电机学习题集 第一部分:变压器 第一章变压器基本工作原理和结构 1从物理意义上说明变压器为什么能变压,而不能变频率? 1-2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? 1-3变压器一次线圈若接在直流电源上,二次线圈会有稳定直流电压吗?为什么? 4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? 1-5变压器有哪些主要部件,它们的主要作用是什么? 1-6变压器原、副方和额定电压的含义是什么? 1-7有一台D-500单相变压器,Sx=50kAU1N/U2x=10500/2301,试求变压器原、副线圈 的额定电流? 1:8有一台SP1250020三相电力变压器,YN,d接线,U11U2N=22010.5k1,求①变压 器额定电压和额定电流;②变压器原、副线圈的额定电流和额定电流。 第二章单相变压器运行原理及特性 2-1为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通?它们之间有哪些主要区别?并指出空载和负载时 激励各磁通的磁动势 2-2变压器的空载电流的性质和作用如何?它与哪些因素有关? 2-3变压器空载运行时,是否要从电网取得功率?这些功率属于什么性质?起什么作用?为什么小 负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利? 2-4为了得到正弦形的感应电动势,当铁芯饱和和不饱和时,空载电流各呈什么波形,为什么? 2-5一台220/110伏的单相变压器,试分析当高压侧加额定电压220伏时,空载电流I呈什么波形? 加110伏时载电流I呈什么波形,若把110伏加在低压侧,I。又呈什么波形? 2-6试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通,对已制成的变压器,它们是否 是常数?当电源电压降到额定值的一半时,它们如何变化?我们希望这两个电抗大好还是小好,为什 么?这两个电抗谁大谁小,为什么? 2-7变压器空载运行时,原线圈加额定电压,这时原线圈电阻r1很小,为什么空载电流Io不大?如 将它接在同电压(仍为额定值)的直流电源上,会如何? 台380/220伏的单相变压器,如不慎将380伏加在二次线圈上,会产生什么现象? k NI 2-9一台220/110伏的变压器,变比 ,能否一次线圈用2匝,二次线圈用1匝,为什么? 2-102-10变压器制造时:①迭片松散,片数不足:②接缝增大;③片间绝缘损伤,部对变压器 性能有何影响? 2-11变压器在制造时,一次侧线圈匝数较原设计时少,试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激 磁电抗、铁损、变比等有何影响? 2—12如将铭牌为60赫的变压器,接到50赫的电网上运行,试分析对主磁通、激磁电流、铁损、漏 抗及电压变化率有何影响?
电 机 学 习 题 集 第一部分： 变压器 第一章 变压器基本工作原理和结构 1-1 从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？ 1-2 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？ 1-3 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？ 1-4 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？ 1-5 变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？ 1-6 变压器原、副方和额定电压的含义是什么？ 1-7 有一台 D-50/10 单相变压器， SN = 50kVA,U1N /U2N =10500/ 230V ，试求变压器原、副线圈 的额定电流？ 1-8 有一台 SSP-125000/220 三相电力变压器，YN，d 接线， U1N /U2N = 220/10.5kV ，求①变压 器额定电压和额定电流；②变压器原、副线圈的额定电流和额定电流。 第二章 单相变压器运行原理及特性 2-1 为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和负载时 激励各磁通的磁动势？ 2-2 变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？ 2-3 变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什么小 负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利？ 2-4 为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么波形，为什么？ 2-5 一台 220/110 伏的单相变压器，试分析当高压侧加额定电压 220 伏时，空载电流 I0 呈什么波形？ 加 110 伏时载电流 I0 呈什么波形，若把 110 伏加在低压侧，I0 又呈什么波形? 2-6 试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，它们是否 是常数？当电源电压降到额定值的一半时，它们如何变化？我们希望这两个电抗大好还是小好，为什 么？这两个电抗谁大谁小，为什么？ 2—7 变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻 r1 很小，为什么空载电流 I0 不大？如 将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？ 2—8 一台 380/220 伏的单相变压器，如不慎将 380 伏加在二次线圈上，会产生什么现象？ 2—9 一台 220/110 伏的变压器，变比 2 2 1 = = N N k ，能否一次线圈用 2 匝，二次线圈用 1 匝，为什么？ 2-10 2-10 变压器制造时：①迭片松散，片数不足；②接缝增大；③片间绝缘损伤，部对变压器 性能有何影响？ 2-11 变压器在制造时，一次侧线圈匝数较原设计时少，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激 磁电抗、铁损、变比等有何影响？ 2—12 如将铭牌为 60 赫的变压器，接到 50 赫的电网上运行，试分析对主磁通、激磁电流、铁损、漏 抗及电压变化率有何影响？
2-13变压器运行时由于电源电压降低,试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁阻抗、铁损和 铜损有何影响? 2-14两台单相变压器,U11U2N=22010,原方匝数相同,空载电流lo≠lon,今将两台变压 器原线圈顺向串联接于440V电源上,问两台变压器二次侧的空载电压是否相等,为什么? 2-15变压器负载时,一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降,它们产生的原因是什么?写出它们的 表达式,并写出电动势平衡方程? 2-16变压器铁心中的磁动势,在空载和负载时比较,有哪些不同? 2-17试绘出变压器“T”形、近似和简化等效电路,说明各参数的意义,并说明各等效电路的使用场合。 2-18当一次电源电压不变,用变压器简化相量图说明在感性和容性负载时,对二次电压的影响?容性 负载时,二次端电压与空载时相比,是否一定增加? 2-19变压器二次侧接电阻、电感和电容负载时,从一次侧输入的无功功率有何不同,为什么? 2-20空载试验时希望在哪侧进行?将电源加在低压侧或高压侧所测得的空载功率、空载电流、空载 电流百分数及激磁阻抗是否相等?如试验时,电源电压达不到额定电压,问能否将空载功率和空载电 流换算到对应额定电压时的值,为什么? 2-21短路试验时希望在哪侧进行?将电源加在低压侧或高压侧所测得的短路功率、短路电流、短路电 压百分数及短路阻抗是否相等?如试验时,电流达不到额定值对短路试验就测的、应求的哪些量有影 响,哪些量无影响?如何将非额定电流时测得Uκ、Pκ流换算到对应额定电流I时的值? 2-22当电源电压、频率一定时,试比较变压器空载、满载(叨2>0)和短路三种情况下下述各量的 大小(需计及漏阻抗压降 2-23为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损,短路损耗可近似看成铜损?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? 224变压器电源电压不变,负载(O2>0)电流增大,一次电流如何变,二次电压如何变化?当二 电压过低时,如何调节分接头? 2-25有一台单相变压器,额定容量为5千伏安,高、低压侧均有两个线圈组成,原方每个线圈额定电 压均为U1N=1100伏,副方均为U2N=110伏,用这台变压器进行不同的连接,问可得到几种不同的变化? 每种连接原、副边的额定电流为多少? /1lkv 2-26一台单相变压器,SN=20000kVA, ,fN=50赫,线圈为铜线 空载试验(低压侧):Uo=11kV、lo=45.4A、Po=47W: 短路试验(高压侧):Uk=924kV、Ik=1575A、Pk=129W:试求(试验时温度为15C) =2 (1)折算到高压侧的“T”形等效电路各参数的欧姆值及标么值(假定 (2)短路电压及各分量的百分值和标么值 (3)在额定负载,COsO2=1、CS2=08(02>0)和COS02=08(920)时的效率
2-13 变压器运行时由于电源电压降低，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁阻抗、铁损和 铜损有何影响？ 2-14 两台单相变压器， U1N /U2N = 220/110V ，原方匝数相同，空载电流 I II I I 0 0 ，今将两台变压 器原线圈顺向串联接于 440V 电源上，问两台变压器二次侧的空载电压是否相等，为什么？ 2-15 变压器负载时，一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降，它们产生的原因是什么？写出它们的 表达式，并写出电动势平衡方程？ 2-16 变压器铁心中的磁动势，在空载和负载时比较，有哪些不同？ 2-17 试绘出变压器“T”形、近似和简化等效电路，说明各参数的意义，并说明各等效电路的使用场合。 2-18 当一次电源电压不变，用变压器简化相量图说明在感性和容性负载时，对二次电压的影响？容性 负载时，二次端电压与空载时相比，是否一定增加？ 2-19 变压器二次侧接电阻、电感和电容负载时，从一次侧输入的无功功率有何不同，为什么？ 2—20 空载试验时希望在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的空载功率、空载电流、空载 电流百分数及激磁阻抗是否相等？如试验时，电源电压达不到额定电压，问能否将空载功率和空载电 流换算到对应额定电压时的值，为什么？ 2-21 短路试验时希望在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的短路功率、短路电流、短路电 压百分数及短路阻抗是否相等？如试验时，电流达不到额定值对短路试验就测的、应求的哪些量有影 响，哪些量无影响？如何将非额定电流时测得 UK、PK 流换算到对应额定电流 IN 时的值？ 2—22 当电源电压、频率一定时，试比较变压器空载、满载（ 0 2 0 ）和短路三种情况下下述各量的 大小（需计及漏阻抗压降）： 2-23 为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损，短路损耗可近似看成铜损？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？ 2-24 变压器电源电压不变，负载（ 2 0 ）电流增大，一次电流如何变，二次电压如何变化？当二次 电压过低时，如何调节分接头？ 2-25 有一台单相变压器，额定容量为 5 千伏安，高、低压侧均有两个线圈组成，原方每个线圈额定电 压均为 U1N=1100 伏，副方均为 U2N=110 伏，用这台变压器进行不同的连接，问可得到几种不同的变化？ 每种连接原、副边的额定电流为多少？ 2-26 一台单相变压器，SN=20000kVA ， U N U N /11kV 3 220 / 1 2 = ，fN=50 赫，线圈为铜线。 空载试验（低压侧）：U0=11kV、I0=45.4A、P0=47W； 短路试验（高压侧）：Uk=9.24kV、Ik=157.5A、Pk=129W；试求（试验时温度为 150C）： （1）折算到高压侧的“T”形等效电路各参数的欧姆值及标么值（假定 2 , 2 ' 1 2 ' 1 2 k k x x x r r = r = = = ）； （2）短路电压及各分量的百分值和标么值； （3）在额定负载， cos 2 =1、cos 0.8( 0) 2 = 2 和 cos 0.8( 0) 2 = 2 时的电压变化率和二次 端电压，并对结果进行讨论。 （4）在额定负载， cos 0.8( 0) 2 = 2 时的效率；
(5)当C0S2=08(92>0)时的最大效率 227一台单相变压器,S=100,U11U2x=60/63kV,f=50赫, 空载试验(低压侧):U0=6300kV、I0=19.1A、Po=5000W 短路试验(高压侧):U=3240kV、I=15.15A、P1=14000W:试计算: 1.1.用标么值计算“T”形等效电路参数; 2.2.短路电压及各分量的标么值勤和百分值; 3.3.满载且cOSO2=08(02>0)时的电压变化率及效率 4.4.当COO2=08(02>0)时的最大效率 2-28、有一台S-10063三相电力变压器,U1U=6.3/0.4kV,y,yn(Y/接线,铭牌数据 如下:I0%=7% P0=600W u%=45 PKN=2250W 试求:1。画出以高压侧为基准的近似等效电路,用标么值计算其参数,并标于图中;2。当变压器原 边接额定电压,副边接三相对称负载运行,每相负载阻抗Z=0.875+j10438,计算变压器一、二次 侧电流、二次端电压及输入的有功功率及此时变压器的铁损耗及激磁功率 229一台三相变压器,SN=5600kVA U/U2x=35/6kV,Y,d(Y△)接线,从短路试验(高 压侧)得:U1k=2610V、I=923A、Pk=53kW:当U1=UnN时I2=2N,测得电压恰为额定值U2=N。求 此时负载的性质及功率因数角φ2的大小(不考虑温度换算)。 第三章三相变压器 3-1三相心式变压器和三相组式变压器相比,具有会什么优点?在测取三相心式变压器空载电流时, 为何中间一相电流小于旁边两相? 3-2单相变压器的组别(极性)有何意义,如何用时钟法来表示? 3-23-2三相变压器的组别有何意义,如何用时钟法来表示? 3-4三相变压器有哪些标准组别,并用位形图判别之 3-5试用位形图判别
（5）当 cos 0.8( 0) 2 = 2 时的最大效率。 2-27 一台单相变压器，SN=1000kVA ，U1N /U2N = 60/ 6.3kV ，fN=50 赫， 空载试验（低压侧）：U0=6300kV、I0=19.1A、P0=5000W； 短路试验（高压侧）：Uk=3240kV、Ik=15.15A、Pk=14000W；试计算： 1． 1． 用标么值计算“T”形等效电路参数； 2． 2． 短路电压及各分量的标么值勤和百分值； 3． 3． 满载且 cos 0.8( 0) 2 = 2 时的电压变化率及效率； 4． 4． 当 cos 0.8( 0) 2 = 2 时的最大效率。 2-28 、有一台 S-100/6.3 三相电力变压器， U1N /U2N = 6.3/ 0.4kV ，Y，yn（Y/Y0）接线，铭牌数据 如下：I0%=7% P0=600W uk%=4.5% PkN=2250W 试求：1。画出以高压侧为基准的近似等效电路，用标么值计算其参数，并标于图中；2。当变压器原 边接额定电压，副边接三相对称负载运行，每相负载阻抗 0.875 0.438 * Z j L = + ，计算变压器一、二次 侧电流、二次端电压及输入的有功功率及此时变压器的铁损耗及激磁功率。 2-29 一台三相变压器，SN=5600kVA ，U1N /U2N = 35/ 6kV ，Y，d（Y/Δ）接线，从短路试验（高 压侧）得：U1k=2610V、Ik=92.3A、Pk=53kW；当 U1=U1N 时 I2=I2N，测得电压恰为额定值 U2=U2N。求 此时负载的性质及功率因数角 2 的大小（不考虑温度换算）。 第三章 三相变压器 3-1 三相心式变压器和三相组式变压器相比，具有会什么优点？在测取三相心式变压器空载电流时， 为何中间一相电流小于旁边两相？ 3-2 单相变压器的组别（极性）有何意义，如何用时钟法来表示？ 3-2 3-2 三相变压器的组别有何意义，如何用时钟法来表示？ 3-4 三相变压器有哪些标准组别，并用位形图判别之。 3-5 试用位形图判别 · · · A B C · · · c a b · · · A B C · · · a b c · · · A B C · · · a b c · · · A B C · · · c a b
3-6D,Y(△/Y)、Y,d(Y/△)、Y,y(Y/Y)、和D,d(△/△)接线的三相变压器,其变比K与两侧线 电压呈何关系? 3-7试画出Y,y2(y/Y-2)、Y,d5(Y/△-5)、D,y1(△/Y-1)三相变压器的接线 3-8为什么说变压器的激磁电流中需要有一个三次谐波分量,如果激磁电流中的三次谐波分量不能流 通,对线圈中感应电动机势波形有何影响? 3-9Y/Δ接线的三相变压器,三次谐波电动势能在Δ中形成环流,而基波电动势能否在Δ中形成环 流,为什么? 3-10试分析为什么三相组式变压器不能采用Y/Y0接线,而小容量的三相心式变压器却可以? 第四章变压器运行 4-1变压器并联运行的理想条件是什么?试分析当某一条件不满足时的变压器运行情况。 Y,dl1(Y/△-11)和一台D,y11(△/Y-11)连接的三相变压器能否并联运行,为什么? 4-3如图422所示,欲从35千伏母线上接一台353千伏的变压器B,问该变压器就是哪一种连接组别? 4-4有四组组别相同的单相变压器,数据如下 l、100KVA,3000/230V,UkP=155V,Ikr=34.5A,Pr1000W 2、100KVA,3000/230V,Ukm=20lV,Ikr=30.5A,Pkm=1300W 3、200KVA,3000/230V,Ukm=138V,Ikm=61.2A,Pkm=1580W: 4、300KVA,3000/230V,UⅣv=172V,IkⅣ=96.2A,PKl=31 问哪两台变压器并联最理想? 45试说明为什么三相组式变压器不能采用Y,yn(YY0)接线,而三相小容量心式变压器却可采用? 4-6试分析Y,yn(Y/Yo)接线的三相变压器,在不对称运行时产生中性点位移的原因? 4-7变压器短路阻抗大小与短路电流大小有何关系,为什么大容量变压器把短路阻抗设计得小一 点? 4-8变压器在什么情况下发生短路,线圈中不存在瞬变分量,而又在哪种情况下突然短路,其瞬变分量 的初值最大,经过多久出现冲击电流,大致为额定电流的多少倍? 4-9有一台6000千伏安,220/11千伏,Y,d(Y/△)接线的三相变压器,F=0.008,x=0.072 (1)高压侧稳态短路电流值及为额定电流的倍数 (2)在最不得的情况发生突然短路,最大的短路电流是多少? 4-10试分别分析短路试验和突然短路时变压器铁心的饱和情况? 4-l1变压器空载电流很小,为什么空载合闸时会很大(即出现激磁涌流)?为什么激磁涌流的衰减较 突然短路电流要慢? 4-12将额定电压为10KV的变压器,空载合闸到3KV的交流电源上,问空载合闸电流比额定电流大还 是小,能否产生激磁涌流,为什么? 4-13试分析比较变压器突然短路和空载合闸两种瞬变过程的相同和不同之处画出它们电流变化曲线?
3-6 D，Y（Δ/Y）、Y，d(Y/Δ)、Y,y(Y/Y)、和 D，d（Δ/Δ）接线的三相变压器，其变比 K 与两侧线 电压呈何关系？ 3-7 试画出 Y，y2(y/Y-2)、Y,d5(Y/Δ-5)、D,y1(Δ/Y-1)三相变压器的接线。 3-8 为什么说变压器的激磁电流中需要有一个三次谐波分量，如果激磁电流中的三次谐波分量不能流 通，对线圈中感应电动机势波形有何影响？ 3-9 Y/Δ接线的三相变压器，三次谐波电动势能在Δ中形成环流，而基波电动势能否在Δ中形成环 流，为什么？ 3-10 试分析为什么三相组式变压器不能采用 Y/Y0 接线，而小容量的三相心式变压器却可以？ 第四章 变压器运行 4-1 变压器并联运行的理想条件是什么？试分析当某一条件不满足时的变压器运行情况。 4-2 一台 Y，d11(Y/Δ-11) 和一台 D,y11(Δ/Y-11)连接的三相变压器能否并联运行，为什么？ 4-3 如图 4-22 所示，欲从 35 千伏母线上接一台 35/3 千伏的变压器 B，问该变压器就是哪一种连接组别？ 4-4 有四组组别相同的单相变压器，数据如下： 1、100KVA，3000/230V，UkI=155V，IKI=34.5A，PKI=1000W； 2、100KVA，3000/230V，UkII=201V，IKII=30.5A，PKII=1300W； 3、200KVA，3000/230V，UkIII=138V，IKIII=61.2A，PKIII=1580W； 4、300KVA，3000/230V，UkIV=172V，IKIV=96.2A，PKIV=3100W；问哪两台变压器并联最理想？ 4-5 试说明为什么三相组式变压器不能采用 Y，yn（Y/Y0）接线，而三相小容量心式变压器却可采用？ 4-6 试分析 Y，yn（Y/Y0）接线的三相变压器，在不对称运行时产生中性点位移的原因？ 4-7 变压器短路阻抗大小与短路电流大小有何关系，为什么大容量变压器把短路阻抗设计得小一 点？ 4-8 变压器在什么情况下发生短路，线圈中不存在瞬变分量，而又在哪种情况下突然短路，其瞬变分量 的初值最大，经过多久出现冲击电流，大致为额定电流的多少倍？ 4-9 有一台 60000 千伏安，220/11 千伏，Y，d（Y/Δ）接线的三相变压器， 0.008, 0.072 * * rk = xk = ， 求： （1） 高压侧稳态短路电流值及为额定电流的倍数； （2） 在最不得的情况发生突然短路，最大的短路电流是多少？ 4-10 试分别分析短路试验和突然短路时变压器铁心的饱和情况？ 4-11 变压器空载电流很小，为什么空载合闸时会很大（即出现激磁涌流）？为什么激磁涌流的衰减较 突然短路电流要慢？ 4-12 将额定电压为 10KV 的变压器，空载合闸到 3KV 的交流电源上，问空载合闸电流比额定电流大还 是小，能否产生激磁涌流，为什么？ 4-13 试分析比较变压器突然短路和空载合闸两种瞬变过程的相同和不同之处,画出它们电流变化曲线？