③油箱：是油浸式变压器的外壳。

内装有铁芯、绕组和变压器油。

铁芯和绕组浸在变压器油中，以起到绝缘和散热的作用。

④绝缘套管：是将变乐器内部的高、低压绕组的出线端引到油箱外部的绝缘装置。

它不但赵到引线对地绝缘的作用，而且还起到固定引线的作用。

⑤冷却系统：保证变压器正常运行的散热装置。

５．变压器铁芯结构的基本型式有几种?各有哪些种类?变压器铁芯结构的基本型式有两种，一种叫芯式铁芯，也叫内铁式铁芯，另—种叫壳式铁芯，也叫外铁式铁芯。

芯式铁芯分为单相两铁芯柱、三相三铁芯柱和三相五铁芯柱。

电力变压器常采用芯式铁芯。

壳式铁芯分为单相壳式变压器铁芯和三相壳式变压器铁芯。

６．变压器铁芯装配有几种方法?各有什么特点？变压器铁芯的装配有两种方法：对装和迭装。

对装是先将铁芯柱和铁轭分别迭装后，然后再组装在一起。

这种方法的特点是装配方便，但变压器的激磁电流大，机械强度也不好，一般不采用。

迭装是把铁芯柱和铁轭的钢片按图4—2的排列方法分层交错迭置，每—层的接缝都被邻层的钢片盖上。

这种方法的特点是铁芯空气气隙较小，变压器激磁涌流也相应的小，且机械强度较高，一般电力变压器均采用。

７．变压器铁芯柱截面形状有哪几种?各适用于什么范围?变压器铁芯是由0.35mm或0.5mm厚的硅钢片迭装起来的。

在迭装之前，硅钢片两面涂以绝缘漆，使片与片之间保持绝缘，以减少涡流和磁滞损耗。

变压器的铁芯截面形状分两种：一种是正方形或长方形；另一种是内接圆的阶梯形，如图所示。

一般小型变压器的铁芯截面多采用正方形或长方形，以便于制造；而大型变压器，考虑到铁芯截面较大，为了有效地利用圆形绕组内的空间，铁芯截面多采用阶梯形，并且随着铁芯截面的增大，阶梯的级数也应增多。

有些大型变压器的铁芯柱，采用带油槽的阶梯形截面，这种铁芯截面具有良好的散热性能。

当变压器运行时，通过油的对流作用将铁芯中的热量带走，然后通过散热器散失。

但由于铁芯迭装较复杂，故—般在中小型变压器中不采用。

８．变压器绕组有几种型式?各有何特点?变压器绕组按照原、副绕组在铁芯上的排列方式可分为同芯式和交叠式两种(如下图所示)。

同芯式绕组是把原、副绕组分别绕成直径不同的圆筒形线圈套在铁芯柱上。

高压绕组和低压绕组之间留有一定的绝缘间隙，并以绝缘纸筒相互隔开。

同芯式绕组又可分为圆筒式、连续式、螺旋式和纠结式等。

一般是高压绕组在外，低压绕组在里。

这种绕组结构简单、绕制方便，故被广泛采用。

交叠式绕组是把原、副绕组按一定的交替次序套在铁芯柱上，这种绕组由于高、低压绕组之间的间隙较多，绝缘复杂，故包扎很不方便，但它具有机械强度高的优点，一般在大型壳式变压器(如大容量的电炉变压器和电焊机变压器)中采用。

９．为什么变压器的低压绕组布置在高压绕组的里边?变压器高低压绕组的排列方式，是由多种因素决定的。

但大多数变压器都是把低压绕组布置在高压绕组的里边。

这主要是从绝缘结构方面考虑的。

理论上，无论高压绕组和低压绕组怎样布置，只要套在铁芯柱上．就能起到变压的作用。

但因为变压器的铁芯是接地的，若低压绕组靠近铁芯，从绝缘角度容易做到；若高压绕组靠近铁芯，由于其电压高，要求的绝缘就高，就需要很多的绝缘材料和较大的绝缘距离。

这样不但增大了绕组的体积，而且浪费了绝缘材料。

再者，变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头即改变其匝数来实现的。

因此把高压绕组安置在低压绕组的外边，也便于引线。

１０．变压器有哪几部分绝缘?变压器的绝缘分类有多种分法。

首先，可笼统地分为油箱中的内绝缘和油箱外的空气绝缘(外绝缘)。

油箱内直接与绕组有关的绝缘又可分为绕组绝缘和引线绝缘。

绕组的绝缘分为主绝缘和纵绝缘两大部分。

所谓主绝缘，是指绕组对铁芯、对地(油箱)和对其它绕组(同相和不同相)的绝缘；所谓纵绝缘，指的是绕组匝间、层间、段间及线段与静电板之间的绝缘。

１１．变压器的保护装置主要有哪些?各起什么作用?变压器的保护装设主要有：储油柜、吸湿器、安全气道、气体继电器、净油器和温度计。

储油柜又叫油枕。

它的作用是：1、调节油量，保证变压器油箱内经常充满油；2、是减少油和空气的接触面，从而降低变压器油受潮和老化的速度。

吸湿器又叫呼吸器。

它的作用是使大气与油枕内连通。

当变压器油热胀冷缩时，气体经过它排出或吸入，以保持油箱内压力正常。

吸湿器内装有硅胶，用以吸收进入油枕中空气的潮气。

安全气道又叫防爆管。

它的出口处装有玻璃或薄铁板。

其作用是当变压器内部发生严重故障、压力骤增时，让油气流冲破玻璃，向外喷出，以降低油箱内压力，防止油箱爆破。

气体继电器又叫瓦斯继电器。

它是装在油箱和油枕的连管中间，作用是当变压器内部发生绝缘被击穿、线匝短路及铁芯烧毁等故障时，它动作给运行人员发出信号或切断电源，从而保护变压器。

另外，利用气体继电器可以观察分解出气体的颜色及数量，用以分析判断变压器内部运行状况。

净油器又称热虹吸过滤器。

它是利用油的自然循环，使油通过吸附剂滤去水份、游离碳和氧化物。

使油净化，以改善运行中变压器油的性能，防止油的迅速老化。

温度计用以测量油箱内的上层油温，监测变压器的运行温度，保证变压器的安全运行。

１２．什么是三相变压器组？什么是三相芯式变压器？三相变压器组是指由三台单相变压器组成的三相变压器。

它的铁芯结构具有各相磁路独立、彼此无关的特点。

如图4—5(a)所示。

三相芯式变压器是指铁芯有三个芯柱的三相变压器。

它的铁芯结构具有各相磁路彼此相关的持点。

如图4—5(b)所示。

１３．变压器有哪些技术参数?各代表什么意义?变压器的各项技术数据反映了变压器的全部性能。

内容如下：1)相数和额定频率：变压器分单相和三相，一般均采用三相变压器。

变压器的额定频率是所设计的运行频率，我国采用50Hz。

2)额定电压及额定电压比：原绕组的额定电压U1N是指规定加在—次侧的电压：副绕组的额定电压U2N指的是分接开关放在额定电压位置、一次侧加额定电压时，二次侧的开路电压(或空载电压)。

单位用V或KV表示。

对于三相变压器，额定电压指线电压。

额定电压比是指高压绕组与低压绕组或中压绕组的额定电压之比。

3)额定容量：指的是在额定电压及额定电流下连续运行时所能传输的视在功率S N ，单位用KV．A表示。

对双绕组变压器有S1N＝S2N，即一、二次侧的额定容量相等。

另外，对三相变压器是指三相容量之和。

4)额定电流：可以根据相对应绕组的额定容量和额定电压算出。

单位用A或KA 表示。

对于三相变压器，额定电流指的是线电流。

5)绕组的连接组别：表示原、副绕组的连接方式及同名线电压之间的相位差，用时钟法表示。

6)分接范围(调压范围)：电压的最大、最小调节范围，用百分数表示。

7)空载电流、空载损耗和空载合闸电流：空载电流指变压器空载运行时，一次绕组中流过的电流，通常以其占额定电流的百分数表示。

空载损耗，也叫铁损，是变压器空载运行时的功率损耗，单位用W或KW表示。

空载合闸电流指变压器空载合闸时，可能出现的最大冲击电流。

8)阻抗电压和负载损耗：阻抗电压也叫短路电压，指一侧绕组短路，另一侧绕组中的电流达到额定电流时所施加的电压，通常以与其对应额定电压的百分比表示。

负载损耗也叫短路损耗，指一侧绕组短路，另一侧绕组流过额定电流时的损耗，单位以W或KW表示。

9)效率和电压调整率：变压器的效率是指输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数。

电压调整率也叫电压变化率，指在空载和在给定的功率因数下、一次侧加额定电压，两个二次电压(U2N 、UZ)的算术差与二次额定电压U2N的比值，通常用百分数表示。

另外，还有冷却方式、重量和尺寸、型号以及使用条件等等。

１４．单相变压器额定电流与额定容量及额定电压有什么关系?试举例说明。

单相变压器额定电流与额定容量及额定电压的关系为：IN ＝SN/UN，即一次侧的额定电流I1N =SN/UN，二次侧的额定电流I2N=SN/U2N。

例如：一台单相变压器的额定容量SN ＝250kv•A，额定电压U1N/ U2N＝10／0.4KV，试求一、二次侧的额定电流I1N 、I2N。

据单相变压器额定电流与额定容量及额定电压的关系有：I 1N ＝SN／UN＝(250×103)／(10×103)＝25(A)；Z 2N ＝SN／U2N＝(250×103)／(0.4×103)＝625(A)。