《电机与电气控制技术》第2版习题解答第一章变压器

1、 电机与电气控制技术第2版习题解答第一章变压器1-1在分析变压器时，对于变压器的正弦量电压、电流、磁通、感应电动势的正方向是如何规定的？答：在分析变压器运行时，上述正弦量的正方向规定如下：1）电源电压正方向与其电流正方向采用关联方向，即两者正方向一致；2）绕组电流正方向与所建立的磁通正方向符合右手螺旋定则；3）由交变磁通产生的感应电动势，两者的正方向符合右手螺旋定则。1-2变压器中的主磁通和漏磁通的性质和作用是什么？答：变压器一次绕组流过正弦交流电流，产生正弦交流磁通，该磁通绝大部分沿变压器铁心闭合且与一、二次绕组同时交链，这部分磁通为主磁通；而另有很少的一部分磁通只与一次绕组交链，且主要经非

2、磁性材料闭合，不只二次绕组交链的磁通为一次绕组的漏磁通。主磁通为工作磁通，漏磁通为非工作磁通。1-3变压器空载运行时，空载电流为何很小？答：变压器空载运行时，空载电流主要用来建立主磁通，由于空载运行时没有输出功率，仅存在空载损耗即变压器的铁心损耗，故空载电流仅为额定电流的0.020.1。1-4一台单相变压器，额定电压为220V/110V,如果将二次侧误接在220V电源上，对变压器有何影响？答：单相变压器，额定电压为220V/110V，额定电压是根据变压器的绝缘强度和允许发热条件而规定的绕组正常工作电压值，说明该单相变压器二次侧绕组正常工作电压值为110V，现将二次侧误接在220V电源上，首先2

3、20V电源电压大大超过其110V的正常工作电压值，二次侧绝缘强度不够有可能使绝缘击穿而损坏。另一方面该单相变压器为一台降压变压器，一次绕组匝数N1=2N2,接法正确时U1=220=4.44fN1m,误接时220=4.44fN2m,则误接时m=2m,致使铁心饱和，工作在磁化曲线的饱和段，致使励磁电流激增，既便在空载情况下，电流也大增，将使绕组发热而烧坏。所以，无论从耐压上还是电流上都将使二次侧绕组击穿或烧坏。1-5一台单相变压器，额定容量为Sn=250KVA，额定电压U1N/U2N=10KV/0.4KV，试求一、二次侧额定电流I1N、I2N答：由SN=U1NI1N=U2NI2N则I1n=Sn/U

4、1n=250KVA/10KV=25AI2N=Sn/U2N=250KVA/0.4KV=625A1-6有一台三相变压器，Sn=100KVA,U1n/U2n=6KV/0.4KV，Yyn联结，求一、二次绕组的额定电流。答：由sn3ui=*3uI，而一、二次绕组均为里接，线电流=相电流N1N1N2N2N则片N=I1N=S/运U，100KVA/v36KV，9.63AN1NI2N=I2N=Sh-3U，100KV-A30.4KV，144.5A2N2NN2N1-7有一台三相变压器，Sn=500KVA,U1n心2n=15KV/6.3KV,Yd联结，求一、二次绕组的额定电流。答：由s=uKr，则在额定负载时，第一台

5、变压器的绕组压降大于第二台变压器的绕组压降。但是，并联KIKI运行的两台变压器二次侧接在同一母线上，具有相同的u2值，将会出现变压器的负载分配不均匀，短路电压相对值大的变压器之负载电流小于其额定电流时，而短路电压相对值小的变压器之负载电流已大于其额定电流了，即过载了，形成两台变压器负载分配不均匀。所以，要求并联运行的变压器短路电压相对值接近，且希望容量大的变压器的短路电压相对值比容量小的变压器的短路电压相对值小，使容量大的那台变压器先达到满载，充分利用大变压器的容量。1-14自耦变压器的主要特点是什么？它和普通双绕组变压器有何区别？答：普通双绕组变压器的一次、二次绕组之间互相绝缘，它们之间只有

6、磁的耦合，没有直接电的联系。自耦变压器的一次、二次绕组合并在一起，对于降压自耦变压器，一次绕组的一部分充当二次绕组；对于升压自耦变压器，二次绕组的一部分充当一次绕组。因此自耦变压器的一、二次绕组之间既有磁的联系，又有电的直接联系。另外，普通双绕组变压器由一次绕组传递到二次绕组的电磁功率和输出功率相等，其额定容量和计算容量是相同的。自耦变压器的额定容量与计算容量则不同。额定容量决定于输出功率，计算容量决定于电磁功率。额定容量包括一次绕组通过电磁感应从一次传递到二次的功率即感应（电磁）功率与通过一、二次侧之间的电联系直接传递的传导功率。输出功率有部分（或大部分）功率是从一次侧传导而来的。1-15仪

7、用互感器运行时，为什么电流互感器二次绕组不允许开路？而电压互感器二次绕组不允许短路？答：电流互感器一次绕组匝数很少，一般只有一匝或几匝，二次绕组匝数很多。由于电流互感器二次绕组所接仪表阻扰很小，二次绕组相当于短路，因此电流互感器运行时相当于变压器短路运行状态。若二次绕组开路，则电流互感器成为空载运行状态，此时一次绕组中流过的大电流全部成为励磁电流，铁心中的磁通密度猛增，磁路严重饱和，一方面铁心过热而烧坏绕组绝缘，另一方面二次绕组中因匝数多，将产生很高的感应电压，可能将绝缘击穿，危及二次绕组中的仪表及操作人员的安全。所以电流互感器运行时二次绕组不允许开路。电压互感器实质上是一个降压变压器，它的一

8、次绕组多，直接并接在被测的高压线路上，二次绕组匝数较少，接电压表或其他仪表的电压线圈，由于二次绕组所接仪表电压线圈的阻扰大，二次电流很小，近似于零，所以电压互感器正常运行时相当于降压变压器的空载运行状态。如果电压互感器在正常运行时二次绕组发生短路，则产生很大的短路电流，会将互感器烧坏。1-16电弧焊对弧焊变压器有何要求？如何满足这些要求？答：为保证弧焊的质量和电弧燃烧的稳定性，对弧焊变压器提出如下要求：1）为保证容易起弧，弧焊变压器空载变压应在6075V之间。为了操作者的安全，空载电压不应大于85V。2）弧焊变压器运行时具有电压迅速下降的外特性，一般在额定负载时输出电压为30V左右。3）为适应不同焊件和不同焊条，焊