《电机原理及拖动基础》变压器测验题2010.10

变压器测验题（中国矿业大学电气08-1,2,3,4班）

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，U1N/U2N = 66/6.3KV 。第二台： D,y 接， U1N/U2N= 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, pk= 14kW（p0 =10kW）第二台： Uk=382V , Ik=137A, pk =15kW（p0 =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Zl=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？ （30） 二、画出下图变压器电动势相量图，并判断其联结组别。（3*3=9）

三、画出D /Y-7联接组别接线图和相量图。(3*2=6)

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。(11) 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。2

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

I0=2A；P0=20W；当高压侧加400V，低压侧开路，测得I0A，P0W。 七、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗 1 ，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？11

九、一台三相变压器，SN=5600kVA ，U1N/U2N＝10/6.3kV，Y/d接，10kV侧接电源。uk=5.5%，pk=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。(10)

十、一台三相变压器，额定容量SN=750KVA, U1N/U2N =10/0.4KV, Y,y连接。短路电压uk=5.5%，pk=2.4kw, 付方三角形联接三相平衡负载，每相负载阻抗Zl=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。(3*5=15)

一、解： （1）

W

W1

（2）

SN 3UNIN

I 1N I phN

1500KVA366KV13.12 7.576A

13.12A

I 2N

1500KVA

137A

6.3KV150KVA

137A

6.3KV

1500KVA

2165.1A

0.4KV

I 1N

I 2N

K

K

U1phU2ph

66 18.1456.3/3

6.3

27.28 0.4/U1phU2ph

（3）I Tr短路实验Y接。

Ukph 334/ 192.83V,Ikph 137A

Zk

192.83

1.408 137

rk

pk14000

0.249 2

3 13723 Ikph

2

xk zk rk2 .4082 0.2492 1.3855

Z 2N rk*

U2phNI2phN

6300/3

26.5 137

rkz 2N

0.249

0.009426.5

x1.3855*

xk k 0.05218

z 2N26.5

Ⅱ Tr短路实验D接。

Ukph 382V,Ikph 137/ 79.1A

Zk

382

4.83 79.1

rk

pk15000

0.8 223 79.13 Ikph

2

xk zk rk2 4.832 0.82 4.76

Z 1N rk*

*xk

U1phNI1phN

6300137/3

79.6

rkz 1Nxkz 1N

0.8

0.0179.6

4.76 0.059879.6

（4）Ⅱ Tr原边为D接，因此需要将短路阻抗转化为Y接。然后再折算到I Tr原边。

r r k r k/3 0.249 0.8/3 0.516 x x k x k/3 1.3855 4.76/3 2.9722

r' r kI2 0.516 18.1452 170 x x k 2.9722 18.145 979

'

2

I

2

等效电路为：

rk’

jxk’

I

Uo

（5）当原边加额定电压，每相负载阻抗Zl=0.1+j0.07Ω（Y接）时，负载的电

流？

2

ZL (ZL k /3) k 2 8167 j5717 '

rk r kI2 0.516 18.1452 170 xk x kI2 2.9722 18.1452 979

'

Z总＝Zk ZL 8337 j6696

U66000660000 I 1 6.48 43.1Z8337 j6696 10693 43.10

I 2 I 1 K I 1 18.145 6.48 117.58'

'

I 2

I 1K 1851A

（6）

2

P 2 3I rL 3 18862 0.1 1067.1kW

6.48

0.8557.576

P 1 P 2 p0 2 pk 1067.1 12 0.8552 15 1090kW

P 2

97.9%P 1

P 2 P 1

P 1 P 2 p0 2 pk 1090 10 0.8552 14 1110kW

P 2

98.2%P 1

总＝ ＝96.1％

U 2 I 2 ZL 1815 0.12 0.072 221.5V U%

400/3 221.5

400/ % 4.3%

二、

Y/d-11；Y/d-9；Y/d-7；

三、画出D /Y-7联接组别接线图和相量图。

1

四、最后一个“有”，其他全是“无”

W1V2

D/y-7

uv

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I0=2A；P0=20W；当高压侧加400V，低压侧开路，测得I0A，P0。

七、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗 越大 ，励磁电流 越小 。

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？

5*(2/3) < (I1N / ki ) < 5 0.2I1N < ki < 0.3I1N

100*(2/3) < {(2-8)%U1N / ku } < 100

{(2-8)%U1N / 100} < ku< {3(2-8)%U1N / 200}

Pcu=(W1+W2) * ki * ku Pcuph={(W1+W2) * ki * ku }/3 Iph={(A1+A2+A3) * ki }/3

Uph={(U1+U2+U3) * ku }/(3√3)

rk = pcuph / 3Iph2 Zk = Uph / Iph

xk2 = zk2 –rk2

再将rk 、zk 折算到750C.

九、一台三相变压器，SN=5600kVA ，U1N/U2N＝10/6.3kV，Y/d接，10kV侧接电源。uk=5.5%，pk=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。

k I1N

10/ 0.916456.3SN5600 323A

3U1N 10

550

0.983

3 32311 pk 18000rk 2 0.0575 2

I1N323Zk xk 0.981

10/3

17.88 323

rk* 0.0032 Z1N

*xk 0.055

* U* (rk*cos 2 xksin 2)满载时 ＝1

0.0032 0.8 0.055 0.6 0.03556

'U2 U1 (1 0.03556) 'U2 U2/k 6076V

10

(1 0.03556) 5.568kV3

I2 I2N 2 296 36.87ZL

U2I2

.

.

6070 0

16.42 j12.32 0

296 36.87

I1 323A(此处是否需要考虑相偏位差？)

十、一台三相变压器，额定容量SN=750KVA, U1N/U2N =10/0.4KV, Y,y连接。短路电压uk=5.5%，pk=2.4kw, 付方三角形联接三相平衡负载，每相负载阻抗Zl=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。

SN UNIN I 1N K

U1phU2ph

750KVA3 10KV 10/0.4/ 43.3A 25

Ukph 5.5% 10000/3 317.54V,Ikph 43.3A317.54

7.33 43.3pk2400

rk 0.427 2

3 43.323 IkphZk

2

xk zk rk2 7.332 0.4272 7.317

Z'fz I1ph

.

11

Zfzk2 252(1.272 j0.954) 265 j198.75 33.10000/3 005773.503 000 I1l 17.18 37.8A'

265.427 j206.07Zk Zfz

I2ph I2l kI1ph 25 17.18 429.54A11

U2ph I2ph zfz 429.54 1.59 227.656V

33U2l 3U2ph 3 227.656 394.31V

P1 U1NI1cos 104 17.18cos37.80 235123.53W11

Rfz 3 429.542 1.272 234689.866W33P235123.53 1100% 100% 99.8%

P2234689.866

2P2 3I2ph

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