电机与变压器第五版习题册参考答案Word格式文档下载.docx
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心式铁心常用于大、中型变压器,高压的电力变压器。
C形铁心的变压器常用于电子技术中。
1—2变压器的结构与冷却方式
1.绕组,铁心
2.变压器的电路部分,一次绕组,二次绕组。
高压绕组,低压绕组。
同心绕组
3.主磁通的通道,硅钢片,芯式,壳式,壳式
4.对接,叠接
5.油箱,储油柜
6.油箱盖,输入、输出线,电网
7.瓷套,导电杆,绝缘性能,密封性能
3.√4.√5.√
三、选择题(将正确答案的序号填入括号内)
1.D2.B3.A4.A
四、简答题
1.答:
变压器由变压器绕组和变压器铁心两部分组成。
变压器的绕组是变压器的电路部分,变压器的铁心是主磁通的通道,也是安放绕组的骨架。
2.答:
铁心材料的质量,直接影响到变压器的性能。
高磁导率、低损耗和价格,是选择铁心材料的关键。
为提高铁心导磁能力,增大变压器容量,减少体积、提高效率,铁心常用硅钢片叠装而成。
1—3变压器的原理
1.空载,负载
2.加额定电压,开路
3.Φm,E=4.44fNΦm
4.一次绕组电动势与二次绕组电动势大小之比,大,小
5.36V,100
6.330
7.191.3
8.铁,铜,铁
9.6
10.功率因数,输出电压,输出电流
11.±
5%,-5%~10%
12.Pcu=(β)2Pk,负载电流
13.负载电流,铜耗=铁耗
1.√2.×
3.×
4.√5.×
6.×
7.√8.×
9.×
1.D2.B3.D4.B5.B6.B7.C8.B9.B10.C
11.C
1.答:
变压器不能改变直流电压。
如果接上直流电,变压器的一次绕组将被烧掉。
因为直流电的f=0,没有变化的电流就没有变化的磁通产生,而电感的感抗XL=ωL=2
πfl=0,I=U/XL=∞,所以直流电加至一次绕组一次绕组上就会产生很大的电流,长时间一次绕组就会烧毁。
空载电流产生的磁通分为两部分,其中大部分磁通通过铁心交链一次侧绕组和二次侧绕组,该磁通称为主磁通,它在一次侧绕组和二次侧绕组中分别感应出电动势e1和e2;
另一小部分磁通只通过一次侧绕组周围的空间形成闭路,称为漏磁通,仅占主磁通的0.25%,它在一次侧线圈中产生漏抗电动势es1。
3.答:
当一次绕组接上交流电压u1时,在一次绕组中就会有交流电流i0通过并在铁心中产生交变的磁通m。
这个交变磁通不仅通过一次绕组,而且也通过二次绕组,并在两绕组中分别产生感应电动势e1和e2。
此时,若二次绕组没接负载,二次绕组中没有电流流过,在二次绕组有输出电压u02;
若二次绕组中接有负载,则就会有输出电压u2和i2,这是变压器传输电能的过程。
变压器是利用电磁感应原理,把一次的电能传送给二次的负载。
4.答:
功率因数=有功功率/视在功率,变压器在空载运行时,没有负载的有功功率,只有变压器损耗的部分功率(铜损、铁损),而铜损耗(有功功率)在变压器空载运行中是很小的,因此变压器在空载运行时功率因数很小。
5.答:
变压器带负载运行时,输出电压的变动与ZS1、ZS2及cosφ2有关。
6.答:
不可以。
因为匝数减少,主磁通将增大。
五、计算题
1.解:
E14.44fN1m4.445020000.0156660V
P60
220
2N500盏
1.变比K,空载电流I0
2.铁心质量差,气隙太大。
绕组的绝缘,匝数。
过于饱和3.额定铜耗,短路电压,短路阻抗
4.额定主磁通的平方
3.√4.×
5.×
1.A2.C3.D
1.试述空载试验的实际意义。
答:
(1)试验可以测出变压器的铁耗PFe。
因空载损耗是铁耗和铜耗之和,即
P0PFePcu,因为空载电流I0很小,约为(0.02-0.1)IN,所以铜耗可忽略不计,可近似认为P0PFe。
而PFe2m,当一次侧电压U1不变时,m不变,PFe为常数,所以PFe也
称不变损耗。
(2)通过空载损耗P0的测试,可以检查铁心材料、装配工艺的质量和绕组的匝数
是否正确、有否匝间短路。
如果空载损耗P0和空载电流I0过大,则说明铁心质量差,气
隙太大。
如K太小或太大,则说明绕组的绝缘或匝数有问题。
还可以通过示波器观察开路侧电压或空载电流I0的波形,如不是正弦波,失真过大,则铁心过于饱和。
2.试述短路试验的实际意义。
(1)短路试验可以测出变压器额定铜耗,试验时,变压器高压侧电压U1由零
逐渐增加,使高压侧电流达到额定电流I1=I1N。
这时,变压器高、低压绕组上流过的电流等于额定电流,根据PCuN=I21Nr1+I22Nr2,短路试验时铜耗就等于变压器额定铜耗。
(2)短路试验参数可用来分析变压器运行性能好坏,短路电压UK和短路阻抗ZK
越小,反映变压器的内部压降和内部阻抗小,电压调整率就低,变压器输出电压就稳定。
变压器空载实验可以在高压侧或低压侧任一侧做,但考虑到空载试验时所加的电压为额定电压,其实验电流为空载电流,比较小,为了实验的安全和仪表选择的方便,一般都在低压侧通电进行实验。
而做短路实验时,短路电流较大,为了保证短路电流不超过额定电流,短路实验时所施加的电压很低,一般为额定电压的4%~10%,因此,短路实验一般在高压侧通电,低压侧短路。
4.空载和短路实验时,仪表布置、接线不当为什么会引起测量误差?
答:
空载试验时,流过的空载电流很小,为了减小误差,电压表接在功率表前面,即外侧,电流表要接在功率表的后面,这时,电压表读数是变压器低压侧绕组、功率表电流线圈和电流表上压降之和,功率表电压线圈上的压降为电流表和变压器低压侧绕组上电压之和,由于变压器低压侧绕组电阻》功率表的电流线圈与电流表的内阻,对电压表来说,功率表电流线圈和电流表的内阻可以忽然不计,对功率表的电压线圈来说,电流表的内阻可以忽然不计,所以,功率表和电压表读数可以正确反映实验结果。
短路实验的短路电压较低,短路电流为额定电流,实验时,电压表应接在功率表的后面,电流表接在功率表前面。
这时,功率表的电压线圈直接反映变压器高压侧绕组上的电压,功率表的电流线圈中电流是为两部分,一部分是流过电压表的电流,另一部分是流过变压器高压侧绕组的电流,由于电压表的内阻》变压器高压侧绕组的内阻,所以电压表上流过的电流可忽略不计,功率表的读数可以正确反映实验结果。
第二章变压器绕组的极性测定与连接
2—1单相变压器绕组的极性
1.磁通,同名端
2.在同一磁通作用下,两个对应同极性的线端,*或·
3.绕向和相对位置
4.首尾相连,异名端,之和,变大
5.直观,仪表测试
6.2U1,2U1
二、选择题(将正确答案的序号填入括号内)
1.C2.B
变压器一次侧、二次侧绕组在同一磁通作用下所产生的感应电动势相同极性的线圈端就称同名端。
被同一个交变磁通所贯穿的线圈之间才有同名端。
直流法的判别方法:
(1)设定线端。
(2)连接线路图,万用表打至直流最小毫安挡。
(3)测定判断:
当开关合上瞬间,万用表指针正偏的话,干电池的正极和万用表的正极所接线端为同名端。
是异名端;
若测量结果U2=U1-U3,则其出线端1U1与2U1,1U2与2U2是同名端
4.答:
变压器绕组之间进行连接时,极性判别是至关重要的。
一旦极性接反,空载时也会产生环流。
这对绕组的正常工作是不利的,环流会产生损耗和发热,使输出电压、电流都减少,严重时甚至烧坏绕组。
2—2三相变压器绕组的连接及首尾判别
1.三相组合式变压器,三相芯式变压器2.感应电压,漏电,一点接地,环流3.中性点,引出
4.首尾两端依次,顺接,反接
5.磁通,空载电流
6.磁路对称,三相总磁通为零
二、判断题(在括号内打“√”或者打“×
1.√2.√3.×
6.√
三、选择题(将正确答案的序号填入括号内)
1.D2.C
是将三个绕组的末端连在一起,接成中性点,再将三个绕组的首端引出箱外,称为变压器绕组的星形接法,以符号“Y”表示。
如果中性点也引出箱外,则称为中点引出箱外的星形接法,以符号“YN”表示。
(1)星形接法的优点
1)与三角形接法相比,相电压低3倍,可节约绝缘材料,对高电压特别有利;
2)有中性点可引出,适合于三相四线制,可提供两种电压;
3)中点附近电压低,有利于装分接开关;
4)相电流大,导线粗,强度大,匝间电容大,能承受较高的电压冲击。
(2)星形接法的缺点
1)没有中线时,电流中没有三次谐波,这会使磁通中有三次谐波存在(因磁路的饱和造成),而这个磁通只能从空气和油箱中通过(指三相芯式变压器),造成损耗增加。
所以1800KVA以上的变压器不能采用这种接法。
2)中性点直接接地,否则当三相负载不平衡时,中点电位会严重偏移,对安全不利。
3)当某相发生故障时,只好整机停用,而不象三角形接法还可能接成V形运行。
常用于1800KVA以下的变压器。
二次侧的星形接法的首尾接反的话,会出现三相电动势不对称,明显反映在三个线电压大小不一样。
其中两个线电压与相电压一样大,仅有一相线电压为3倍相电压大,因此可以测量二次侧线电压的大小来判断二次侧星形接法是否接对。
二次侧三角形接法的首尾接反的话,E总≠0,只要测量一下三角形接法的开口电压是否为零,就可以断定二次侧三角形接法是否接对了。
3.答:
设每相的电压为230V,则三个线电压为:
UUV=UUW=UVW=3×
230=400V
是W相接反了。
UUW=—UV=230V,UVW=—UU=230V
UUV=3UU=400V
示意图见图所示。
低压侧的开口电压UUoaUobUoc,正常情况下,三相电压对称,所以U0,
但是当某一相同名端反了(Uoc方向相反),则有U2Uoa,也就是为二次侧相电压的2
23.1A
577.4A
2—3三相芯式变压器绕组的连接组别
1.三角形,星形。
D,d。
Y,y。
YN,yn
2.线电压之间
3.一次侧线电压,二次侧线电压
4.(Y,
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