【正文】 ,則一 次繞組流過的是直流電流 , 在鐵心中產(chǎn)生的磁通是恒定不變的 ,不能在二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì) ,所以 變壓器 只 能改變交流電的電壓和電流 ,不能改變直流電的電壓和電流 。 2 . 2 變壓器的鐵心為什么要用硅鋼片疊成而不用整塊鋼制成 ? 答 : 變壓器的 繞組流過交流電流 時(shí)會(huì)在鐵心中產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗 ,統(tǒng)稱為鐵損耗。 磁滯損耗與鐵磁材料的磁滯回線面積有關(guān) , 硅鋼片 的磁滯回線較窄 , 磁滯損耗較小。渦流損 耗與鐵磁材料的電阻成反比 ,與鋼片厚度的平方成正比 , 硅鋼片 是在電工 鋼 中加入少量的 硅 而制成 , 電阻率較大 , 用硅鋼片疊成 的 鐵心 , 鐵損耗較小 ,所以 變壓器的鐵心要用硅鋼片疊 成而不用整塊鋼制成 。 2 . 3 一臺(tái)變壓器額定電壓為 220 /110 V ,若把 二次 繞組 ( 110 V )接在 220 V 交流電源上 ,主磁通和勵(lì)磁電流將如何變化 ? 答 :若忽略 變壓器 繞組漏阻抗壓降 ,則繞組的端電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等。正常工作時(shí) 鐵心 磁 路處于飽和狀態(tài)。 若把額定電壓為 110 V 的二次 繞組接在 220 V 交流電源上 , 二次 繞組 感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)將增大一倍 , 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與 鐵心 磁通成正比 ,所以 鐵心 磁通也將增大一倍 ,由于 鐵心 磁 路處于飽和狀態(tài) , 勵(lì)磁電流 將不只是增大一倍 ,而將增大許多倍。 2 . 4 一臺(tái)變壓器 一次 繞組額定電壓為 220 V ,不小心把 一次 繞組接在 220 V 的直流電源上 ,會(huì)出現(xiàn)什么情況 ? 答 : 若把額定電壓為交流 220 V 的 變壓器 一次 繞組接在 220 V 直 流電源上 時(shí) , 鐵心中產(chǎn) 生的磁通將是恒定不變的 ,不會(huì)在一次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) , 一次 繞組 電流11 RUI ? ,由于繞組電阻 1R 比較小 ,則一次 繞組 電流會(huì)很大 ,大大超過其 額定電 流 ,很快會(huì)將 變壓器 燒壞。 2 . 5 變壓器空載運(yùn)行時(shí) ,功率因數(shù)為什么很低 ?這時(shí)從電源吸收的有功功率和無功功率都消 耗在什么地方 ? 答 : 變壓器空載 電流 0I 可分解為有功分量 aI0 和無功分 量 rI0 , aI0 會(huì)產(chǎn)生鐵損耗 , rI0 產(chǎn)生 空載 磁場(chǎng) , aI0 與 rI0 相比小很多 , aI0 約為 rI0 , 00cos II a?? ? ,所以 功率因數(shù)很低 。 空載 時(shí) 從電源吸收的有功功率 轉(zhuǎn)變?yōu)殍F損耗 , 無功功率 轉(zhuǎn)變?yōu)槔@組中的磁場(chǎng)貯能。 2 . 6 何謂變壓器的主磁通 ?何謂變壓器的漏磁通 ?它們各有什么特點(diǎn) ?各起什么作用 ? 答 : 同時(shí)與一次和二次繞組相交鏈的 磁通 稱為 主磁通 ,只與一次繞組或只與二次繞組相交 鏈的 磁通 稱為漏 磁通 。 主磁通 經(jīng)過的是鐵心磁路 ,磁阻小 , 磁通 量大 。 漏 磁通 經(jīng)過的磁路是空 氣或 變壓器 油 , 磁阻大 , 磁通 量小。 主磁通 起著傳遞電能的媒介作用 。 漏 磁通 不能傳遞能量 , 只產(chǎn)生電壓降。 2 . 7 何謂變壓器的勵(lì)磁電抗 mX ?希望 mX 是大好還是小好 ?為什么 ? 答 : 變壓器的勵(lì)磁電抗 mX 是表示 變壓器 繞組的 勵(lì)磁電 流 0I 在繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1E 的 電抗 ,即 )(E 01 mm jXRI ?? ?? , mX mR ,所以 mXIE 01 ? ,01IEXm? , mX 表示單位 勵(lì)磁電 流在繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) , 因而 希望 mX 大好 , mX 越大 ,同樣的 勵(lì)磁電 流在繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大。 2 . 8 電抗 1X 、 2X 的物理意義如何 ?當(dāng)負(fù)載變化時(shí) ,它們的數(shù)值變化嗎 ?為什么 ? 答 : 電抗 1X 是表示一次繞組 電 流 1I 產(chǎn)生的漏 磁通 在一次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 1?E 的 電抗 , 111 XIE ?? 。電抗 2X 是表示二次繞組 電 流 2I 產(chǎn)生的漏 磁通 在二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2?E 的 電抗 , 222 XIE ?? 。 當(dāng)負(fù)載變化時(shí) , 1X 、 2X 數(shù)值 不變 ,因?yàn)槁?磁通 經(jīng)過的是由空氣 和 變壓器 油組成的線性磁路 ,沒有鐵磁材料的飽和現(xiàn)象 ,所以 數(shù)值 不變。 2 . 9 何謂折算 ?變壓器參數(shù)折算時(shí)應(yīng)該遵循什么原則 ? 答 : 折算是在保持變壓器 內(nèi)部 原有電磁關(guān)系不變的前提下 ,把二次繞組的匝數(shù)變換 為一次繞組的匝數(shù)，并對(duì)二次電磁量進(jìn)行折合的算法 。 折算時(shí)遵循 的 原則 是保持 原有電磁 關(guān)系不變 ,即磁動(dòng)勢(shì)不變 ,輸出功率不變 ,銅損耗不變等等。 2 .10 何謂標(biāo)么值 ?若 一次 電流的標(biāo)么值為 0. 5 ,問 二次 電流的標(biāo)么值為多少 ?為什么 ? 答 : 某一物理量的實(shí)際值與其基準(zhǔn)值之比 ,稱為該物理量的 標(biāo)么值 。 若 一次 電流的標(biāo)么值 為 0. 5 ,則二次 電流的標(biāo)么值 也為 ,因?yàn)楹雎钥蛰d 電流 時(shí) ,則磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式為 2211 NINI ? 12112 KINNII ?? ?? ???? 22211111 IIIKIKIIIINNN 即一次與二次 電流的標(biāo)么值 相等。 2 . 11 在 一次 側(cè)和 二次 側(cè)作空載試驗(yàn)時(shí) ,從電源吸收的有功功率相同嗎 ?測(cè)出的參數(shù)相同嗎 ? 短路試驗(yàn)的情況又怎樣 ? 答 : 在 一次 側(cè)和 二次 側(cè)作空載 試驗(yàn)時(shí) ,從電源吸收的有功功率相同 , 測(cè)出的參數(shù) 中 ,變比相同 ,但勵(lì)磁阻抗不相同 , 一次 側(cè) 測(cè)得的勵(lì)磁阻抗是二次 側(cè) 測(cè)得的勵(lì)磁阻抗的 2K ,因?yàn)闊o論是在 一次 側(cè) 或二次 側(cè)作空載試驗(yàn)時(shí) 的電壓都是其對(duì)應(yīng)的額定電壓 ,鐵心磁通是額定磁通 ,鐵損耗 相同 ,所以 從電源吸收的有功功率相同 。 在 一次 側(cè)和 二次 側(cè)作短路試驗(yàn)時(shí) ,從電源吸收的有功功率 也 相同 ,一次 側(cè) 測(cè)得的 短路 阻抗也是二次 側(cè) 測(cè)得的 短路 阻抗的 2K 。 2 . 12 準(zhǔn)確地說變壓器的變比是空載時(shí) 一次 、 二次 繞 組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比 ,還是負(fù)載時(shí) 一次 、 二次 電壓之比 ? 答 : 準(zhǔn)確地說變壓器的變比是空載時(shí) 一次 、 二次 繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比 ,不 是負(fù)載時(shí) 一次 、 二次 電壓之比 。由于漏阻抗壓降較小 ,可以近似認(rèn)為 變壓器的變比是負(fù)載時(shí) 一次 、 二次 電壓 之比 。 2 . 13 變壓器的電壓變化率的大小與哪些因素有關(guān) ? 答 : 變壓器的電壓變化率 與 負(fù)載 系數(shù) 、短路 阻抗和 負(fù)載 的功率因數(shù)有關(guān)。 負(fù)載 系數(shù)大 , 電壓變化率 大 。 短路 阻抗大 , 電壓變化率 大 。電阻性 負(fù)載電壓變化率 較小 , 電感性 負(fù)載電壓 變化率 較大。 2 . 14 變壓器 的效率的高低與哪些因素有關(guān) ?什么情況下變壓器的效率最高 ? 答 。 變壓器效率的高低與負(fù)載 系數(shù)及功率因數(shù) 有關(guān) 。 在不變損耗 (鐵損耗 )與可變損耗 (銅損耗 )相等時(shí)變壓器效率最高。 2 . 15 若三相變壓器的 一次 、 二次 繞組線電動(dòng)勢(shì) UWE? 領(lǐng)先 uwE? 90 176。 ,試問這臺(tái)變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)的標(biāo)號(hào)數(shù)是多少 ? 答 : 將 三相變壓器的 一次 繞組線電動(dòng)勢(shì) UWE? 作為時(shí)鐘的長針指向鐘面的 “ 12” , 二次 繞組 線電動(dòng)勢(shì) uwE? 落后 UWE? 90 176。 ,作為時(shí)鐘的短針指向鐘面的 “ 3” ,所以 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)的標(biāo)號(hào)數(shù)是 3。 2 . 16 變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件是什么 ?其中哪一個(gè)條件要絕對(duì)滿足 ?為什么 ? 答 : 變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件 有三 :一是各一次側(cè) 、 二次側(cè)額定電壓分別相等 ,即變比相同 。 二是 聯(lián)結(jié)組 相同 。三是短路阻抗標(biāo)么值相等。其中第二個(gè)條件 聯(lián)結(jié)組 相同是要絕對(duì) 滿足 ,因?yàn)? 若 聯(lián)結(jié)組 不同 ,表明 并聯(lián)變壓器 二次側(cè) 繞組線電動(dòng)勢(shì) 之間有相位差 , 并聯(lián) 運(yùn)行時(shí)在二次側(cè) 繞 組線 之間會(huì)產(chǎn)生電壓差 ,而 變壓器 短路阻抗較小 ,這樣就會(huì)在繞組之間產(chǎn)生較大的環(huán)流 ,將 繞組燒壞。 2 .17 何謂變壓器容量 ?何謂繞組容量 ?在雙繞組變壓器中它們是相等還是不相等 ?在自耦變 壓器中呢 ? 答 : 變壓器容量 就是 變壓器 的的視在功率 ,單相 變壓器容量 等于其端電壓與電流的乘積。 繞組容量 等于其端電壓與流過 繞組 電流的乘積。 在雙繞組變壓器中變壓器容量 與 繞組容 量相 等 。在自耦變壓器中它們不相等 , 變壓器容量 等于 繞組容量 加上傳導(dǎo) 容量 , 變壓器容量大于 繞組容量 。 2 . 18 電壓互感器和電流互感器 在使用中應(yīng)注意哪些事項(xiàng) ? 答 : 電壓互感器在使用中 二次側(cè)不能短路 , 電 流 互感器在使用中 二次側(cè)不能開路 ,無論 是 電壓互感器 還是 電流互感器在使用中 二次側(cè)都要接地。 2 .19 電焊變壓器外特性的特點(diǎn)是什么 ? 答 : 電焊變壓器的輸出電壓隨焊接電流的增大而急劇下降 ,具有急劇下降的外特性。 2 . 20 一臺(tái)三相電力變壓器 ,額定容量 NS = 2 000 kV A,額定電壓 NU1 / NU2 =6 /0 . 4 kV ,Yd 接法 ,試求 一次 、 二次 繞組額定電流 NI1 與 NI2 各為多少 ? 解 : 變壓器額定容量 NNNNN UIUIS 2211 33 ?? AUSI NNN 1020223 3311??? ??? AUSI NNN 1020223 3322??? ??? 2 . 21 試計(jì)算下列各臺(tái)變壓器的變比 K: ( 1 ) NU1 / NU2 =3 300 /220 V 的單相變壓器 。 ( 2 ) NU1 / NU2 =6 /0 . 4 kV 的 Yy 接法的三相變壓器 。 ( 3 ) NU1 / NU2 =10 /0 . 4 kV 的 Yd 接法的三相變壓器。 解 : ( 1 ) 單相變壓器 15220330 021 ??? NNUUK ( 2 ) Yy 接法的三相變壓器 15 1063/ 3/ 33212121 ???????NNNN UUUUUUK ( 3 ) Yd 接法的三相變壓器 101033/ 33212121 ??? ?????NNNN UUUUUUK 2. 22 一臺(tái)三相電力變壓器 Yd 接法 ,額定容量 NS =1 000 kV A,額定電壓 NU1 / NU2 =10 /3 . 3 kV ,短路阻抗標(biāo)么值 *KZ =0 . 053 ,二次 側(cè)的負(fù)載接成三角形 , LZ =( 50 +j85 )Ω ,試求 一次側(cè) 電流、 二次側(cè) 電流和 二次側(cè) 電壓 ? 解 : 332121 10103/ ?? ????NNUUUUK = ?? ?????KNKNKKNKK ZZZIU ZU ZIUUU 111111 / NNKNNKNNKNKK US UZIUZIUZI UZZ11111111 /33/ ???? ???? = ??? ???? 0 )1010(32321SUZ NK ??????? 3 0 2222 LL ZKZ 忽略短路阻抗角與 負(fù)載 阻抗角的不同 ,則 變壓器 一相的阻抗 Z 為 ?????? LK ZZZ AZUZUI N 10103/ 3111 ?????? AKII ???? VZIU L 2222 ??????? 2 .23 一臺(tái)單相雙繞組變壓器 ,額定容量為 NS =600 kV A, NU1 / NU2 =35 /6 . 3 kV ,當(dāng)有額定電流流過時(shí) ,漏阻抗壓降占額定電壓的 6 . 5 %,繞組中的銅損耗為 9 .5 kW (認(rèn)為是 75 ℃的值 ),當(dāng) 一次 繞組接額定電壓時(shí) ,空載電流占額定電流的 5 . 5 %,功率因數(shù)為 0. 10 。試求 : ( 1 )變壓器的短路阻抗和勵(lì)磁阻抗各為多少 ? ( 2 )當(dāng) 一次 繞組接額定電壓 ,二次 繞組接負(fù)載 LZ =80 ? 40 176。 Ω時(shí)的 2U 、 1I 及 2I 各為多少 ? 解 : (1) 1035 3321 ?????NNUUK AUSINNN 10600 3 311 ????? ????? 2321 NcuK IPR NKNK UZIU11?? ?????? ? 311NKNK I UUZ ?????? 1 2 3 3 2222 KKK RZX ????? jjXRZ KKK WIUP