机电习题2

第三章变压器3．1变压器有哪几个主要部件？各部件的功能是什么？3．2变压器铁心的作用是什么？为什么要用厚0.35mm、表面涂绝缘漆的硅钢片制造铁心？3．3为什么变压器的铁心和绕组通常浸在变压器油中？3．4变压器有哪些主要额定值？一次、二次侧额定电压的含义是什么？3．5变压器中主磁通与漏磁通的作用有什么不同？在等效电路中是怎样反映它们的作用的？3．6电抗1X、kX、mX的物理概念如何？它们的数据在空载试验、短路试验及正常负载运行时是否相等？为什么定量计算可认为kZ和mZ是不变的？kZ的大小对变压器的运行性能有什么影响？在类变压器kZ的范围如何？3．7为了得到正弦感应电动势，当铁心不饱和与饱和时，空载电流应各呈何种波形？为什么？3．8试说明磁动势平衡的概念及其在分析变压器中的作用？3．9为什么变压器的空载损耗可以近似地看成是铁耗，短路损耗可以近似地看成是铜耗？负载时变压器真正的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无差别，为什么？3．10变压器的其它条件不变，仅将一、二次绕组匝数变化%10，对1X，mX的影响怎样？如果仅将外施电压变化%10，其影响怎样？如果仅将频率变化%10，其影响又怎样？3．11分析变压器有哪几种方法？它们之间有无联系？为什么？3．12一台变压器，原设计的额定频率为50Hz，现将它接到60Hz的电网上运行，额定电压不变，试问对励磁电流、铁耗、漏抗、电压变化率等有何影响？3．13一台额定频率为50Hz的电力变压器，接到频率为60Hz、电压为额定电压5/6倍的电网上运行，问此时变压器的空载电流、励磁电抗、漏电抗及铁耗等将如何变化？为什么？3．14在变压器高压方和低压方分别加额定电压进行空载试验，所测得的铁耗是否一样？计算出来的励磁阻抗有何差别？3．15在分析变压器时，为何要进行折算？折算的条件是什么？如何进行具体折算？若用标么值时是否还需要折算？3．16一台单相变压器，各物理量的正方向如图3.1所示，试求：（1）写出电动势和磁动势平衡方程式；（2）绘出1cos2时的相量图。3．17如何确定联接组？试说明为什么三相变压器组不能采用Yy联接组，而三相心式变压器又可以呢？为什么三相变压器中常希望一次侧或者二次侧有一方的三相绕组接成三角形联接？3．18一台Yd联接的三相变压器，一次侧加额定电压空载运行。此时将二次侧的三角形打开一角测量开口处的电压，再将三角形闭合测量电流，试问当此三相变压器是三相变压器组或三相心式变压器时，所测得的数值有无不同？为什么？3．19有一台Yd联接的三相变压器，一次侧（高压方）加上对称正弦电压，试分析：（1）一次侧电流中有无3次谐波？（2）二次侧相电流和线电流中有无3次谐波？（3）主磁通中有无3次谐波？（4）一次侧相电压和线电压中有无3次谐波？（5）二次侧相电压和线电压中有无3次谐波？3．20并联运行的理想条件是什么？要达到理想情况，并联运行的各变压器需满足什么条件？3．21并联运行的变压器若短路阻抗的标么值或变比不相等时会出现什么现象？如果各变压器的容量不相等，则以上两量对容量大的变压器是大些好呢还是小些好呢？为什么？3．22试说明变压器的正序、负序和零序阻抗的物理概念。为什么变压器的正序、负序阻抗相等？变压器零序阻抗的大小与什么因素有关？3．23为什么三相变压器组不宜采用Yyn联接？而三相心式变压器又可以用Yyn联接呢？3．24如何测定变压器的零序电抗？试分析Yyn联接的三相变压器组和三相心式变压器零序电抗的大小。3．25试画出Yny、Dyn和Yy联接变压器的零序电流流通路径及所对应的等效电路，写出零序阻抗的表达式。3．26如果磁路不饱和，变压器空载合闸电流的最大值是多少？3．27在什么情况下突然短路电流最大？大致是额定电流的多少倍？对变压器有什么危害性？3．28变压器突然短路电流值与短路阻抗kZ有什么关系？为什么大容量的变压器把kZ设计得大些？3．29三绕组变压器中，为什么其中一个二次绕组的负载变化时对另一个二次绕组的端电压发生影响？对于升压变压器为什么把低压绕组摆在高压与中压绕组之间时可减小这种影响？3．30三绕组变压器的等效电抗与两绕组变压器的漏电抗在概念上有什么不同？3．31自耦变压器的绕组容量（即计算容量）为什么小于变压器的额定容量？一、二次侧的功率是如何传递的？这种变压器最合适的电压比范围是多大？3．32同普通两绕组变压器比较，自耦变压器的主要特点是什么？3．33电流互感器二次侧为什么不许开路？电压互感器二次侧为什么不许短路？3．34产生电流互感器和电压互感器误差的主要原因是什么？为什么它们的二次侧所接仪表不能过多？3．35有一台单相变压器，额定容量kVASN250，额定电压kVUUNN4.0/10/21，试求一、二次侧的额定电流。3．36有一台三相变压器，额定容量kVASN5000，额定电压kVUUNN3.6/10/21，Yd联接，试求：（1）一、二次侧的额定电流；（2）一、二次侧的额定相电压和相电流。3．37有一台三相变压器，额定容量kVASN100，额定电压kVUUNN4.0/10/21，Yyn联接，试求：（1）一、二次侧的额定电流；（2）一、二次侧的额定相电压和相电流。3．38两台单相变压器VUUNN110/220/21，一次侧的匝数相等，但空载电流002II。今将两变压器的一次侧绕组顺极性串联起来，一次侧加440V电压问两变压器二次侧的空载电压是否相等？3．39有一台单相变压器，VUUNN110/220/21当在高压侧加220V电压时，空载电流为0I，主磁通为0。今将X、a端联在一起，Ax端加330V电压，此时空载电流和主磁通为多少？若将X、x端联接在一起，在Aa端加110V电压，则空载电流和主磁通又为多少？3．40有一台单相变压器，额定容量kVASN5000，高、低压侧额定电压kVUUNN6.6/35/21。铁柱有效截面积为21120cm，铁柱中磁通密度的最大值TBm45.1，试求高、低压绕组的匝数及该变压器的变比。3．41有一台单相变压器，额定容量为5kVA，高、低压侧均由两个绕组组成，一次侧每个绕组的额定电压为VUN11001，二次侧每个绕组的额定电压为VUN1102，用这个变压器进行不同的联接，问可得几种不同的变比？每种联接时的一、二次侧额定电流为多少？3．42将一台1000匝的铁心线圈接到110V、50Hz的交流电源上，由安培表和瓦特表的读数得知AI5.01、WP101，把铁心取出后电流和功率就变为100A和10Kw。设不计漏磁，试求：（1）两种情况下的参数、等效电路；（2）两种情况下的最大值。3．43有一台单相变压器，额定容量kVASN100，额定电压VUUNN230/6000/21，Hzf50。一二次侧绕组的电阻和漏电抗的数值为：32.41R；0063.02R；9.81X；013.02X，试求：（1）折算到高压侧的短路电阻kR、短路电抗kX及短路阻抗kZ；（2）折算到低压侧的短路电阻kR、短路电抗kX及短路阻抗kZ（3）将上面的参数用标么值表示；（4）计算变压器的阻抗电压及各分量；（5）求满载及1cos2、8.0cos2（滞后）及8.0cos2（超前）等三种情况下的U，并对结果进行讨论。3．44有一台单相变压器，已知：19.21R，4.151X，15.02R，964.02X，1250mR，12600mX，8761N匝，2602N匝；当8.0cos2（滞后）时，二次侧电流AI1802，VU60002，试求：（1）用近似“”型等效电路和简化等效电路求1U及1I，并将结果进行比较；（2）画出折算后的相量图和“T”型等效电路。3．45一台三相变压器，Yd11接法，19.21R，4.151X，15.02R，964.02X，变比37.3k。忽略励磁电流，当带有8.0cos2（滞后）的负载时，VU60002，AI3122，求1U、1I、1cos。3．46一台三相电力变压器，额定数据为：kVASN1000，kVUN101，VUN4002，Yy接法。在高压方加电压进行短路试验，VUk400，AIk7.57kWPk6.11。试求：（1）短路参数kR、kX、kZ；（2）当此变压器带AI11552，8.0cos2（滞后）负载时，低压方电压2U。3．47一台三相电力变压器的名牌数据为：kVASN20000，kVUUNN5.10/110/21，Yd11接法，Hzf50，105.0kZ，%65.00I，kWP7.230，kWPk4.10。试求：（1）型等效电路的参数，并画出型等效电路；（2）该变压器高压方接入110kV电网，低压方接一对称负载，每相负载阻抗为93.737.16j，求低压方电流、电压、高压方电流。3．48一台三相变压器，kVASN5600，kVUUNN3.6/10/21，Yd11接法。在低压侧加额定电压NU2作空载试验，测得，WP67200，AI2.80。。在高压侧作短路试验，短路电流NkII1，WPk17920，VUk550，试求：（1）用标么值表示的励磁参数和短路参数；（2）电压变化率0U时负载的性质和功率因数2cos；（3）电压变化率U最大时的功率因数和U值；（4）9.0cos2（滞后）时的最大效率。3．49有一台三相变压器，kVASN5600，kVUUNN3.6/10/21，Yd11联接组。变压器的空载及短路试验数据为：试验名称线电压U1/V线电流I1/A三相功率P/W备注空载63007．46800电压加在低压侧短路550323．318000电压加在高压侧试求：（1）变压器参数的实际值及标幺值；（2）求满载8.0cos2（滞后）时，电压调整率U及二次侧电压2U和效率；（3）求8.0cos2（滞后）时的最大效率。3．50一台三相变压器kVASN750，VUUNN400/10000/21，Yy联接，短路阻抗48.640.1jZk，负载阻抗07.020.0jZL，试求：（1）一次侧加额定电压时，一二次侧电流和二次侧电压；（2）输入、输出功率及效率。第四章交流电机绕组的基本理论4．1交流绕组与直流绕组的根本区别是什么？4．2何谓相带？在三相电机中为什么常用60°相带绕组而不用120°相带绕组？4．3双层绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？4．4试比较单层绕组和双层绕组的优缺点及它们的应用范围？4．5为什么采用短距和分布绕组能削弱谐波电动势？为了消除5次或7次谐波电动势，节距应选择多大？若要同时削弱5次和7次谐波电动势，节距应选择多大？4．6为什么对称三相绕组线电动势中不存在3及3的倍数次谐波？为什么同步发电机三相绕组多采用Y型接法而不采用Δ接法？4．7为什么说交流绕组产生的磁动势既是时间的函数，又是空间的函数，试以三相绕组合成磁动势的基波来说明。4．8脉振磁动势和旋转磁动势各有哪些基本特性？产生脉振磁动势、圆形旋转磁动势和椭圆形旋转磁动势的条件有什么不同？4．9把一台三相交流电机定子绕组的三个首端和三个末端分别连在一起，再通以交流电流，则合成磁动势基波是多少？如将三相绕组依次串联起来后通以交流电流，则合成磁动势基波又是多少？可能存在哪些谐波合成磁动势？4．10一台三角形联接的定子绕组，当绕组内有一相断线时，产生的磁动势是什么磁动势？4．11把三相感应电动机接到电源的三个接线头对调两根后，电动机的转向是否会改变？为什么？4．12试述三相绕组产生的高次谐波磁动势的极对数、转向、转速和幅值。它们所建立的磁场在定子绕组内的感应电动势的频率是多少？4．13短距系数和分布系数的物理意义是什么？试说明绕组系数在电动势和磁动势方面的统一性。4．14定子绕组磁场的转速与电流频率和极对数有什么关系？一台50Hz的三相电机，通入60Hz的三相对称电流，如电流的有效值不变，相序不变，试问三相合成