第三章变压器

　　3.1变压器中主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同?在分析变压器时怎样反映其作用?它们各由什么磁动势产生?

　　3.2变压器的Rm、Xm各代表什么物理意义?磁路饱和与否对Rm、Xm有什么影响?为什么要求Xm大、Rm小?

　　　

　　3.3变压器额定电压为220/110V,如不慎将低压侧误接到220V电源后,将会发生什么现象?

　　　

　　3.4变压器二次侧接电阻、电感和电容性负载时,从一次侧输入的无功功率有何不同?为什么?

　　　

　　3.5变压器的其它条件不变,在下列情况下,X1σ,Xm各有什么变化?

　　(1)一次、二次绕组匝数变化±10%；

　　(2)外施电压变化±10%；

　　(3)频率变化±10%.

　　　

　　3.6变压器的短路阻抗Zk、Rk、Xk的数值,在短路试验和负载运行两种情况下是否相等?励磁阻抗Zm、Rm、Xm的数值在空载试验和负载运行两种情况下是否相等?

　　3.7为什么变压器的空载损耗可以近似地看成铁损耗?为什么短路损耗可以近似地看成铜损耗?负载时,变压器真正的铁损耗和铜损耗分别与空载损耗、短路损耗有无差别?为什么?

　　　

　　3.8当负载电流保持不变,变压器的电压变化率将如何随着负载的功率因数而变化?

　　　

　　3.9两台完全相同的单相变压器,一次侧额定电压为220/110V,已知折合到一次侧的参数为：一、二次侧漏抗的标么值Z1*=Z2*=0.025��60o,励磁电抗的标么值Zm*=20��60o,如图所示把两台变压器一次侧串联起来,接到440��0oV的电源上,求下述三种情况一次侧电流的大小(用标么值表示).

　　题3.9图

　　（1）端点1和3相连,2和4相连；

　　（2）端点1和4相连,2和3相连；

　　（3）第Ⅰ台变压器二次侧开路,第Ⅱ台变压器二次侧短路.

　　　

　　3.10三相变压器变比和线电压比有什么区别?折算时用前者还是后者?

　　　

　　3.11Yd接法的三相变压器,一次侧加额定电压空载运行,此时将二次侧的三角打开一角,测量开口处的电压,再将三角闭合测量电流,试问当此三相变压器是三相变压器或三相心式变压器时,所测得的数值有无不同?为什么?

　　　

　　3.12变压器并联运行的最理想情况有哪些?如何达到最理想的情况?

　　　

　　3.13在三相变压器中,零序电流和零序磁通与三次谐波电流和3次谐波磁通有什么相同点和不同点?

　　　

　　3.14为什么三相变压器组不宜采用Yyn联结,而三相心式变压器又可采用Yyn联结?

　　　

　　3.15Yy连接的变压器,一次侧接对称三相电压,二次侧二线对接短路,如图所示.试用对称分量法分析出一、二次侧电流的对称分量,这种情况是否有中点位移?为什么?

　　题3.15图

　　　

　　3.16一台三相电力变压器:SN=31500kVA,U1N/U2N=220/11kV,YNd11联接,f=50Hz,R1=R2��=0.038Ω,X1s=X��2s=8Ω,Rm=17711Ω,Xm=138451Ω,负载三角接,每相阻抗Z=11.52+j8.64Ω.当高压方接额定电压时,试求：

　　(1)高压方电流,从高压方看进去cosφ1;

　　(2)低压方电动势E2；

　　(3)低压方电压、电流、负载功率因数、输出功率.

　　　

　　3.17一台S9系列的三相电力变压器,高低压方均为Y接,SN=200kVA,U1N/U2N=10/0.4kV.在低压方施加额定电压做空载试验,测得P0=470W,I0=0.018×I2N=5.2A,求励磁参数.

　　　

　　3.18对习题3-20的变压器在高压方做短路试验：Uk=400V、Ik=11.55A、Pk=3500W,求短路参数.

　　　

　　3.19一台三相电力变压器铬牌数据为：SN=20000kVA,U1N/U2N=110/10.5kV,高压方Y接、低压方Δ接,f=50Hz,Zk*=0.105,P0=23.7kW,I0*=0.65%,PkN=104kW.若将此变压器高压方接入110kV电网、低压方接一对称三角形联接的负载,每相阻抗为16.37+j7.93Ω,试求低压方电流、电压、高压方电流及从高压方看进去的功率因数.

　　　

　　3.20仍采用习题3.19变压器的数据,当高压方施加额定电压,低压方负载电流为953.5A,负载功率因数(滞后),求电压变化率,低压方电压,效率.

　　　

　　　

　　3.21试画出图所示各变压器的高、低压方电动势相量图,并判断其联接组.

　　　

　　题3.21图

　　　

　　　

　　3.22一台三相变压器,高低压绕组同名端和高压绕组的首末端标记如图所示.试将该变压器联接成Yd7、Yy4和Dy5.并画出它们的电动势相量图.

　　题3.22图

　　　

　　　

　　　

　　　

　　参考答案

　　　

　　3.1答主磁通：沿铁心闭合,同时与一次绕组和二次绕组相交链,并在所交链的绕组中感应电动势,它是实现能量转换的媒介,是变压器的工作磁通,占总磁通的绝大部分.漏磁通：主要沿非铁磁材料闭合,仅与一次绕组或二次绕组交链,在所交链绕组中感应电动势,起漏抗压降作用,在数量上远小于主磁通.分析变压器时常以励磁电抗Xm反映主磁通的作用.由于主磁通的磁路是非线性的,故Xm不是常数,随铁心饱和程度的提高而减小.另外以漏电抗Xσ反应漏磁通的作用.由于漏磁通基本上是线性的,故Xσ基本上为常数.主磁通由一次绕组和二次绕组磁动势共同产生,漏磁通仅由一次绕组或二次绕组磁动势单独产生.

　　　

　　3.2答Rm代表变压器的励磁电阻,它是反映变压器铁耗大小的等效电阻,不能用伏安法测量.Xm代表变压器的励磁电抗,反映了主磁通对电路的电磁效应.Rm、Xm都随磁路饱和程度增加而下降.Xm越大、Rm越小时,当主磁通一定时,铁耗越小,所以希望Xm大、Rm小.为此变压器铁心材料都用导磁性能好（磁导率高）、铁损小、0.27mm、0.3mm、0.35mm厚冷轧硅钢片叠成.

　　　

　　3.3答此时主磁通增加接近2倍,磁路饱和程度大增,励磁电流大大增加,铜耗增