(2025年)电力变压器基础试题(含答案)

(2025年)电力变压器基础试题(含答案)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.电力变压器空载运行时，二次侧电压的大小主要取决于（）。A.一次侧电压幅值B.铁芯饱和程度C.二次侧负载性质D.绕组电阻损耗答案：A2.变压器的短路损耗主要由（）产生。A.铁芯涡流损耗B.绕组铜损C.漏磁通磁滞损耗D.绝缘介质损耗答案：B3.某三相变压器铭牌标注“Y，d11”，其中“11”表示（）。A.高压侧线电压超前低压侧线电压330°B.低压侧线电压超前高压侧线电压30°C.高压侧相电压滞后低压侧相电压30°D.低压侧线电压滞后高压侧线电压30°答案：B4.变压器采用薄硅钢片叠压铁芯的主要目的是（）。A.减少涡流损耗B.提高导磁性能C.降低材料成本D.增强机械强度答案：A5.若变压器一次侧匝数减少5%，其他参数不变，则空载电流将（）。A.减少B.增大C.不变D.先增后减答案：B6.变压器效率最高时，其（）。A.铜损等于铁损B.铜损大于铁损C.铜损小于铁损D.空载损耗为零答案：A7.油浸式变压器的油枕主要作用是（）。A.增强散热B.平衡油温变化引起的油体积变化C.提高绝缘强度D.防止水分进入答案：B8.测量变压器绕组直流电阻的主要目的是（）。A.检查绕组匝间短路B.计算变比C.确定空载电流D.验证绝缘性能答案：A9.某变压器额定容量为1000kVA，额定电压为10kV/0.4kV，其高压侧额定电流约为（）。A.57.7AB.1443AC.100AD.2500A答案：A（计算：I1=1000kVA/(√3×10kV)≈57.7A）10.变压器并列运行的最基本条件是（）。A.联结组别相同B.变比相等C.短路阻抗标幺值相等D.额定容量相同答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1.变压器的基本工作原理是基于__________定律，通过__________实现电能传递。答案：电磁感应；互感2.变压器的主要结构部件包括__________、__________和绝缘系统。答案：铁芯；绕组3.额定容量是指变压器在额定状态下__________的视在功率，单位为__________。答案：输出；kVA4.空载试验通常在__________侧施加额定电压，测量__________和空载损耗。答案：低压；空载电流5.变压器的电压调整率是指__________与__________的百分比。答案：负载时二次电压变化量；额定二次电压6.油浸式变压器的冷却方式中，“ONAN”表示__________，“ODAF”表示__________。答案：油浸自然风冷；强迫油循环导向风冷7.变压器绕组按结构可分为__________和__________，其中__________适用于高压绕组。答案：同心式；交叠式；同心式8.变压器的主磁通是指同时交链一、二次绕组的磁通，其路径是__________；漏磁通的路径主要是__________。答案：铁芯；空气或非铁磁材料9.若变压器一次侧电压频率降低，其他条件不变，则铁芯损耗会__________，空载电流会__________。答案：增大；增大10.智能变压器的关键技术包括__________、__________和状态评估系统。答案：在线监测；数字孪生三、判断题（每题1分，共10分。正确填“√”，错误填“×”）1.变压器可以变换交流电压、电流和阻抗，但不能变换频率。（）答案：√2.变压器空载运行时，一次侧电流全部用于建立主磁通，因此空载电流为无功电流。（）答案：×（包含有功分量用于铁芯损耗）3.变压器的变比等于一次侧与二次侧绕组的匝数比，与绕组连接方式无关。（）答案：×（三相变压器变比需考虑连接组别对线电压的影响）4.变压器的短路阻抗标幺值越大，其电压调整率越小。（）答案：×（短路阻抗越大，电压调整率越大）5.为降低变压器损耗，现代大容量变压器铁芯多采用取向硅钢片，且片间涂绝缘漆。（）答案：√6.变压器并列运行时，若变比不同，会在绕组间产生环流，影响容量利用率。（）答案：√7.变压器的效率随负载系数增大而单调增加，因此负载越重效率越高。（）答案：×（超过最佳负载系数后效率下降）8.油浸式变压器的油起绝缘和散热作用，因此油位越低越有利于散热。（）答案：×（油位过低会导致绝缘性能下降）9.测量变压器绕组绝缘电阻时，若采用兆欧表电压越高，测量结果越准确。（）答案：×（需按设备额定电压选择兆欧表电压等级）10.非晶合金变压器的空载损耗比硅钢片变压器低，适合用于负载率较低的场景。（）答案：√四、简答题（每题6分，共30分）1.简述变压器空载试验和短路试验的目的及试验方法。答案：空载试验目的：测量变压器的空载电流和空载损耗（铁损），验证铁芯性能。方法：低压侧施加额定电压，高压侧开路，测量电压、电流和功率。短路试验目的：测量变压器的短路阻抗（包括电阻和电抗）及短路损耗（铜损），评估负载运行特性。方法：高压侧施加低电压使低压侧电流达额定值，低压侧短路，测量电压、电流和功率。2.说明变压器电压调整率的定义及其影响因素。答案：电压调整率是指变压器从空载到额定负载时，二次侧电压的相对变化量，公式为ΔU%=[(U20-U2N)/U2N]×100%（U20为空载电压，U2N为额定负载电压）。影响因素：负载电流大小（电流越大，ΔU%越大）、负载功率因数（感性负载使ΔU%增大，容性负载可能减小）、短路阻抗标幺值（阻抗越大，ΔU%越大）。3.分析变压器铁芯采用闭合磁路的原因，并说明为何需用硅钢片叠压而非整块铁芯。答案：闭合磁路可减少漏磁通，提高主磁通利用率，降低励磁电流。采用硅钢片叠压：①硅钢片导磁率高，降低励磁损耗；②片间绝缘可分割涡流路径，减小涡流损耗；③叠压结构便于制造和调整铁芯尺寸。整块铁芯会导致涡流路径大，涡流损耗显著增加。4.列举变压器并列运行的三个必要条件，并解释不满足时的危害。答案：必要条件：①联结组别相同（否则二次侧线电压相位差导致大环流）；②变比相等（误差不超过±0.5%，否则绕组间产生环流，增加损耗）；③短路阻抗标幺值相等（误差不超过±10%，否则负载分配不均，容量小的变压器易过载）。5.简述油浸式变压器的主要保护装置及其作用。答案：①瓦斯继电器：监测内部故障（轻瓦斯报警，重瓦斯跳闸）；②温度计：监测顶层油温，防止过热；③压力释放阀：内部压力过高时释放压力，避免油箱爆炸；④吸湿器：干燥进入油枕的空气，防止水分污染绝缘油；⑤过流保护：防止外部短路或过载导致绕组过热。五、计算题（共20分）1.（6分）一台单相变压器，额定容量S_N=50kVA，额定电压U1N/U2N=10kV/0.4kV，绕组匝数N1=2000匝。求：（1）变比k；（2）二次侧绕组匝数N2；（3）一次侧、二次侧额定电流I1N、I2N。答案：（1）变比k=U1N/U2N=10000/400=25；（2）N2=N1/k=2000/25=80匝；（3）I1N=S_N/U1N=50000/10000=5A；I2N=S_N/U2N=50000/400=125A。2.（7分）某三相变压器，额定容量S_N=1000kVA，额定电压U1N/U2N=35kV/10kV，联结组别Y，d11。已知空载损耗P0=2.5kW，短路损耗Pk=15kW（75℃时），阻抗电压Uk%=6.5%。求：（1）高压侧、低压侧额定线电流；（2）变压器效率最高时的负载系数βm；（3）当负载系数β=0.8，负载功率因数cosφ=0.85（滞后）时的效率η。答案：（1）高压侧线电流I1N=S_N/(√3×U1N)=1000/(√3×35)≈16.5A；低压侧线电流I2N=S_N/(√3×U1N)=1000/(√3×10)≈57.7A；（2）效率最高时βm=√(P0/Pk)=√(2.5/15)=√(1/6)≈0.408；（3）输出功率P2=β×S_N×cosφ=0.8×1000×0.85=680kW；总损耗ΔP=P0+β²×Pk=2.5+0.8²×15=2.5+9.6=12.1kW；效率η=P2/(P2+ΔP)×100%=680/(680+12.1)×100%≈98.25%。3.（7分）一台单相变压器，一次侧电压U1=220V，二次侧空载电压U20=110V，短路阻抗Zk=0.1+j0.3Ω（归算到一次侧）。当二次侧接负载Z_L=2+j1Ω（归算到一次侧后为Z_L'=k²Z_L）时，求：（1）变比k；（2）归算后的负载阻抗Z_L'；（3）一次侧电流I1；（4）二次侧电压U2（实际值）。答案：（1）k=U1/U20=220/110=2；（2）Z_L'=k²Z_L=2²×(2+j1)=8+j4Ω；（3）总阻抗Z=Z