第3章 变 压 器

第三章变压器

3.1 变压器中主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同？在分析变压器时怎样反映其作用？它们各由什么磁动势产生？

[答案]

3.2 变压器的R m、X m各代表什么物理意义？磁路饱和与否对R m、X m有什么影响？为什么要求X m大、R m小？

[答案]

3.3 变压器额定电压为220/110V，如不慎将低压侧误接到220V电源后，将会发生什么现象？

[答案]

3.4 变压器二次侧接电阻、电感和电容性负载时，从一次侧输入的无功功率有何不同？为什么？

[答案]

3.5 变压器的其它条件不变，在下列情况下, X1σ, X m各有什么变化？

(1) 一次、二次绕组匝数变化±10%；

(2) 外施电压变化±10%；

(3) 频率变化±10%。

[答案]

3.6 变压器的短路阻抗Z k、R k、X k的数值，在短路试验和负载运行两种情况下是否相等？励磁阻抗Z m、R m、X m的数值在空载试验和负载运行两种情况下是否相等？

[答案]

3.7 为什么变压器的空载损耗可以近似地看成铁损耗?为什么短路损耗可以近

似地看成铜损耗？负载时，变压器真正的铁损耗和铜损耗分别与空载损耗、短路损耗有无差别？为什么？

[答案]

3.8 当负载电流保持不变，变压器的电压变化率将如何随着负载的功率因数而变化？

[答案]

3.9 两台完全相同的单相变压器，一次侧额定电压为220/110，已知折合到一次侧的参数为：一、二次侧漏抗的标么值Z1*=Z2*=0.025∠60ο，励磁电抗的标么值Z m*=20∠60ο，如图所示把两台变压器一次侧串联起来，接到440∠0οV的电源上，求下述三种情况一次侧电流的大小(用标么值表示)。

[答案]

题3.9图

（1）端点1和3 相连，2和4相连；

（2）端点1和4 相连，2和3相连；

（3）第Ⅰ台变压器二次侧开路，第Ⅱ台变压器二次侧短路。

3.10 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]

3.11 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]

3.12 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]

3.13 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]

3.14 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]

3.15 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3.15图

[答案]

3.16 一台三相电力变压器: S N=31500kVA，U1N/U2N=220/11kV, YNd11联接，f =50Hz, R1=R2´=0.038Ω, X1σ=X´2σ=8Ω, R m=17711Ω, X 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E2；

(3)低压方电压、电流、负载功率因数、输出功率。

[答案]

3.17一台S9系列的三相电力变压器，高低压方均为Y接，S N=200kVA，

U1N/U2N=10/0.4kV。在低压方施加额定电压做空载试验，测得P0=470W，

I0=0.018×I2N=5.2A，求励磁参数。

[答案]

3.18 对习题3-20的变压器在高压方做短路试验：U k=400V、I k=11.55A、

P k=3500W，求短路参数。

[答案]

3.19 一台三相电力变压器铬牌数据为：S N=20000kVA，U1N/U2N=110/10.5 kV，高压方Y接、低压方Δ接, f =50Hz , Z k*=0.105, P0=23.7kW, I0*=0.65%,

P 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]

3.20 仍采用习题3.19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]

3.21 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3.21图

[答案]

3.22 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3.22图

[答案]

参考答案

3.1 答主磁通：沿铁心闭合，同时与一次绕组和二次绕组相交链，并在所交链的绕组中感应电动势，它是实现能量转换的媒介，是变压器的工作磁通，占总磁通的绝大部分。漏磁通：主要沿非铁磁材料闭合，仅与一次绕组或二次绕组交链，在所交链绕组中感应电动势，起漏抗压降作用，在数量上远小于主磁通。分析变压器时常以励磁电抗X m反映主磁通的作用。由于主磁通的磁路是非线性的，故X m不是常数，随铁心饱和程度的提高而减小。另外以漏电抗Xσ反应漏磁通的作用。由于漏磁通基本上是线性的，故Xσ基本上为常数。主磁通由一次绕组和二次绕组磁动势共同产生，漏磁通仅由一次绕组或二次绕组磁动势单独产生。[返回]

3.2 答R m代表变压器的励磁电阻，它是反映变压器铁耗大小的等效电阻，不能用伏安法测量。X m代表变压器的励磁电抗，反映了主磁通对电路的电磁效应。R m、X m都随磁路饱和程度增加而下降。X m越大、R m越小时，当主磁通一定时，铁耗越小，所以希望X m大、R m小。为此变压器铁心材料都用导磁性能好（磁导率高）、铁损小、0.27mm、0.3mm、0.35mm厚冷轧硅钢片叠成。

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3.3 答此时主磁通增加接近2倍，磁路饱和程度大增，励磁电流大大增加，铜耗增大，铁耗可能增加3～4倍，而R m、X m减小。此时将出现下列现象：电流过大，噪声过大，振动过大，变压器过热。

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3.4 答因为变压器等效电路是感性的，因此当二次侧接电感性负载时，从一次侧输入的无功功率最大，电阻性负载次之，电容性负载时最小，若负载电容足够大时甚至可能向电网发送感性无功功率。

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