第一章 变压器
1-1在分析变压器时,对于变压器的正弦量电压、电流、磁通、感应电动势的正方向是如何规定的?
答:1)电源电压。
U 正方向与其电流。
I 正方向采用关联方向,即两者正方向一致。
2)绕组电流。
I 产生的磁通势所建立的磁通。
φ,这二者的正方向符合右手螺旋定则。
3)由交变磁通φ产生的感应电动势产,二者的正方向符合右手螺旋定则,即它的正方向与产生该磁通的电流正方向一致。
1-2 变压器中的主磁通和漏磁通的性质和作用是什么?
答:交变磁通绝大部分沿铁心闭合且与一、二次绕组同时交链,这部分磁通称为主磁通。
φ;另有很少的一部分磁通只与一次绕组交链,且主要经非磁性材料而闭合,称为一次绕组的漏磁通。
σφ1。
根据电磁感应定律,主磁通中在一、二次绕组中分别产生感应电动势∙
1E 和2∙E ;漏磁通。
σφ1;只在一次绕组中产生感应电动势
1σ∙
E ,称为漏磁感应电动势。
二次绕组电动势2∙
E 对负载而言即为电源电动势,
其空载电压为20∙
U 。
1-3 变压器空载运行时,空载电流为何很小?
答:变压器空载运行时,原边额定电压不仅降落在原边电阻r 1上,而且还有漏磁压降,还有主磁通产生的压降,由于-∙
1E 很大,或者说Z m =r m +jx m 很大,致使励磁电流很小。
1-4 一台单相变压器,额定电压为220V /110V ,如果将二次侧误接在220V 电源上,对变压器有何影响?
答 副边励磁电流将非常非常大。
因为原边接额定电压时主磁通φm 为设计值,铁心磁路接近饱和,最大磁密B m 接近饱和值;这时副边电压为U 2≈E 2,即E 2=110V 。
不慎把到边接到220V 时,副边漏阻抗也很小,电压与电势近似相等,因此有E 2≈U 2=220V ,与原边接220V 时相比,副边电势大小增大到原来的二倍。
我们知道,E 2=4.44fw 2φm 因此φm 也增大到原来的二倍,磁密B m 也增大到原来的二倍。
正常运行时B m 已到了磁化曲线的拐弯点,B m 增加一倍,励磁磁动势将急剧增加,励磁电流由副边提供,励磁电流非常大,会数倍于额定电流。
l-5一台单相变压器,额定容量S N =250kV ·A ,额定电压U 1N /U 2N =10kV /0.4kV ,试求一、二次侧额定电流为I 1N 、、I 2N 。
解:原边额定电流
I 1N =S N /U 1N =250/10=25A 副边额定电流
I 2N =S
N
/U
2N
=250/0.4=625A
1-6有一台三相变压器,S
N =250Kv·A,U
1N
/U
2N
=6kV/0.4kV,Yyn联结,求一、
二次绕组的额定电流。
解:原边额定电流
I 1N =S
N
/3U
1N
=250/3×6=24A
副边额定电流
I 1N =S
N
/3U
2N
=250/3×0.4=361A
1-7有一台三相变压器,S
N =5000kV·A,U
1N
/U
2N
=10.5kV/6.3kV,Yd联结,求
一、二次绕组的额定电流。
解:原边额定电流
I 1N =S
N
/3U
1N
=5000/3×10.5=275A
副边额定电流
I 1N =S
N
/3U
2N
=5000/3×6.3=458.2A
1-8如图l-28为变压器出厂前的“极性”试验。
在A-X间加电压,将X、x相连,测A、a间的电压。
设定电压比为220V/110V,如果A、a为同名端,电压表读数是多少?如A、a为异名端,则电压表读数又应为多少
解:A、a为同名端
电压表读数是110V
A、a为异名端电压表读数是330V
1-9 试用相量图判断图1-29的联结组号。
解: Yd11
1-10有一台三相变压
器,其一、二次绕组同名端及标志如图1-30所示,试把该变压器联结成Yd7和
Yy4。
解:
1-11 三相变压器的一、二次绕组按图l-31所示联结,试画出它们的线电动势相量图,并判断其联结组别。
解:a)Y/△-7 b)Y/Y-4 c) △/Y-9 d) △/△-9 1-l2 三相变压器并联运行条件是什么?为什么? 答:变压器并联运行的条件:
1)并联运行的各台变压器的额定电压与电压比要相等。
否则,并联变压器未带上负载前(即空载时)其一、二次绕组内都产生环流。
2)并联运行变压器的联结组别必须相同,如果不相同,将引起两台并联变压器二次绕组线电压相位不同,致少使其相位差为300,由此产生很大的电压差,于是在变压器二次绕组中产生很大的空载环流。
3)并联运行的各变压器的短路阻抗的对应值要相等。
这样才能在带上负载时,各变压器所承担的负载按其容量大小成比例分配,防止其中某合过载或欠载,使并联组的容量得到充分发挥。
l-13 自耦变压器的主要特点是什么?它和普通双绕组变压器有何区别? 答:自耦变压器的主要特点是一、二次绕组共用一个绕组。
普通双绕组变压器,其一、二次绕组是两个独立的绕组,它们之间只有磁的联系,而没有电的直接联系。
l-l4
仪用互感器运行时,为什么电流互感器二次绕组不允许开路?而电压互感
Yd7 Yy4
器二次绕组不允许短路?
答:1)电流互感器运行时二次绕组绝不许开路。
若二次绕组开路,则电流互感器成为空载运行状态,此时一次绕组中流过的大电流全部成为励磁电流,铁心中的磁通密度猛增,磁路产生严重饱和,一方面铁心过热而烧坏绕组绝缘,另一方面二次绕组中因匝数很多,将感应产生很高的电压,可能将绝缘击穿,危及二次绕组中的仪表及操作人员的安全。
为此,电流互感器的二次绕组电路中绝不允许装熔断器。
在运行中若要拆下电流表,应先将二次绕组短
2)电压互感器在运行时二次绕组绝不允许短路,否则短路电流很大,会将互感器烧坏。
为此在电压互感器二次侧电路中应串联熔断器作短路保护。
l-15 电弧焊对弧焊变压器有何要求?如何满足这些要求?
答:l)为保证容易起弧,空载电压应在60-75V之间。
为操作者安全,最高空载电压应不大于85V。
2)负载运行时具有电压迅速下降的外特征,如图l-25所示。
一般在额定负载时输出电压在30V左右。
3)为满足不同焊接材料和不同焊件要求,焊接电流可在一定范围内调节。
4)短路电流不应过大,且焊接电流稳定。
基于上述要求,弧焊变压器具有较大的电抗,且可以调节。
为此弧焊变压器的一、二次绕组分装在两个铁心柱上。
为获得电压迅速下降的外特性,以及弧焊电流可调,可采用串联可变电抗器法和磁分路法,由此磁生出带电抗器的弧焊变压器和带磁分路的弧焊变压器。