电机学期末考试资料习题集答案

1、精选文档第一章变压器基本工作原理和结构M从物理意义上说明变压器为什么能变压'而不能变频率？可编辑答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上原边接上电源后，流过激磁电流Io,产生励磁磁动势Fo 在铁芯中产生交变主磁通eo,其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律/原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势ei和e2,且有e Nt d-©dt.N2 Jdt ,显然，由于原副边匝数不等，即NiMN2,原副边的感应电动势也就不等，即ei龙2,而绕组的电压近似等于绕组电动势，即UiE, U2E2,故原副边电压不等，即UiMU2,但频i-2试从物理意义上分析,率相等。若减少变压器一次侧

2、线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？答：由°Ni±dtN2Adt可知Ni “2，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。又 Ui? E, U2E2,因此,Ui U2 Ni Ns，当Ui 不变时 ' 若Ni减少，则每匝电压5 U2Ni增大，所以N将增大。或者根据Ui4.44 fN iNi减小，贝urn增大，又U24.44 fN? m，故 U2 增大。i3答:i-4变压器铁芯的作用是什么'为什么它要用035毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成?变压器的铁心构成变压器的磁路'同时又起着器身的骨架作用。为了铁心损耗，采用答：涂的绝缘漆的硅钢片

3、迭成。0.35mm厚、表面变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么?不会。因为接直流电源/稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通 其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。i5变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？答：铁心：构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。绕组：构成变压器的电路 它是变压器输入和输出电能的电气回路。分接开矢：变压器为了调压而在高压绕组引出分接头分接开矢用以切换分接头，从而实现变压器调压。油箱和冷却装K:油箱容纳器身 >盛变压器油 > 兼有散热冷却作用。绝缘套管：变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接'使带电的

4、绕组引线与接地的油箱绝缘。1-6变压器原、副方和额定电压的含义是什么？答：变压器二次额定电压U1N是指规定加到一次侧的电压 ' 二次额定电压U2N是指变压器一次侧加额定电压,二次侧空载时的端电压。1-7 有一台 D-50/10单相变压器,Sn 50kVA,U 1N /U 2n10500/230V ,试求变压器原、副线圈的额定电流?3105004.76A解：一次绕组的额定电流二次绕组的额定电流Sn2NU 2N217.39A1-8 有一台 SSP-125000/220230三相电力变压器' YNSn/U 2N220/10.5kV,求变压器额定电压和额定电流；变压器原-副线圈的额定电

5、流和额定电流。解：一、二次侧额定电压U1N220kV,U2N10.5kV'1NSn125000328.04A一次侧额定电流（线电流）3 2202NSn1250006873.22A二次侧额定电流（线电流）3 230由于YN ,d接线一次绕组的额定电压1N |J=127.02kV一次绕组的额定电流11 N 11N 328.04A二次绕组的额定电压U2N U2N 10.5kV二次绕组的额定电流/厂 g、3I2N 巾二 /£33968 应第二章单相变压器运行原理及特，性精选文档2-1为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势

6、?的特性 从而把非线答：由于磁通所经路径不同/把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分别考虑它们各自性问题和线性问题分别予以处理区别：1 在路径上 主磁通经过铁心磁路闭合 而漏磁通经过非铁磁性物质2 在数量上，主磁通约占总磁通的99%以上、而漏磁通却不足1%。3 在性质上，主磁通磁路饱和，©0与1。呈非线性矢系，而漏磁通磁路不饱和，0可编梢i与II呈线性矢系。起传递能4 在作用上'主磁通在二次绕组感应电动势，接上负载就有电能输出,量的媒介作用'而漏磁通仅在本绕组感应电动势，只起了漏抗压降的作用。空载时 有主磁通°和一次绕组漏磁通'它们均由一次侧磁动势F

7、76;激励。负载时有主磁通°'一次绕组漏磁通二次绕组漏磁通主磁通°由一次绕组和二次绕组的合成磁动势即F ° F1F 2激励,一次绕组漏磁通由一次绕组磁动势Fl激励，二次绕组漏磁通2由二次绕组磁动势F 2激励2-2变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有矢?答:作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通'另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗,前者属无功性质 称为空载电流的无功分量 后者属有功性质 称为空载电流的有功分量。性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质/它使电网的功率因数降低，输送有

8、功功率减小。大小：由磁路欧姆定律loNi0Rm，和磁化曲线可知，Io的大小与主磁通0 0,绕组匝数N及磁路磁阻RmUi有尖。就变压器来说，根据4.44叫m可知，因此，m由电源电压ui的大小和频率f以及绕组匝数Ni来决定。根据磁阻表达式铁芯是铁磁材料'Rm与磁路结构尺寸卜S有矢，还与导磁材料的磁导率随磁路饱和程度的增加而减小/因此Rm随磁路饱和程度的增加而增大。有矢。变压器综上/变压器空载电流的大小与电源电压的大小和频率'绕组匝数 >铁心尺寸及磁路的饱和程度有矢。2-3变压器空载运行时 ' 是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什么小负荷用户使用

9、大容*变压器无论对电网和用户均不利?答：要从电网取得功率，供给变压器本身功率损耗 > 它转化成热能散逸到周围介质中。小负荷用户使用大容S变压器时'在经济技术两方面都不合理。对电网来说，由于变压器容量大，励磁电流较大，而负荷小，电流负载分量小，使电网功率因数降低 > 输送有功功率能力下降，对用户来说，投资增大/空载损耗也较大，变压器效率低。24为了得到正弦形的感应电动势 ' 当铁芯饱和和不饱和时 > 空载电流各呈什么波形/为什么？答：铁心不饱和时 > 空载电流-电动势和主磁通均成正比'若想得到正弦波电动势 > 空载电流应为正弦波；，电动势和主

10、磁通成正比矢系'若想得到正弦波铁心饱和时'空载电流与主磁通成非线性矢系（见磁化曲线）电动势'空载电流应为尖顶波。2-5 一台220/110伏的单相变压器 ' 试分析当高压侧加额定电压220伏时，空载电流1。呈什么波形？加110伏时载电流1。呈什么波形/若把110伏加在低压侧，Io又呈什么波形答：变压器设计时 > 工作磁密选择在磁化曲线的膝点（从不饱和状态进入饱和状态的拐点）器在额定电压下工作时，磁路是较为饱和的。高压侧加220V >磁密为设计值，磁路饱和，根据磁化曲线，当磁路饱和时 ' 励磁电流增加的幅度比磁通大 ' 所以空载电流呈尖

11、顶波。高压侧加110V >磁密小/低于设计值/磁路不饱和/根据磁化曲线，当磁路不饱和时 > 励磁电流与磁 通几乎成正比 ' 所以空载电流磁路饱和 >空载电流呈尖顶波。低压侧加110V >与高压侧加220V相同，磁密为设计值/精选文档26试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，它们是否是常数?当电源电压降到额定值的一半时 > 它们如何变化？我们希望这两个电抗大好还是小好，为什么？这两个电抗谁大谁小'为什么?答：励磁电抗对应于主磁通 >漏电抗对应于漏磁通，对于制成的变压器'励磁电抗不是常数，它随磁路的饱

12、和程度而变化'漏电抗在频率 一定时是常数。电源电压降至额定值一半时 >根据4.44 fNim 可知4.44 fN 1 ,于是主磁通减小，磁路饱和程度降低 >磁导率卩增大 ' 磁阻s减小，导致电感LmNioNiNiio2Ni'o RmJ增大励磁电抗xmLm也增大。但是漏磁通路径是线性磁路，磁导率是常数，因此漏电抗不变。LhXm可知,励磁电抗越大越好,从而可降低空载电流。漏电抗则要根据变压器不同的使用场合来考Ik虑。对于送电变压器，为了限制短路电流U1Viz入K和短路时的电磁力 > 保证设备安全，希望漏电抗较大；对于配电变压器 > 为了降低电压变化率

13、:KCOS 2XK sin 2），减小电压波动 > 保证供电质S，希望漏电抗较小。励磁电抗对应铁心磁路/其磁导率远远大于漏磁路的磁导率'因此，励磁电抗远大于漏电抗。2-7 变压器空载运行时'原线圈加额定电压，这时原线圈电阻ri很小/为什么空载电流Io不大？如将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？答：因为存在感应电动势根据电动势方程:Ui EiEi I 0 Ti I o(rm jXm) j I o Xi I o TiIo Zm lo(ri tJXJUi可编辑可知，尽管很小 ' 但由于励磁阻抗加很大，所以I。不大.如果接直流电源，由于磁通恒定不变，绕组中不

14、感应电动势，即do, Ei °，因此电压全部降在电阻上，即有I山，因为很小，所以电流很大。2 8 台380/220伏的单相变压器 > 如不慎将380伏加在二次线圈上，会产生什么现象?答:根据U1已4.44fN5可知,4.44 fN，由于电压增高，主磁通m将增大，磁密Bm将增大-磁路过于饱和，根据磁化曲线的饱和特，性 ' 磁导率卩降低，磁阻Rm增大。于是，根据磁路欧姆定律I Q M Rm m可知，产生该磁通的励磁电流2必显著增大。再由铁耗pFe1-3bEB可知'由于磁密BE增大,2导致铁耗PFe增大，铜损耗卩也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。2-9 一台

15、 220/110伏的变压器，变比'能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝，为什么?答：不能。由U1已4.44 fN m可知/由于匝数太少，主磁通m将剧增，磁密Bm过大，磁路过于饱和,磁导率卩降低/磁阻Rm增大。于是，根据磁路欧姆定律|0叫m可知 产生该磁通的激磁电流大增。再由pFem1.3可知，磁密Be过大,导致铁耗PFe大增,铜损耗卩也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。2-10210变压器制造时：迭片松散，片数不足；接缝增大；片间绝缘损伤/部对变压器性能有何影响?答：(1)这种情况相当于铁心截面S减小，根据Ui Ei5 .可知知,444fN1，因此，电源电压不变，磁通m将不变，但

16、磁密BmBm将增大， 铁心饱和程度增加磁导率减小。Rm因为磁阻S，所以磁阻增大。根据磁路欧姆定律loNim，当线圈匝数不变时，励磁电流将增大。又由于铁心损耗pFeBE1.3,所以铁心损耗增加。Rm T(2)这种情况相当于磁路上增加气隙，磁导率下降,从而使磁阻S增大。UiUi El4.44 fN m 可知 >4.44fN故m不变，磁密BmS也不变，铁心饱和程度不变。又由于PFebJ "，故铁损耗不变。根据磁路欧姆定律loNimRm可知，磁动势F。将增大，当线圈匝数不变时,励磁电流将增大。励磁阻抗减小'原因如下:Lm °电感ioNioNiNiio2Ni所以励磁电抗

17、减小。已经推得铁损耗*0 RmRm，激磁电抗Rm，因为磁阻增大,PFe不变，励磁电流21°增大，根据pFepEN是励磁电阻,不是磁阻R巧可知,励磁电阻减小。励磁阻抗444fNjzJZm rm jXm ,它将随着a和Xm的减小而减小。(3 )由于绝缘损坏 > 使涡流增加 > 涡流损耗也增加 > 铁损耗增大。根据Ui'B4.44 fNi，故m不变，磁密S也不变 > 铁心饱和程度不变。但是 > 涡流的存在相当于二次绕组流过电流'它增加使原绕组中与之平衡的电流分量也增加，因此励磁电流增大，铁损耗增大。再由Ui Ei lOZm可知,10增加,励磁阻

18、抗Zm咕jXm必减小。试分析对变压器铁心饱和程度、2-11变压器在制造时/ 一次侧线圈匝数较原设计时少'铁损'变比等有何影响?答：根据UiEi 4.44 fNi m 可知4.44 fNi，因此，一次绕组匝数减少，主磁通m将增加，磁密BmR _ m因为磁阻S所以磁阻增大。根据磁路欧姆定律lAlimRm ,当线圈匝数减少时，励磁电流增大。又由于铁心损耗PFe Bm1 .3,所以铁心损耗增加。mS，因S不变，Bm将随m的增加而增加，铁心饱和程度增加，磁导率下降。励磁阻抗减小/原因如下。电感_0Lfn 710 01NiNiLbRm，激磁电抗Xm Lm2f NRm，因为磁阻增大，匝叭m，

19、磁密分别为数M减少，所以励磁电抗减小。设减少匝数前后匝数分别为Be、Bm ,电流分别为I。、I。，磁阻分别为“、入，铁心损耗分别为PFePPe。根据以上讨论再设,m 切 m(ki"同理®m1)Rm kzRmK 1)Ni k3Ni(k3 1)m Rmk*! mk2 RmksNi1.32且pfjOEZ是励磁电阻,Ppe Bm不是磁阻Rm),所以PPe0 m22Bm10 rm ,即显然，励磁电阻减小。励磁阻抗曰 是 m jXm '它将随着12 -k2m12Ik3rm，因 k2，故%和Xm的减小而减小。2 - 12如将铭牌为60赫的变压器/接到50赫的电网上运行 >

20、试分析对主磁通、激磁电流 ' 铁损、漏抗及电压变化率有何影响?答：根据UI已4 44 fN1 m可知,电源电压不变,从60Hz降低到50Hz后 ' 频率下降到原来的(1/1.2厂 主磁通将增大到原来的1.2倍，磁密也将增大到原来的1.2倍磁路饱和程度增加>磁导率降低 > 磁阻Rm增大。于是，根据磁路欧姆定律1。2入m可知 > 产生该磁通的激磁电流U必将增大。再由pFeBm21.3讨论铁损耗的变化情况。60Hz时,50Hz时,1.2212°71.14因为,漏电抗X2fL，因为频率下降，所以原边漏电抗XI，副边漏电抗X2减小。又由电压变化率表达式COSX

21、k sin 2(r2)cos2(x1X2)sin2可知，电压变化率u将随Xl X2的减小而减小。，所以铁损耗增加了。2-13变压器运行时由于电源电压降低，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流-激磁阻抗、铁损和铜损有何影响?Ui答：根据ui E4.44 fN5 可知,1，因此，电源电压降低 > 主磁通m将减小,Bms，因s不变，Bm将随m的减小而减小，铁心饱和程度降低，磁导率增大。因为磁阻所以磁阻减小。根据磁路欧姆定律I0N1F°将减小，当线圈匝数不变时,励磁电流减小。又由于铁心损耗pFe1.3,所以铁心损耗减小。励磁阻抗增大/原因如下。N1 NiioNi2Lm 7电感XmiOO

22、iinRmLm 2 fRm 因为磁阻Rm减小，所以Xm增大。设降压前后磁通分别为电流分别为1 °，磁阻分别为RmRm，铁心损耗分别为PFe、PFe。根据以上讨论再设,kiBm 切 Bm(kl1)Rmk2 Rm(k21)2PFe loE Em Rfn 叫 m 2 NiNi。又由于pFe1.3,且是励磁电阻，不是磁阻RE），所以 PFe2BmBn?rm因k2m，显然，励磁电阻将增大。励磁阻抗rm jXm它将随着咕和Xm的增大而增大。简单说：由于磁路的饱和特性' 磁密降低的程度比励磁电流小,p 耗 铁 而=2fmB由于铁耗降低得少'而电流降低得大'所以励磁电阻增大。

23、214两台单相变压器，U1N/U2N220/110V ,原方匝数相同,空载电流101 1011,今将两台变压器原线圈顺向串联接于440V电源上/问两台变压器二次侧的空载电压是否相等 > 为什么?答：由于空载电流不同所以两台变压器的励磁阻抗也不同（忽略八XI ），两变压器原线圈顺向串联，相当于两个励磁阻抗串联后接在440V电源上。由于两个阻抗大小不同 > 各自分配的电压大小不同 > 也就是原边感应电势不同 > 由于变比相同，使副边电势不同，既是二次的空载电压不同。它们产生的原因是什么？写出它们的表达式'2-15变压器负载时 ' 一-二次线圈中各有哪些电动势

24、或电压降，并写出电动势平衡方程？ 答：一次绕组有主电动勢E1，漏感电动势巳，一次绕组电阻压降门，主电动势曰由主磁通°交变产生,U1 E1 II (r1 jxl).漏感电动势曰由一次绕组漏磁通1交变产生。一次绕组电动势平衡方程为次绕组有主电动势2，漏感电动势E2，二次绕组电阻压降122 >主电动势E2由主磁通°交变产生 ' 漏 感电动势E2由二次绕组漏磁通2交变产生，二次绕组电动势平衡方程为U2 E2 1 jX2)216变压器铁心中的磁动势 ' 在空载和负载时比较 ' 有哪些不同？答：空载时的励磁磁动势只有一次侧磁动势F。Ni，负载时的励磁磁动势

25、是一次侧和二次侧的合成磁动势，即FoFiF2,也就是l°N小NilNi217试绘出变压器“ r形、近似和简化等效电路' 说明各参数的意义 > 并说明各等效电路的使用场合。答："r形等效电路Zl一次侧绕组电阻，漏抗r2* , X2'二次侧绕组电阻 ' 漏抗折算到一次侧的值rm , X m一一励磁电阻，励磁电抗近似等效电路:Zl精选文档可编梢简化等效电路rk =rm,11r 1+r 2短路电阻Xk= Xi +X 2'短路电抗X m励磁电阻'励磁电抗TkU2Zlrk. Xk短路电阻'短路电抗2 J8当爭电源电压不变，用变压器简

26、化相量图说明在感性和容，性负载时'对二次电压的影响？容性负载时/二次端电压与空载时相比/是否一定增加?（b）为带阻容性负载时相量图°u? U1 ），带阻容性负载时，端电压上升答：两种简化相量图为：图（a）为带阻感性负载时相量图,从相量图可见 > 变压器带阻感性负载时'二次端电压下降（(U2?U2精选文档1）当前者大于后者/变压器从电网吸收的无功功率为感性的；3）若前者小于后者，变压器从电网吸收的无功功率从相量图（b）可见容性负载时/二次端电压与空载时相比不一定是增加的。2 J9变压器二次侧接电阻'电感和电容负载时/从一次侧输入的无功功率有何不同/为什么？

27、答：接电阻负载时/变压器从电网吸收的无功功率为感性的'满足本身无功功率的需求；接电感负载时 > 变压器从电网吸收的无功功率为感性的/满足本身无功功率和负载的需求，接电容负载时'分三种情况：变压器不从电网吸收无功功率'变压器本身所需的感性无功功率与容性负载所需的容性无功率相同时'可编辑2-20空载试验时希望在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的空载功率'空载电流、空载电流百分数及激磁阻抗是否相等？如试验时，电源电压达不到额定电压 > 问能否将空载功率和空载电流换算到对应额定电压时的值，为什么？答：低压侧额定电压小/为了试验安全和选择仪表方

28、便'空载试验一般在低压侧进行。以下讨论规定高压侧各物理量下标为1，彳氐压侧各物理量下标为2。空载试验无论在哪侧做，电压均加到 U 1 N根据U额定值。E 4.44 fNm可知，mlU2N4.44 fNi；012 4小2，故ml U1nN 2 KU 2Nm2U2nNi 2NKN2m2O因此尢论在哪侧做，主磁通不变，铁心饱和程度不变'Rm磁导率 不变，磁阻S不变。根据磁路欧姆定律FIN Rmm可知，在Rm、m不变时，无I 01 N 2论在哪侧做，励磁磁动势都一样，即Fo 2 .因此 ghp GN? / 则丨 02N1 K ,显然分别在高低压侧做变压器空载试验，空载电流不等，低压侧空

29、载电流是高压侧空载电流的K倍。空载电流百分值1oi (%) b 100(%)I1N1O2 (%)匹 100(%)I2N由于1。2KIeLN K门N ,所以1°! （%）= 1o 2 （%），空载电流百分值相等。空载功率大约等于铁心损耗，又根据PFe Bm 1.3，因为无论在哪侧做主磁通都相同 '磁密不变 所以铁损耗基本不变 空载功率基本相等。rU iNr励磁阻抗UNZm2101102 ,由于 102 KI 01 U1N Ku 2N ,所以ZmIKZmJ高压侧励磁阻抗是低压侧励磁阻抗Zm2的K 2倍。不能换算。因为磁路为铁磁材料 具有饱和特性。磁阻随饱和程度不同而变化,阻抗不是

30、常数，所以不能换算。由于变压器工作电压基本为额定电压，所以测S空载参数时，电压应加到额定值进行试验 从而保证所得数据与实际一致。2-21短路试验时希望在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的短路功率'短路电流、短路电压百分数及短路阻抗是否相等？如试验时，电流达不到额定值对短路试验就测的、应求的哪些量有影响，哪些量无影响？如何将非额定电流时测得Uk - Pk流换算到对应额定电流In时的值?答：高压侧电流小，短路试验时所加电压低'为了选择仪表方便/短路试验一般在高压侧进行。以下讨论规定高压侧各物理量下标为1 '彳氐压侧各物理量下标为电源加在高压侧/当电流达到额定值时&#

31、39;短路阻抗为x1x2） 2 '铜损耗为Uki (%)評 100(%)Pcul I IN (短路电压UKN1HNZK1，短路电压百分值为电源加在低压侧，当电流达到额定值时 短路阻抗为Zk2 J( Fl Q尸(X1 xjs 铜根据折算有短路电阻2 ），短路电压U KN2 1 2nZk2，短路电压百分值为K0I 2 N Zk2UK2(%)bT 1°°(%)Xki X X2短路电抗K2 （笃 X2）K2Xk2K所以高压侧短路电阻'短路电抗分别是低压侧短路电阻-短路电抗的Kfgo于是 高压侧短路阻2抗也是低压侧短路阻抗的K倍；I !N 由I 2N P K推得PCU

32、1PPCU2，高压侧短路损耗与低压侧短路损耗相等:而且uK1 kuk2，高压侧短路电压是低压侧短路电压的再由LPNKU2N推得UK1 (%) U K2 (%)，高压侧短路电压的百分值值与低压侧短路电压的百分值相等 因为高压绕组和低压绕组各自的电阻和漏电抗均是常数'所以短路电阻、短路电抗 K/K也为常数，显然短路阻抗恒定不变。电流达不到额定值'对短路阻抗无影响' 对短路电压 '短路电压的百分数及短路功率有影响 ' 由于短路试验所加电压很低 磁路不饱和/励磁阻抗很大 励磁支路相当于幵路 故短路电压与电流成正比 短路功率与电流的平方成正比，U KN U K P

33、kN2 2即IN IK ,N ,k ,于是可得换算矢系PkU K P I 2 PKPKN 1 N 2 ik2- 22当电源电压-频率一定时/试比较变压器空载、满载(0°)和短路三种情况下下述各量的大小(需计及漏阻抗压降)：(1 )二次端电压U2 : ( 2) 一次电动势E1 ； ( 3)铁心磁密和主磁通答：(1)变压器电压变化率为Gkcos 2 X心2，二次端电压u? U ) U2N，空载时，负载系数=0，电压变化率U 0 '二次端电压为U2N ；°)时，负载系数=1,电压变化率U 0，二次端电压U2小于UgN ;短路时二次端电压为0。显然，空载时二次端电压最大&#

34、39;满载(2 )根据-次侧电动势方程U1 E1 II G jX1)E1小，漏电抗压降门乙小，E1则大：满载时HHN ,漏电抗压降nZ增大,E1减小：短路时li最大'漏电抗压降 门乙最大' Ei更小。显然'空载时Ei最大，满载时次之，短路时最小。(3 )根据 EI444fNlm 知,Ei4.44 'Ni,因为空载时E1最大 > 满载时次之,短路时最小'所以空载时m最大，满载时m次之，短路时m最小。因为磁密Bm2-23为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损'短路损耗可近似看成铜损？负载时变压器真正的铁耗和铜S，所以空载时Bm最大，满载时Be次

35、之，短路时Bm最才耗与空载损耗和短路损耗有无差别/为什么?loSi很小，故铜损耗可以忽略，空载损耗可以近似答：空载时，绕组电流很小，绕组电阻又很小'所以铜损耗看成铁损El 11 (n JXJEl H乙可知，耗。测量短路损耗时，变压器所加电压很低，而根据 由于漏电抗压降4.44 fN 1 m444fNi因为很小,忆的左31： > nni审小O 桐垠Ei磁通就很小，因此磁密S很低。再由铁损耗PFe213Be ，可知鉄损耗很小 > 可以忽略，短路损耗可以近似看成铜损耗。负载时/因为变压器电源电压不变，El变化很小（El Ui），主磁通几乎不变，磁密就几乎不变，铁损耗也就几乎不变，

36、因此真正的铁损耗与空载损耗几乎无差别 ' 是不变损耗。铜损耗与电流的平方成正比，因此负载时的铜损耗将随电流的变化而变化/是可变损耗/显然，负载时的铜损耗将因电流的不同而与短路损耗有差别。224变压器电源电压不变/负载（2 0 ）电流增大'一次电流如何变，二次电压如何变化？当二次电压过低时/如何调节分接头?J?No答:根据磁动势平衡方程丨1NJ2N21°N1可知，Ni)lo-K，当负载电流（即1 2）增大时'一次电流定增大。又电压变化率U (rkcos 2Xksin0且随着的增大而增大,于是，U2 (1U U2N将减小。UI El 4.44 fNI m可知，主磁

37、通4.44 w将增大，每匝电压NI勺 4.44fm将增大，二次电压因为变压器均在高压侧设置分接头，所以/变压器只能通过改变高压侧的匝数实减少匝数/根据现调压。二次电压偏低时/对于降压变压器，需要调节一次侧（高压侧）分接头,U2 444 fN 2提高。对于升压变压器，需要 器，调节二次侧（高压侧）分接头 ' 增加匝数 > 这时 ' 变压器主 磁通、每匝电压均不变（因一次侧电压'匝数均未变）'但是由于二次侧匝数增加'所以其电压U2 444fN2m 提高。225有一台单相变压器，额定容量为5 r伏安，高、低压侧均有两个线圈组成 > 原方每个线圈额定

38、电压均为UiN=1100伏，副方均为U2N=11O伏，用这台变压器进行不同的连接，问可得到几种不同的变化？每种连接原、副边的额定电流为多少？解：根据原'副线圈的串'并联有四种不同连接方式:原串、副串:原串、副并:2Uin2 11002U2N2 110Sn50002Uin2 1100Sn50002U2N2 1102U1N2 1100U 2N110Sn50001N2N102.273A22.73A202.273A原并、副串:IN2Uin2 11001Sn50001 2NU 2N110U 1 N1100 r2U2N2 11045.45AI 1NSnU 1N50004.545 A1100

39、I 2NSn2U 2N500022.73 A2 1104）原并副并：KU IN1100U2n1101Sn5000I INU IN11001Sn50001 2NU 2N110104.545A45.45 AU|n/U2n 勺 /11kV2-26 一台单相变压器,SN=20000kVA,fN=50赫'线圈为铜线。空载试验（低压侧）:Uo=llkv 、I 0=45.4A、Po=47W ;短路试验（高压侧）:Uk=9.24kV、Ik=157.5A'Pk=129W试求（试验时温度为15a）折算到高压侧的"r形等效电路各参数的欧姆值及标么值（假定（2 ）短路电压及各分量的百分值和标

40、么值;（3 ）在额定负载,cos 2 1 ' cos 20.8( 20)和 cos20.8( 2并对结果进行讨论。（4）在额定负载,COS2 0駅2创时的效率;riTkN 亍X0时的电压变化率和二次端电压,(5 )当 8520.8( 2。时的最大效率。Uo 1110345.424220解：（1 ）低压侧励磁阻抗低压侧励磁电阻Po2047 10322.845.4低压侧励磁电抗Xmdm:22rm241.21U22OK一变比U 2N 1 111.547折算到高压侧的励磁电阻rm2Km211.54722.83040折算到高压侧的励磁电抗XmKxm11.5472 241.2132161.3高压侧

41、短路阻抗rk高压侧短路电阻高压侧短路电抗ZkPkIQXk折算到75°C时短路电阻折算到75。C时短路阻抗型等效电路原副边的电阻”r型等效电路原副边的电抗基准阻抗励磁电阻标幺值励磁电抗标幺值短路电阻标幺值短路电抗标幺值侍 58.67*75Xk157.5129 10?157.52rkk75Zk75oCZINXmXk叮“型等效电路原副边电阻的标幺值叮”型等效电路原副边电抗的标幺值(2)短路电压的标幺值UkriXi58.6723575rk235 15X22JUSn3040242o32Ck75°C25.258.445 5.2 6.448235 152 2,6.44858.4458.8

42、也 3.224229.2210V 2 后) 20000 103(22024203.7732161.3242039.87k75CZ1 N'1Nzk75oc玉空2UlN6.4480.0082420358.440.07242420 3k750C0.0080.004X2Xk58.8242o30.07240.03620.07291 1N % 750 C k750C短路电压有功分量的标幺值UkaU INZink75。0.008UkrI inXkXk0.0724短路电压无功分量的标幺值U INZin短路电压的百分值Uk(%) nNZk75g00(%)ZK 75°CU IN100(%)7.2

43、9(%)短路电压有功分量的百分值1Nk75°CUka(%)100(%)rK75°C100(%)0.8(%)短路电压无功分s的百分值100(%) XK 100(%)7.24(%)额定负载时 > 负载系数 cos 21 时，sin 20.008电压变化率和二次端电压分别为:u (rk cos 2 XkSin 2) 1 0.008 1U2 (1 U)U2N (10.008) 1110.912kV COS 2 0.8( 20)时sin 20.60.04984电压变化率和二次端电压分别为u (rkcos 2XkSin 2) 1 (0.008 0.8 0.0724 0.6)U2

44、(1 u)U2N (1 0.04984) 11 10.452kV cos 2 0.8( 20)时sin 20.60.03704电压变化率和二次端电压分别为u (rk cos 2XkSin 2) 1 (0.008 0.8 0.0724 0.6)U2 (1 U)U2N(10.03704) 1111.407 kVIN（4） 一次侧额定电流于是满载时的铜损耗Pkn效率Sn2|叫75Po勺Sn CoS 2 PoPkn01 20000 0.8 47（5）最大效率时*负载系数为最大效率为2PomN CoS 2 2%2 4700.542 20000 0.82-26 一台单相变压器,空载试验（低压侧）短路试验（

45、高压侧）（1）折算到高压侧眇,(2(320000 W33220 10157.5A2157.5Pkn159.9507P0PknSN=20000kVA:Uo=llkV 、:Uk=9.24kV6.448 159-9507kW)100(%)100(%)98.7(%)159.9507470.542.159-9507)100(%)47)99(%)Uin/U 2N，fN=50赫，线圈为铜线。1o=454A、Po=47W ；、Ik=157.5A'Pk=129W试求（试验时温度为15 O：r形等效电路各参数的欧姆值及标么值（假定）短路电压及各分量的百分值和标么值；）在额定负载,COS20.8( 20)和

46、 cos 2并对结果进行讨论。（4）在额定负载,co s2 0.8(20）时的效率;(5 )当汕20.8( 2°）时的最大效率。解：（1 ）低压侧励磁阻抗Zm 厶 S 242.29Io 45,4fk2X1X G；2°8（ 20）时的电压变化率和二次端电压,低压侧励磁电阻低压侧励磁电抗22022Xm Zm rmK业变比U2N11.54711折算到高压侧的励磁电阻咕折算到高压侧的励磁电抗xEZk24 10高压侧短路阻抗rk高压侧短路电阻PkIk2高压侧短路电抗Xk折算到75。时短路电阻折算到75。时短路阻抗”T型等效电路原副边的电阻”r型等效电路原副边的电抗基准阻抗rm励磁电阻标幺值励磁电抗标幺值%75短路电阻标幺值347 10 22.845.42242.292Krm 11.5472KXm 11.547157.53129 10157.52Zkk75Zk750CFm58.67586厂23575235 15k75X2U1NS