第一章 变压器的结构与工作原理
一、填空：（每空1分）
1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到
380V 上，则此时Φm ,0I , Fe p 。（增加，减少或不变） 答：Φm 增大，0I 增大， Fe p 增大。
2. ★一台额定频率为60HZ 的电力变压器接于50HZ ，电压为此变压器的5/6倍额定电压
的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ，漏电抗 。
答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减小，漏电抗减小。
3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1） ，
（2） ，（3） 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ，U= ，
空载电流将 ，空载损耗将 。
答：E 近似等于U ，U 等于IR ，空载电流很大，空载损耗很大。
5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。
6. ★一台变压器，原设计的频率为50HZ ，现将它接到60HZ 的电网上运行，额定电压
不变，励磁电流将 ，铁耗将 。 答：减小，减小。
7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。 答：电磁感应作用。
8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答：负载电流的变化。
9. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流
将 ，变压器将 。 答：增大很多，烧毁。
二、选择填空（每题1分）
1. 三相电力变压器磁势平衡方程为 。 A ：原，副边磁势的代数和等于合成磁势 B ：原，副边磁势的时间向量和等于合成磁势 C ：原，副边磁势算术差等于合成磁势
答：B
2. 电压与频率都增加5℅时，穿过铁芯线圈的主磁通 。
A 增加
B 减少
C 基本不变 答：C
3. 升压变压器，一次绕组的每匝电势 二次绕组的每匝电势。
A 等于
B 大于
C 小于 答；A
4. 三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的 电压
A 空载线
B 空载相
C 额定负载时的线
答：A
5. 单相变压器通入正弦激磁电流，二次侧的空载电压波形为 。
A 正弦波
B 尖顶波
C 平顶波 答：A
6. ★★变压器的其它条件不变，若原副边的匝数同时减少10℅，则1X ，2X 及m X 的大
小将 。
A ：1X 和2X 同时减少10，m X 增大
B ：1X 和2X 同时减少到0.81倍, m X 减少
C ：1X 和2X 同时减少到0.81倍，m X 增加
D ：1X 和2X 同时减少10℅，m X 减少
答：B
7. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流
将 ，变压器将 。
A ：不变；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:发热但无损坏危险；F:严重发热有烧坏危险 答：C ，F
8. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。
A:电压变化率太大； B:空载环流太大；
C:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。 答：B
9. ★★三相变压器组不宜采用Y ,y 联接组，主要是为了避免 。
A ：线电势波形放生畸变；
B ：相电势波形放生畸变；
C ：损耗增大；
D ：有效材料的消耗增大。 答：B
10. ★变压器原边每匝数增加5%，副边匝数下降5%，激磁电抗将 。
A ：不变
B ：增加约10%
C ：减小约10%
11. 三相变压器的变化是指———之比。
A ：原副边相电势
B ：原副边线电势
C ：原副边线电压 答：A
12. 磁通ф，电势е正方向如图，W 1匝线圈感应的电势e 为 。
A ：d Ф/dt
B ：W 1d Ф/dt
C ：-W 1d Ф/dt
答：C
13. ★变压器铁耗与铜耗相等时效率最大，设计电力变压器时应使铁耗 铜耗。
A ：大于
B ：小于
C ：等于 答：A
14. ★两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 分配。
A ：大小成反比
B ：标么值成反比
C ：标么值成正比 答：B
15. ★将50HZ 的变压器接到60HZ 电源上时，如外加电压不变，则变压器的铁耗 ；
空载电流 ；接电感性负载设计，额定电压变化率 。 A 变大 B 变小 答：B ，B ，A
16. ★★当一台变压器的原边匝数比设计少10%（副边匝数正常）则下列各值的变化为：
磁通 ；σ1X ；σ2X ；m X ；U 20 I 0 。 A ：变大 B ：变小 C ：不变 答：A ，B ，C ，B ，A ，A
17. ★★一台Y/0y -12和一台Y/0y -8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联
运行 。
A ．能
B ．不能
C ．不一定
D ．不改接也能 答：A
18. ★一台 50HZ 的变压器接到60HZ 的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流
将 。
A,增加 B,减小 C ，不变.
19.变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压。
A,呈上升趋势；B,不变，C,可能上升或下降
答：C
20.★单相变压器铁心叠片接缝增大，其他条件不变，则空载电流。
A,增大；B，减小；C,不变。
答：A
21.一台单相变压器额定电压为220/110V。Y/y-12接法，在高压侧作短路实验，测得的短
路阻抗标幺值为0.06，若在低压侧作短路实验，测得短路阻抗标幺值为。
A:0.06 ，B：0.03 ，
C：0.12 ，D：0.24 。
答：A
三、判断（每题1分）
1.变压器负载运行时副边电压变化率随着负载电流增加而增加。
（）
答：对
2.电源电压和频率不变时，制成的变压器的主磁通基本为常数，因此负载时空载时感应
E为常数。（）电势
1
答：错
3.变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率。（）答：错
4.★变压器频率增加，激磁电抗增加，漏电抗不变。（）答：错
5.★变压器负载运行时，原边和副边电流标幺值相等。（）答：错
6.★变压器空载运行时原边加额定电压，由于绕组电阻r1很小，因此电流很大。（）答：错
7.变压器空载和负载时的损耗是一样的。（）答：错
8.变压器的变比可看作是额定线电压之比。（）答：错
9.只要使变压器的一、二次绕组匝数不同，就可达到变压的目的。（）
答：对
10. 不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。 （ ） 答：错
四、简答（每题3分）
1. ★从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？
答： 变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0，在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势e 1和e 2，且有
dt d N e 01
1φ-=、dt
d N
e 0
22φ-=显然，由于原副边匝数不等，即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等，即e 1≠e 2，而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1、U 2≈E 2，故原副边电压不等，即U 1≠U 2, 但频率相等。
2. ★试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线
圈的电压将如何变化？ 答：由dt d N e 01
1φ-=、dt
d N
e 0
22φ-=可知2211N e N e =，所以变压器原、副两边每
匝感应电动势相等。又U 1≈ E 1, U 2≈E 2，因此
2
211N U N U ≈当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压
11N U 增大，所以1
2
22N U N U =将增大。或者根据m fN E U Φ=≈11144.4，若 N 1减小，则m Φ增大， 又m fN U Φ=2244.4，故U 2增大。
3. 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭
成？
答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。为了铁心损耗，采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。 4. 变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？ 答：铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。
绕组: 构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。
分接开关: 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变压器调压。
油箱和冷却装置: 油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。
绝缘套管: 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接，使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。
5. 变压器原、副方额定电压的含义是什么？
答：变压器一次额定电压U 1N 是指规定加到一次侧的电压，二次额定电压U 2N 是指变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。
五、计算（每题5分）
1. ★★一台三相变压器，原、副方额定电压
1210/3.15N N
U kV U =，?/Y －11连接，匝
电压为14.189伏，副方额定电流2183.3N A I =。 试求（1）原副方线圈匝数；
（2）原线圈电流及额定容量；
（3）变压器运行在额定容量且功率因数为=?
2
Cos
1、0.9（超前）和0.85（滞
后）三种情况下的负载功率。 解：（1）原方
1 5.7735N kV U ?=
= 副方 2 3.15N kV U ?= 所以 1140714.189N U T W ?
=
=
2222214.189
N U T W ?
=
=
（2）额定容量
22N N N S I =
3.15183.31000N KVA S =?=
157.74N
A I =
==
（3）因 22
N
Cos S
P ?=
所以当2Cos ?=1时
2P =1000 W
当2Cos ?=0.9时
2P =1000×0.9＝900 w
当2Cos ?=0.85时
2P =1000×0.85＝850 w
2. ★一台3KV A ，230/115伏单相变压器，原线圈电阻10.3r =Ω，副线圈电阻20.05r =Ω，
原线圈漏抗10.8x σ=Ω，副线圈漏抗20.1x σ=Ω，铁耗45Fe P =w ，额定负载时铜耗
85cu P =w 。
求：(1) 副方功率因数为0.9（滞后）时的电压变化率；
(2) 供给3.04kw ，功率因数为0.95（滞后）负载时的效率 解：（1） 13000
13.043230230N N S A I =
== 23000
26.087115115N N S A I ===
11117.634N
N N
U Z I =
=Ω 222 4.408N
N N
U Z I =
=Ω 所以 1212120.30.050.0284
17.634 4.408k N N
r r r r r Z Z ***
=+=
+=+=
120.80.1
0.068117.634 4.408
k
x x x σσ***
=+=+=
故副方Cos 2?＝0.8（滞后）时电压变化率
22k k u Cos Sin x r ??*
*?=+
＝5.524％
（2）供给负载3.04kw 时，如不考虑电流对u ?的影响时，
'22k k u Cos Sin x r ??*
*?=+
＝0.028×0.95+0.0681
＝4.78％
此时端电压 '2(1)115(10.0478)109.5N u V U U =-?=?-=
此时负载电流2'2'
2304027.76109.5
P A
I U =
== 这个电流对电压变化率的影响为
''2u u I *?=?
所以考虑电流变化对电压变化率的影响后电压变化率
%09.5%78.4087
.2676
.27=?=
?u
端电压
2115(10.0509)109.17V U =?-=
负载电流
22
2304027.85109.17
P A I U === 在这个负载时变压器的铁耗不变，铜耗为
2227.85
8596.88()
226.087P P I cu k *==?=W 所以供给3.04kw 、功率因数为0.95（滞后）负载时的效率为
2
100%20P P P P cu
η=
?++
＝
%54.95%10088
.964530403040
=?++
3. ★一台单相变压器50KV A 、7200/480V 、60Hz 。其空载和短路实验数据如下
试求：（1）短路参数及其标么值；
（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；
（3）额定负载电流、功率因数20.9Cos ?=滞后时的电压变化率、副边电压及
效率。（注：电压变化率按近似公式计算）
解： 11 6.944N
N N
S A I U =
= 22104.167N
N N
S A I U =
= (1) 短路参数 157
22.427k k k
U Z I =
==Ω
261512.5549k k k
P r I =
==Ω
18.58k x =
=Ω
其阻抗基值 1117200
1036.876.944N N N
U Z I =
==Ω 所以 10.0216
k k N
Z Z Z ?=
=
10.0121
k k N
r r Z ?
=
=
10.0179k
k N
x x Z ?
=
= (2) 空载时铁耗 0245Fe P P ≈= w
满载铜耗 12
2
6.944()615605.2()7N
kN
k k
I P
P I ==?=w
(3) 额定负载电流时 22104.167N A I I == 根据电压变化率近似公式
22u Cos Sin x r k k
??**?=+得
%87.181.010179.09.00121.0=-?+?=?u
此时副方电压 22(1 1.87%)471.02N V U U =?-=
所以 2222471104.1670.944158.64N Cos U P I ?==??=w
12044158.64245605.245008.64kN P P P P =++=++=w
21
100%98.11%P P η=?=
4.
试求：（1）短路参数
Z
k
，
r
k
，
X
K
及其相对值；
（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；（3）额定负载电流，功率因数?
2
Cos
＝0.9（滞后）
时的电压变化率，二次侧电压及效率。（注：电压变化率用近似公式计算） 解：(1) S N ＝50kV A I 1N ＝S N /U 1N ＝6.94A Z 1N ＝U 1N /I 1N ＝1037.46Ω 短路实验时， I K ＝7A ＝I N
Z K ＝U S /I K =157/7=22.43Ω
022.0=*Z
S
Ω==
=
55.1249
615
2I
P r
S
S S
012.0=*r
S
Ω=-=
59.182
2r Z x
S S S
018.0=*x
S
(2) 铁耗： 245|0==u N
P P Fe
w
铜耗：
615|==
=I I
N
S
P P
kN
cu
w
(3) )(
2
2
??βSin Cos u x R S S *
*
+=?
019.044.0018.09.0012.0=?+?=
9.470)019.01(480)1(22
=-?=?-=u U
U N
V
P P
S P P kN
N
kN
Cos 0
2
2
02
1+++-
=β?ββη
%12.98245
3159.050000245
6151=++?+-
=
5. ★★三相变压器的额定值为S N ＝1800kV A ，U 1N /U 2N ＝6300/3150V ，Y ，d11联结，空
载损耗P 0＝6.6kw ，短路损耗P k ＝21.2kw ，求
（1） 当输出电流I 2＝I 2N ，?
2
Cos ＝0.8时的效率；
（2） 效率最大时的负载系数
β
m
。
解：1、 P
P S P P k
N
k
Cos 0
2
1+++-
=?η
%1.982
.216.68.018002
.216.61=++?+-
=
2、当P cu ＝P Fe 时发生
η
max
、
P
P
K
2
=
β
所以558.02
.216
.60
==
=
P
P K
β 6. ★★一台三相变压器的铭牌数据如下，S N ＝750KV A ，U 1N /U 2N ＝10000/400V ，Y ，yn0
联结。低压边空载实验数据为：U 20＝400V ，I 20＝60A ，P 0＝3800w 。高压边短路实验
数据为：U 1K ＝440V ，I 1K ＝43.3A ，p k ＝10900w ，室温200C ，试求： （1） 变压器的参数，并画出等值电路；（2）当：a ）额定负载?
2
Cos ＝0.8，
（2）)(2
?-
Cos ＝0.8时，计算电压变化率%u ?、二次侧电压u 2
及效率。
解：
3.4310
3750311=?==
U S I N
N
N
A
Ω===34.1333.433/10000111I U Z N
N
N
?
? 1、空载实验： 低压方：
Ω==
=
85.360
3
/40020200I
U Z ?
?
380000.350223360
0P R R m I ?≈=
==Ω?
Ω=8.2393x
m
Ω=-=≈83.32
0200R Z x x m
由短路实验：200C 时；
Ω==
=
87.53
.433
/44011I
U Z
K K S
?
?
10900 1.94223343.3P k R S I k ?
=
==Ω? 0145.0=*R
S
Ω=-=
54.52
2R Z x
S S S
0415.0=*x
S
所以
Ω==
=97.021
'
21R r r S
Ω===
77.22
1
'
2
1
x x x S σ
σ
2、 8.02=?
Cos
（滞后）且1=β
)(2
2
??βSin Cos u x R S S *
*
+=?0365.06.00415.08.00145.0=?+?=
4.385963
5.0400)1(22
=?=?-=u U
U N
V
P P
S P P kN
N
kN
Cos 0
2
2
02
1+++-
=β?ββη
%6.973800
109008.07500003800
109001=++?+-
=
当8.02
=?
Cos
（超前）时：
0133.0)(2
2
-=-=?*
*
??βSin Cos u x R S S
32.4050133.1400)1(22
=?=?-=u U
U N
V
%6.9710
2
2
02
=+++-
=P P
S P P kN
N
kN
Cos β?ββη
19. ★★有一台变压器容量S N ＝5600kV A ，U 1N /U 2N ＝6.3/3.3kV ，Y ，yn0，U k ＝10.5％，
铁耗P Fe ＝25.5kw ，铜耗P m ＝62.5kw ，今改为自耦变压器U 1N /U 2N ＝9.9/3.3kV ，求： 1、改为自耦变压器后的容量S N 自与原来双绕组时的容量S N 双之比（其中电磁容量、传导容量各为多少？）
2、改为自耦变压器后，在额定电压时，稳定短路电流I Kn 自为额定电流I N 的多少倍？与原双绕组时的稳定短路电流比I Kn 自/I Kn 双；
3、改为自耦变压器后，在额定负载φCos ＝0.8落后时效率比未改前提高多少？ 解：普通变压器：
2.513
3.635600311=?=
=
U
S I N
N
N
A
6.9863
.335600
3
22=?=
=U
S I N
N
N
A
Ω=09.71Z
N
1、
I U U I U S
N N N aN aN aN
12111)(33?+==
372.49262.5136.93=??=
KVA ＝8533 KV A
电磁容量：5600 KVA ； 传递容量：2933 KV A 2、普通：短路电抗
524.9105
.01
==
=**
*Z
U I
S
S S
倍 自耦：
069.08
.1009
.7105.01111=?=
?=
=
*
*
I
U Z Z Z
Z Z aN aN
N
S Na
S
Sa ?
?
49.14069
.01
1
==
=
**
Z
I Sa
Sa 2.513524.91?==*I I I
N S S
2.51349.141?==*
I I I aN Sa Sa 52.1524
.949
.14==
I
I S
Sa 倍 3、普通： P P S P P
cu
Fe N cu
Fe
Cos +++-
=?βη2
1
%07.985
.625.258.056005
.625.251=++?+-
=
自耦： %7.985
.625.258.085335
.625.251=++?+-=ηa
%63.0%9807%7.98=-=?η
23. ★★有一台180kVA 的铝线变压器，12/10000/400N N U U V =，50Hz ，连接方式为
Y ，yn ，铁心截面积2
160Fe A cm =，取铁心最大磁密 1.45m B T =，试求：
（1） 一、二次绕组的匝数；
（2）按电力变压器标准要求，二次侧电压应能在额定上、下调节5%±，希望在高压绕组边抽头以调节抵压绕组边的电压，试问如何抽头？
解：（1）先由 1.45m B T =算出m Φ，即：
421.4516010 2.3210m m Fe B A Wb -Φ==??=?
11121W =
==匝 1210000
25400
N N U k U =
== 121121
4525
W W k =
==匝 （2）高压绕组抽头匝数
设高压绕组抽头匝数为'
1W ，因为
()'112215%15%
N N U W k
W U ==
±± 所以
'2111121
1068/118015%15%15%
kW W W =
===±±±匝
第三章变压器 第一节变压器的工作原理、分类及结构 一、结构 1．铁心 如图，分铁心柱、磁轭两部分。 材料：0.35mm的冷轧有取向硅钢片，如：DQ320，DQ289，Z10，Z11等。 工艺：裁减、截短、去角、叠片、固定。 2．绕组 分同心式和交叠式两大类。 交叠式如右图。 同心式包括圆筒式、连续式、螺旋式等，见上图。 材料：铜（铝）漆包线，扁线。 工艺：绕线包、套线包。 3．其它部分 油箱（油浸式）、套管、分接开关等。
4．额定值 额定容量S N 额定电压U 1N U 2N 额定电流I 1N I 2N 对于单相变压器，有N N N N N I U I U S 2211== 对于三相变压器，有N N N N N I U I U S 221133== 注意一点：变压器的二次绕组的额定电压是指一次绕组接额定电压的电源，二次绕组开路时的线电压。 [讨论题]一台三相电力变压器，额定容量1600kV A ，额定电压10kV/6.3kV ，Y ,d 接法，求一次绕组和二次绕组的额定电流和相电流。 自己看[例3-1]。
总结：熟悉变压器额定值的规定。 二、变压器的工作原理 按照上图规定变压器各物理量的参考方向，有 dt d N e dt d N e φ φ2 211,-=-= 定义变比 2 121N N E E k == 工作原理： （1） 变压器正常工作时，一次绕组吸收电能，二次绕组释放电能； （2） 变压器正常工作时，两侧绕组电压之比近似等于它们的匝数之比； （3） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组的电流之比近似等于它们匝数的反比； （4） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组所产生的磁通，在铁心中的方向相反。 总结：牢记变压器的四条原理。 第二节 单相变压器的空载运行 一、空载运行时的物理情况 如图，变压器一次绕组接额定电压，二次绕组开路，称为变压器空载运行。此时，变压器一次绕组流过一个很小的电流，称为空载电流i 0，大约占额定电流的2%~5%，因此空载时变压器的铜损耗是很小的。为什么？ 又， 11144.4N f E U m Φ=≈
变压器知识习题及答案 一、填空题 ? 1、油浸式电力变压器一般是由铁芯、绕组、（）绝缘套管和冷却系统五大部分组成。 2、变压器油起着散热和（）的作用。 3、将连接组别为y , dl 的三相变压器改接为Y, Yno。如果一次侧的额定电电压不变，则二次侧的额定电压为原来的√3倍，其容量不变。 4、变压器空载运行时，由于（）很小，铜损近似为零。 5、变压器空载运行时的主磁通与额定运行时主磁通相同，所以变压压器的空载损耗似等于（）损耗。 6、变压器运行中温度最高的部位是（），温度最低的是变压器油。 7、当变压器负载系数为（）时，其效率最高。 8、变压器绕组损耗分为基本损耗和附加损耗,其中基本损耗耗是（）。 9、一台油浸自冷式变压器，当周围围空气温度为 32℃时，其上层油温为I 60°'C ，则上层油的温升为（）。 10.变压器空载电流的无功分量很大，而（）分量很小，因此变压器空载运行行时的功率因素很低。 11.变压器空载试验的目的是测量（）损耗和空载电流。 12、变压器并列运行的目的是：（）和提高供电可靠性。 13、变压器的相电压变比等于原边、副边绕组的（）之比。 14、变压器过负荷时的声音是（）。 15、变压器呼吸器中的硅胶受潮后，其颜色变为（）。 16、电力变压器的交流耐压试验，是考核变压器的（）绝缘。 17、测定电力变压器的变压比，一般采用的试验仪器是（）。 18、常用的电压互感器在运行时相当于一个空载运行的降压变压器，它的二次电压基本上等于二次（）。 19、电压互感器按其工作原理可分为（）原理和电容分压原理。 20、电流互感器二次侧的额定电流一般为（）安培，电压互感器二次侧的电压一般为（）伏，这样，可使测量仪表标准化。 二、选择题 ? ? ? ? 1、并列运行变压器的变压比不宜超过（）。 A、 2：1 B：3:1 C：4：1 D：5：1 2、变压器轻瓦斯保护正确的说法是（）。 A.作用于跳闸 B、作用于信号 C.作用于信号及跳闸 D.都不对 3、带有瓦斯继电器的变压器，安装时其顶盖沿瓦斯继电器方向的的升高场坡度为（）。 A. 1%~5% B、1%% C. 1%一25% D. 1%-30% 4、配电变压器低压侧中性点应进行工作接地，对于容量为l00kVA及以上其接地电阻应不大于（）。 A. 0. 4Ω B. 10Ω C一8 ΩΩ 5、已知变压器额定容量为s,额定功率库因数0. 8，则其额定有功负载应是（）。 B. 1·25S D. 0. 64S
第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 dt d N e Φ-=1 1 dt d N e Φ-=2 2 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器；
按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。
变压器选择题 1. 变压器空载电流小的原因是。 (a) 一次绕组匝数多，电阻很大；(b) 一次绕组的漏抗很大； (c) 变压器的励磁阻抗很大；(d) 变压器铁心的电阻很大。 2. 变压器空载损耗。 (a) 全部为铜损耗；(b) 全部为铁损耗； (c) 主要为铜损耗；(d) 主要为铁损耗。 3. 一台变压器一次侧接在额定电压的电源上，当二次侧带纯电阻负载时，则从一次侧输入的功率。 (a) 只包含有功功率；(b) 既有有功功率，又有无功功率； (c) 只包含无功功率；(d) 为零。 4. 变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若一次电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流_______。 (a) 增加；(b) 减少；(c) 不变；(d) 基本不变。 5．一台单相变压器，U/ U =220/10，若原方接在110V的单相电源上空载运2N1N行，电源频率不变，则变压器的主磁通将。 (a) 增大；(b) 减小；(c) 不变。 6．变压器短路实验所测损耗。 (a) 主要为铜耗；(b) 主要为铁耗；(c) 全部为铜耗；(d) 全部为铁耗。7．做变压器空载实验所测的数值，可用于计算。
(a) 励磁阻抗；(b) 原边漏抗；(c) 副边漏抗；(d) 副边电阻。 8．将50Hz、220/127V的变压器，接到100Hz，220V的电源上，铁心中的磁通将如何变化？（） (a) 减小；(b) 增加；(c) 不变；(d) 不能确定。 9．用一台电力变压器向某车间的异步电动机供电，当开动的电动机台数增多时，变压器的端电压将如何变化？（） (a) 升高；(b) 降低；(c) 不变；(d) 可能升高，也可能降低。10．变压器运行时，在电源电压一定的情况下，当负载阻抗增加时，主磁通如何变化？（） (a) 增加；(b) 基本不变；(c) 减小。 11．当一次侧接额定的电压维持不变时，变压器有空载运行转为满载运行时，其主磁通将会：。 (a) 增大；(b) 减小；(c) 基本不变。 12．如果将额定电压为220/36V的变压器接入220V的直流电源，则将发生什么现象？（） (a) 输出36V的直流电压；(b) 输出36V电压，原绕组过热； (c) 输出电压低于36V；(d) 没有电压输出，原绕组过热而烧毁。13．变压器一次绕组接额定电压，二次绕组的输出电压高于额定电压，其负载性质是。 (a) 纯阻负载；(b) 容性负载；(c) 感性负载。 14. 一次侧额定电压为220V的单相变压器，接220V交流电源时，空载电流为1A，如果不慎错误的接到了380V的交流电源，则空载电流为。 (a) 1.727A；(b) 1.0A；(c) 大于1.727A。 15. 下列哪种形式的变压器在电力系统中（）不宜采用？ (a) Y，d接法的芯式变压器；(b) D，y接法的组式变压器；
电子变压器工作原理图 电子变压器就是开关稳压电源。它实际上就是一种逆变器。首先把交流电变为直流电，然后用电子元件组成一个振荡器直流电变为高频交流电。通过开关变压器输出所需要的电压然后二次整流供用电器使用。开关稳压电源具有体积小,重量轻,价格低等优点,所以被广泛用在各种电器中。开关稳压电源的原理较复杂。 下面一种电子变压器电路图的分析，输入为AC220V，输出为AC12V，功率可达50W。它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路，其性能稳定，体积小，功率大，因而克服了传统的硅钢片变压器体大、笨重、价高等缺点。 电子变压器电路图: 电子变压器工作原理电路如图所示。电子变压器原理与开关电源工作原理相似，二极管VD1～VD4 构成整流桥 把市电变成直流电，由振荡变压器T1，三极管VT1、VT2组成的高频振荡电路，将脉动直流变成高频电流，然后由铁氧体输出变压器T2对高频高压脉冲降压，获得所需的电压和功率。R1为限流电阻。电阻 R2、电容C1和双向触发二极管VD5构成启动触发电路。三极管VT1、VT2选用S13005，其B为15～2 0倍。也可用C3093等BUceo>=35OV的大功率三极管。触发二极管VD5选用32V左右的DB3或VR60。振荡变压器可自制，用音频线绕制在H7 X 10 X 6的磁环上。TIa、T1b绕3匝，Tc绕1匝。铁氧体输出变压器T2也需自制，磁心选用边长27mm、宽20mm、厚10mm的EI型铁氧体。T2a用直径为0．45mm高强度漆包线绕100匝，T2b用直径为1．25mm高强度漆包线绕8匝。二极管VD1～VD4选用IN4007型，双向触发二极管选用DB3型，电容C1～C3选用聚丙聚酯涤纶电容，耐压250V。此电子变压器电路工作时，A点工作电压约为12V；B点约为25V；C点约为105V；D点约为10V。如果电压不满足上述数值，或电子变压器电路不振荡，则应检查电路有无错焊、漏焊或虚焊。然后再检查VT1、VT2是否良好，T1a、T1b的相位是否正确。整个电子变压器电路装调成功后，可装入用金属材料制作的小盒内，发利于屏蔽和散热，但必须注意电路与外壳的绝缘。引外，改变T2 a、b二线圈的匝数，则可改变输出的高频电压。
变压器测验题 一、电网线电压为66 KV ，经过两台容量均为1500 KVA 的三相变压器二次降压后供给额定电压为400V （Y ）的负载。第一台： D,y 接，U 1N /U 2N = 66/6.3KV 。第二台： D,y 接， U 1N /U 2N = 6300/400V 。 两台变压器都在6300伏一侧做短路实验，数据如下： 第一台： Uk = 334V , Ik = 137A, p k = 14kW （p 0 =10kW ）第二台： U k =382V , I k =137A, p k =15kW （p 0 =12kW ） 1）画出供电线路图;每台Tr 接为D,y 5(先画相量图)。 2）求出变压器各额定电流?变比？ 3）求每台变压器的短路阻抗标幺值？ 4）画出从66KV 侧看的简化等效电路和向量图 ； 5）当原边加额定电压，每相负载阻抗Z l =0.1+j0.07Ω（Y 接）时，负载的电流？ 6）求上述情况下各变压器效率及总效率？并求出总的电压变化率？ 二、画出下图变压器电动势相量图，并判断其联结组别。 三、画出D /Y-7联接组别接线图和相量图。 四、一台Y/Δ接的三相变压器空载运行，,原方（高压侧）加上对称的正弦额定电压，试分析下列物理量中有无三次谐波。1）主磁通。2）原、副方相电势。3）原、副方线电压；原、副方相电压。4）原、副方线电流；原、副方相电流。 五、现有一个万用表和一个可调交流电压源，说明如何判断同一芯柱上的高低压绕组的同极性端。 六、一台2kV·A ，400/100V 的单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路，测得I 0=2A ；p 0=20W ；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得I 0= A ，p 0= W 。 七、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗 ，励磁电流 。 八、某人初次使用互感器对巨型三相变压器进行短路实验。由于变压器是高电压、大电流，因此需要借助电压互感器和电流互感器来完成。请你画出实验线路图，并说明仪器仪表应如何选择，实验数据如何处理？ 九、一台三相变压器，S N =5600kV A ,，U 1N /U 2N ＝10/6.3kV ，Y/d 接，10kV 侧接电源。u k =5.5%，p k =18kw,一次侧加额定电压，试求满载且cosφ＝0.8 （滞后）时的负载阻抗，二次电压和一次电流，额定电压调整率和效率。 十、一台三相变压器，额定容量S N =750KV A, U 1N /U 2N =10/0.4KV, Y ,y 连接。短路电压u k =5.5%，p k =2.4kw, 付方三角形联接三相平衡负载，每相负载阻抗Z l =1.272+j0.954Ω。（忽略变压器的励磁电流）试求: 1）高压侧加额定电压时，原、副方的线电流和相电流；副方的线、相电压； 2）变压器此时的输入、输出功率和效率； 3）画出该变压器此时的等效电路和相量图。
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能. 3.1 变压器的基本工作原理和结构 3.2 单相变压器的空载运行 3.3 单相变压器的负载运行 3.4 变压器的参数测定 3.5 变压器的运行特性 隐形专家改编于2009-05
3.1 变压器的基本工作原理和结构 3.1.1 基本工作原理和分类 一、基本工作原理 变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一 次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕 组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。 1 u 1 e 2 e 2u 1i 2 i Φ 1 U 2 U 1 u 2u L Z 1 2 12d Φe =-N dt d Φe =-N dt 只要(1)磁通有 变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的 目的。
二、分类 按用途分：电力变压器和电子变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器、壳式变压器、环形变压器。 按工作频率分：低频（工频）与高频变压器
3.1.2基本结构 一、铁心 变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用厚为 0.35-0.5mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成或卷绕而成。 二、绕组 变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。 三、胶心 胶心也可称骨架，用塑料压制而成，用来固定线圈。 四、固定夹 固定夹也可称牛夹，用铁板冲压而成，用来将变 压器固定在底板上。
变压器高考练习题及答 案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
理想变压器 功率关系：P 入=P 出 ； 电压关系 2 1 2 1 n n U U =；电流关系 1 2 2 1 n n I I =；频率关系 2 1 f f= 远距离输电 功率关系 2 1 P P=， 4 3 P P=， 3 2 P P P+ = 损 输电电流 线 R U U U P U P 3 2 3 3 2 2 - = = 电压关系 2 1 2 1 n n U U =， 4 3 4 3 n n U U =， 3 2 U U U+ = 损 输电线损失的功率 线 线 线 损 R U P R I P 2 2 2 2 ?? ? ? ? ? = = 电流关系 1 2 2 1 n n I I =， 3 4 4 3 n n I I =， 2 I= 3 I=I线 1、（2015全国卷Ⅰ·16题）一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( ) A. U=66V， k= 9 1 B. U=22V， k= 9 1 C. U=66V， k= 3 1 D. U=22V， k= 3 1 2、（2015全国卷Ⅱ·21题）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负 载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为 零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的
第一章 变压器的结构与工作原理 一、填空：（每空1分） 1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到 380V 上，则此时Φm ,0I , Fe p 。（增加，减少或不变） 答：Φm 增大，0I 增大， Fe p 增大。 2. ★一台额定频率为60HZ 的电力变压器接于50HZ ，电压为此变压器的5/6倍额定电压 的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ，漏电抗 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减小，漏电抗减小。 3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1） ， （2） ，（3） 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ，U= ， 空载电流将 ，空载损耗将 。 答：E 近似等于U ，U 等于IR ，空载电流很大，空载损耗很大。 5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6. ★一台变压器，原设计的频率为50HZ ，现将它接到60HZ 的电网上运行，额定电压 不变，励磁电流将 ，铁耗将 。 答：减小，减小。 7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。 答：电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答：负载电流的变化。 9. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流 将 ，变压器将 。 答：增大很多，烧毁。 二、选择填空（每题1分） 1. 三相电力变压器磁势平衡方程为 。 A ：原，副边磁势的代数和等于合成磁势 B ：原，副边磁势的时间向量和等于合成磁势 C ：原，副边磁势算术差等于合成磁势
第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器； 按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。
1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 2.铁心形式 铁心是变压器的主磁路，电力变压器的铁心主要采用心式结构 。 二、绕组 1.绕组的材料 铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。 2.形式
变压器知识习题及答案 一、填空题 1、油浸式电力变压器一般是由铁芯、绕组、（）绝缘套管和冷却系统五大部分组成。 2、变压器油起着散热和（）的作用。 3、将连接组别为y , dl 的三相变压器改接为Y, Yno。如果一次侧的额定电电压不变，则二次侧的额定电压为原来的√3倍，其容量不变。 4、变压器空载运行时，由于（）很小，铜损近似为零。 5、变压器空载运行时的主磁通与额定运行时主磁通相同，所以变压压器的空载损耗似等于（）损耗。 6、变压器运行中温度最高的部位是（），温度最低的是变压器油。 7、当变压器负载系数为（）时，其效率最高。 8、变压器绕组损耗分为基本损耗和附加损耗,其中基本损耗耗是（）。 9、一台油浸自冷式变压器，当周围围空气温度为 32℃时，其上层油温为I 60°'C ，则上层油的温升为（）。 10.变压器空载电流的无功分量很大，而（）分量很小，因此变压器空载运行行时的功率因素很低。 11.变压器空载试验的目的是测量（）损耗和空载电流。 12、变压器并列运行的目的是：（）和提高供电可靠性。 13、变压器的相电压变比等于原边、副边绕组的（）之比。 14、变压器过负荷时的声音是（）。 15、变压器呼吸器中的硅胶受潮后，其颜色变为（）。 16、电力变压器的交流耐压试验，是考核变压器的（）绝缘。 17、测定电力变压器的变压比，一般采用的试验仪器是（）。 18、常用的电压互感器在运行时相当于一个空载运行的降压变压器，它的二次电压基本上等于二次（）。
19、电压互感器按其工作原理可分为（）原理和电容分压原理。 20、电流互感器二次侧的额定电流一般为（）安培，电压互感器二次侧的电压一般为（）伏，这样，可使测量仪表标准化。 二、选择题 1、并列运行变压器的变压比不宜超过（）。 A、 2：1 B：3:1 C：4：1 D：5：1 2、变压器轻瓦斯保护正确的说法是（）。 A.作用于跳闸 B、作用于信号 C.作用于信号及跳闸 D.都不对 3、带有瓦斯继电器的变压器，安装时其顶盖沿瓦斯继电器方向的的升高场坡度为（）。 A. 1%~5% B、1%% C. 1%一25% D. 1%-30% 4、配电变压器低压侧中性点应进行工作接地，对于容量为l00kVA及以上其接地电阻应不大于（）。 A. 0. 4Ω B. 10Ω C一8 ΩΩ 5、已知变压器额定容量为s,额定功率库因数0. 8，则其额定有功负载应是（）。 B. 1·25S D. 0. 64S 6、低损耗变压器和一般变压器有什么不同（）。 A.铁芯结构不同，铁芯材料不同 B.线圈结构不同，接线方式不同 C..绝缘不同，箱体结构不同 D.散热方式不同 7、变压器的工作原理是（）。 A.电场作用力原理 B.电磁作用力原理 C.磁场吸引 D.根据电磁感应原理 8、互感器一次侧做交流耐压试验时，二次线圈应采用（）措施。 A.接地 B.接壳 C.短路接地 D.短路 9、检查三相变压器的连接组别的试验方法中，下列错误的是（）。 A.直流法 B.双电压表法 C.直流电桥法 D.相位法 10、测量变压器的介质损失角的方法采用（）。 A.交流平衡电桥法 B.直流电桥法 C.瓦特表法 D.测泄漏电流
课时练变压器 说明：5、8为多项选择题，其他的均为单项选择题。 1．一台理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1和n2，正常工作时的输入电压、电流、电功率分别是U1、I1、P1，输出电压、电流、电功率分别是U2、I2、P2，已知n1＜n2，则（）A．U1＜U2，P1＝P2B．P1＝P2，I1＜I2 C．I1＜I2，U1＞U2 D．P1＞P2，I1＞I2 2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路。当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A1的读数为12 mA，那么电流表A2的读数为（） A．0 B．3 mA C．48 mA D．与R大小有关 3．将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为（） A．120匝 B．150匝 C．180匝 D．220匝 4．如图甲、乙所示电路中，当A、B接10 V交变电压时，C、D间电压为4 V，M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V。现把C、D接4 V交流，P、Q接4 V直流，下面哪个选项可表示A、B间和M、N间的电压（） A．10 V 10 V B．10 V 4 V C．4 V 10 V D．10 V 0 5．如图 (a)所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，○A、○V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是（） A．电流表的示数为2 A B．原、副线圈匝数比为1∶2 C．电压表的示数为电压的有效值 D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz 6．如图所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是（） A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大 B．保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大 D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大 7．如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200 的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（） A． V B． V C． V D． V 8．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（） A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零 B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变 C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起 9．如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1＝1 100匝。接入电压U1＝220 V的电路中。 （1）要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6 V、U3＝110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少（2）若在两副线圈上分别接上“ 6 V，20 W”、“110 ——60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少 10．如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器。变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6 V， W”，且灯泡都正常发光，导线电阻不计。求：
教学过程： 一、 导入新课 复习回忆变压器的知识点 二、 讲授新课 变压器的工作原理 一、变压器的工作原理 变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势，如图所示。 1．变换交流电压 原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。 设原线圈匝数为N 1，副线圈匝数为N 2，磁通为Φ ，感应电动势为 t N E t N E ??=??= Φ Φ2 211 ， 由此得 2 1 21N N E E = 忽略线圈内阻得 K N N U U ==2 1 21 上式中K 称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。 图变压器空载运行原理图
2 2 2 211I U N N Z ???? ??= 因为 22 2 Z I U = 所以 2 2 22 211Z K Z N N Z =??? ? ??= 可见，次级接上负载|Z 2|时，相当于电源接上阻抗为K 2 |Z 2|的负载。变压器的这种阻抗变换特性，在电子线路中常用来实现阻抗匹配和信号源内阻相等，使负载上获得最大功率。 解1：次级电流 Α255 110 222=== Z U I 初级电流 Α2110 2202121==≈= U U N N K Α12 2 21=== K I I 输入阻抗 Ω=== 2201220111I U Z 解2：变压比 2110 2202121==≈=U U N N K 【例】有一电压比为220/110 V 的降压变压器，如果次级 接上55 Ω 的电阻，求变压器初级的输入阻抗。
第1 页共4 页 一、选择题。（20分） 1、变压器油在变压器内主要起（A ）作用。 A、冷却和绝缘 B、消弧 C、润滑 D、填补 2、电流互感器铁心内的交变主磁道是由（ C ）产生的。 A、一次绕组两端的电压 B、二次绕组内通过的电流 C、一次绕组内通过的电流 D、二次绕组的端电压 3、变压器铭牌上的额定容量是指（ C ）。 A、有功功率 B、无功功率 C、视在功率 D、平均功率 4、油浸电力变压器的呼吸器硅胶的潮解不应超过（ A ）。 A、1/2 B、1/3 C、1/4 D、1/5 5、变压器铁心采用相互绝缘的薄硅钢片制造，其主要目的是为了降低 （ C ）。 A、铜耗 B、杂散损耗 C、涡流损耗 D、磁滞损耗 6、规程规定运行中的风冷油浸电力变压器的上层油温不得超过（ B ）℃。 A、105℃ B、85 ℃ C、75℃ D、45℃ 7、有载分接开关中，过渡电阻的作用是（ C ）。 A、限制分关间的过电压 B、熄弧 C、限制切换过程中的循环电流 D、限制切换过程中的负载电流 8、油浸电力变压器的气体保护装置轻气体信号动作，取气体分析，结果是无色 无味、不可燃，色谱分析为空气，这时变压器（ B ）。 A、必须停止 B、可以继续运行 C、不许投入运行 D、要马上检修 9、变压器二次侧突然短路时，短路电流大约是额定电流的（D ）倍。 A、1—3 B、4—6 C、6—7 D、10—25 10、变压器运行会有“嗡嗡”的响声，主要是（ D ）产生的。 A、整流、电炉等负荷 B、零、附件震动 C、绕组振动 D、铁心片的磁致伸缩 11、在相对湿度不大于75%时，油浸变压器吊芯检查时间不得超过（ B ） h. A、8 B、12 C、15 D、16 12、变压器套管是引线与（ C ）间的绝缘。 A、高压绕组 B、低压绕组 C、油箱 D、铁芯 13、运行中电压互感器二次侧不允许短路，电流互感器不允许（B ） A、短路 B、开路 C、短接 D、串联 14、变压器铁芯应在（B ）的情况下运行。 A、不接地 B、一点接地 C、两点接地 D、多点接地 15、变压器正常运行时的声音是（ B ） A、断断续续的嗡嗡声 B、连续均匀的嗡嗡声 C、时大时小的嗡嗡声 D、无规律的嗡嗡声 16、DW型无激磁分接开关的动、定触头之间，应保持的接触压力为（ B ） A、0.5—1.5Kg B、2—5Kg C、9—11Kg D、7—8Kg 17、变压器运行时，温度最高的部位是（ A ）
变压器工作原理: 当一个交流电压U1接到初级绕组的线圈时，由于交流电的强度和极性是不停地正、负交替变化，因此初级绕组的线圈所产生的磁力线数目也不停改变。由于磁场强度的不断变化，促使缠绕在同一铁芯上的另一端线圈产生感应电动势U2 .变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 理想变压器: 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有不计铁芯损失，根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系令K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比） U1/U2=N1/N2 ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。P入=P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和. https://www.doczj.com/doc/3415787555.html,/view/30130.htm https://www.doczj.com/doc/3415787555.html,/s/blog_4876e83b0100ru0s.html 变压器(transformer)是一种电磁设备，其功能大致可分为以下作用：Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 1可以随意把交流电压值或电流值增加或减少Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 2用作阻抗匹配的设备：变压器可用来匹配不平衡的阻抗。例如某个放大器的输出阻抗是20欧，而接往4欧的扬声器，这时必须用一个变压器以正确的匝数比率来匹配此二个阻抗。Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 3用做信号传输，有些信号要求有电的隔离，这时用变压器就有用了。Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 4用与振荡电路作反馈元件Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 变压器就是利用线圈的互感原理把电压改变。事实上一个电感器的磁场变化可以促使在近距
第二章变压器 一、填空: 1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频率为50HZ如果误将低压侧接到380V 上，则此时m_—I。,Z m——P Fe __________________ 。（增加，减少或不变） 答：m增大，I 0增大，Z m减小，P Fe增大。 2. ★一台额定频率为50Hz的电力变压器接于60Hz,电压为此变压器的6/5倍额定电压的电 网上运行，此时变压器磁路饱和程度________ ，励磁电流_________ ，励磁电抗__________ ，漏电抗___________ 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。____ 3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1）_________________________________________________ ， （2）_______________________________ ,（3）________________________________________ 。答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2 ）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担 负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ___________ ，U= _________ ，空 载电流将_____________ ，空载损耗将____________ 。 答：E近似等于U, U等于IR，空载电流很大，空载损耗很大。 5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 ___________________________________ 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6. ★一台变压器，原设计的频率为50Hz，现将它接到60Hz的电网上运行，额定电压不变， 励磁电流将_______ ，铁耗将 _____ 。 答：减小，减小。 7. 变压器的副端是通过__________________ 对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 _____________________ 。 答：负载电流的变化。 9. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流 将__________ ，变压器将 ____________ 。 答：增大很多倍，烧毁。 10. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 _____________ 。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 11. ★★三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免____________ 。 答：电压波形畸变。 12. 变压器副边的额定电压指____________________________ 。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 13. ★★为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组 _____________ 。 答：采用d接。 14. 通过_________ 和_________ 实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。
第一章变压器的结构与工作原理 一、填空：（每空1分） 1.★★一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频率为50H Z,如果误将低压侧接到 380V上，则此时①m , I o , p F。__________________ 。（增加，减少或不变） 答：①m增大，I 0增大，p Fe增大。 2.★一台额定频率为60HZ的电力变压器接于50HZ电压为此变压器的5/6倍额定电压 的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度___________ ，励磁电流___________ ，励磁电抗__________ ，漏电抗 ____________ 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减小，漏电抗减小。____ 3.三相变压器理想并联运行的条件是（1）_____________________________________ （2 ）_______________________________________________________________________ （3）____________________________________ 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地 分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4.★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ____________ ,U= ___________ 空载电流将____________ ，空载损耗将___________ 。 答：E近似等于U , U等于IR，空载电流很大，空载损耗很大。 5.★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6.★一台变压器，原设计的频率为50HZ，现将它接到60HZ的电网上运行，额定电压 不变，励磁电流将______ ，铁耗将____ 。 答：减小，减小。 7.变压器的副端是通过 __________________ 对原端进行作用的。 答：电磁感应作用。 8.引起变压器电压变化率变化的原因是 _____________________ 。 答：负载电流的变化。 9.★如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流 将__________ ，变压器将 ____________ 。 答：增大很多，烧毁。 二、选择填空（每题1分） 1._______________________________ 三相电力变压器磁势平衡方程为。
一.变压器的工作原理 变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 1.变压器 ---- 静止的电磁装置 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 变压器原理图（图3.1.2） 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 设 一次绕组的二次绕组的 电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为φm ,该磁通量称为主磁通 请注意图3.1.2 各物理量的参考方向确定。 2.理想变压器 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化， 则有
不计铁心损失，根据能量守恒原理可得 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系 令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则 二.变压器的结构简介 1.铁心 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成 铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种 心式变压器结构示意图(图3.1.6) 2.绕组 绕组是变压器的电路部分， 它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成 变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如上图）：当一次侧绕组上加上电压ú1时，流过电流í1，在铁芯中就产生交变磁通?1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势é1，é2，感应电势公式为：E=4.44f N?m 式中：E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 ?m--主磁通最大值 由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻