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牛维扬电机学课后习题解答第一章习题1-1 变压器依据什么原理工作的？变压原理是什么？ 答：变压器是依据电磁感应原理工作的。 变压器是运用“动电生磁”、“动磁生电”的电磁感应原理变压的。 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I0， 产生励磁磁动势F0，在铁芯中产生交变主磁通F, 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e1和e2，且有dfdte1=-N1dfdt、e2=-N2显然，由于原副边匝数不等，即N1N2，原副边的感应电动势也就不等，即e1e2，而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U1E1、U2E2，故原副边电压不等，即U1U2。可见，两侧绕组的匝数不相等，两侧的电压就不相等，这就实现了变压的目的。 1-2 电力变压器在电力系统中有哪些用途？为什么电力系统中变压器的安装容量大于发电机安装容量？ 答：传输和分配电能 通常电力变压器的安装容量是发电机安装容量的6至8倍。 1-3 对照配电变压器实物，了解其结构及各部件作用。 答：铁芯构成变压器的磁路部分 绕组构成变压器的电路部分 变压器油绝缘和散热 油箱起机械支撑、冷却散热和保护作用 储油柜调节油量，保证变压器油箱内经常充满油；防止油的过速氧化 安全气道发生严重故障时，动作排出高压气体和油，以减轻和解除油箱所承受的压力，保证油箱的安全 绝缘套管将变压器内部的高、低压引线引到油箱的外部；固定引线 气体继电器当变压器内部发生绝缘击穿、线匝短路及铁芯烧毁故障时，给运行人员发出信号或切断电源，以保护变压器 分接开关改变变压器的变比 冷却器降低变压器温度 油位计指示油枕中的油面 温度计便于运行人员监视变压器油温情况 防潮呼吸器提供变压器在温度变化时内部气体出入的通道，解除正常运行中因温度变化产生对油箱的压力 呼吸器内硅胶在变压器温度下降时对吸进的气体去潮气 1-4 铁心在变压器中起什么作用？为什么要用两面涂漆的硅钢条片叠成？若叠片间存在气隙有何影响？ 答：构成交变磁通的闭合磁路。为了减少交变磁通在铁心中引起的磁滞和涡流损耗。增大了磁阻，在外施电压不变时，空载电流因磁阻的增大而增大。 1-5 变压器油起什么作用？对它有什么要求？ 答：提高绕组绝缘强度；通过油受热后的自然对流，将铁心和绕组产生的热量带到油箱壁，再由油箱壁散放到空气中去。 介质强度和着火点要高，黏度要小，水分和杂质要尽可能少。 1-6 变压器额定值有哪些一台单相变压器额定电压为220/110，额定频率50Hz，表示什么意义？若此变压器的额定电流为4.55A/9.1A，问在什么称为处在额定运行状态？ 答：当二次电流达到额定值时，变压器就称为带额定负载运行，即I2=I2N=9.1A时，为处在额定运行状态。 1-7 一台单相变压器，一次侧加额定电压，二次侧空载时测得二次侧电压为11kV，若接上负载后测得二次侧电压为10.5kV，则二次侧额定电压为多少？ 答：二次额定电压U2N指当一次绕组加U1N时，二次绕组开路时的二次电压U20，即U20=U2N=11kV。 1-8 有一台单相变压器的铭牌数据SN=500kVA，U1N/U2N=35/11kV，试求变压器的额定电流。 SN=U1NI1N=U2NI2N解：I1N=I2N=SNU1NSNU2N=5003550011=14.29A =45.45A1-9 有一台三相变压器，额定容量SN=5000 kVA，额定电压U1N/U2N=66/10.5kV，一次侧三相星形连接，二次侧三角形连接，求一、二次侧的额定电流。 SN=3U1NI1N=50003´6650003´10.53U2NI2N解： I1N=I2N=43.74A=274.94A1-10一台三相变压器SN=3200 kVA，U1N/U2N=35/10.5 kV，一次侧Y接法，二次侧接法。试求： 一、二次侧额定线电压、线电流及额定相电压、相电流； 若负载功率因数cosj2=0.85，则该变压器额定运行时带多少有功功率和无功功率？ 1)SN=3U1NI1N=3U2NI2NU1N=35kVI1N=U2NSN3U1N=32001.732´35=52.79A=10.5kVSN3UU1N32NI2N=32001.732´10.5=175.96A解：U1F=351.732=20.21kV I1F=I1N=52.79AU2F=U2N=10.5kV=175.961.732=101.59AI2F=I2N32)P2=SNcosj2=3200´0.85=2720kWQ2=SNsinj2=3200´0.53=1696kW1-11 为什么降压变压器的低压绕组在里边，而高压绕组在外边？ 答：这主要是从绝缘方面考虑的。因为变压器的铁芯是接地的，低压绕组靠近铁芯，容易满足绝缘要求。若将高压绕组靠近铁芯，由于高压绕组的电压很高，要达到绝缘要求就需要很多绝缘材料和较大的绝缘距离，既增加了绕组的体积，也浪费了绝缘材料。另外，把高压绕组安置在外面也便于引出到分接开关。
