(完整版)专题-变压器练习题及动态分析解析版

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专题 变压器的动态分析

【思想方法指导】 处理变压器的动态分析,首先应明确“不变量”和“变化量”,对变化量要把握它们之间的制约关系,依据程序分析的思想,从主动变化量开始,根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况.

【规律总结】

1.首先明确变压器各物理量间的制约关系.变压器原、副线圈匝数n1、n2确定,U1决定了U2,与输出端有无负载、负载大小无关,也与变压器有无其他副线圈无关.U2与负载电阻R ,通过欧姆定律决定了输出电流I2的大小,输出功率P2决定输入功率P1,P1=U1I1,从而决定I1大小,

2.分清动态变化中哪个量变化,结合串、并联电路的特点.欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次确定.

1.匝数比不变的情况(如图5所示)

(1)U 1不变,根据U 1U 2=n 1n 2

,输入电压U 1决定输出电压U 2,不论 负载电阻R 如何变化,U 2不变.

(2)当负载电阻发生变化时,I 2变化,输出电流I 2决定输入电流

I 1,故I 1发生变化.

(3)I 2变化引起P 2变化,P 1=P 2,故P 1发生变化.

图5

2.负载电阻不变的情况(如图6所示)

(1)U 1不变,n 1n 2

发生变化,故U 2变化. (2)R 不变,U 2变化,故I 2发生变化.

(3)根据P 2=U 22

R ,P 2发生变化,再根据P 1=P 2,故P 1变化,

P 1=U 1I 1,U 1不变, 故I 1发生变化.

图6

3.分析动态问题的思路程序可表示为

【典型例题】

例题一:为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L 1、L 2,电路中分别接了理想变流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1、A 2,导线电阻不计,如图所示.当开关S 闭合后( ) A .A 1示数变大,A 1与A 2示数的比值不变 B .A 1示数变大,A 1与A 2示数的比值变大 C .V 2示数变小,V 1与V 2示数的比值变大 D .V 2示数不变,V 1与V 2示数的比值不变

例题二:如图8所示电路中的变压器为理想变压器,S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器R的滑动触头,原线圈两端接电压恒定的交变电流,则能使原线圈的输入功率

变大的是( )

A.保持P的位置不变,S由b切换到a

B.保持P的位置不变,S由a切换到b

C.S掷于b位置不动,P向上滑动

D.S掷于b位置不动,P向下滑动

例题三:如图所示,理想变压器的输入端接正弦交流电,副线圈上

通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2;输电线的等效电阻为R,开

始时,电键K断开.当K接通时,以下说法中正确的是

A.副线圈的两端M、N的输出电压减小

B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大

C.通过灯泡L1的电流减小

D.原线圈中的电流增大

例题四:如图所示,变压器的原、副线圈的匝数比一定,原线圈的电压为U1时,副线圈的输出电压为U2,L1、L2、L3为三只完全相同的电灯,开始时,电键K开启,然后当电键K闭合时

A.电压U1不变,U2变大

B.电灯L1变亮,L2变暗

C.电灯L1变暗,L2变亮

D.原线圈中的电流变大

例题五:如图,为一理想变压器,K为单刀双掷开关,P为滑动

变阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中

的电流强度,则

A.保持U1及P的位置不变,K由a合到b时,I1将增大

B.保持U1及P的位置不变,K由b合到a时,R消耗的功率减小

C.保持U1不变,K合在a处,使P上滑,I1将增大

D.保持P的位置不变,K合在a处,若U1增大,I1将增大

例题六:有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中,如图所示.若将该线路与交流电源接通,且开关S接在位置1时,5个灯泡发光亮度相同;若将开关S接在位置2时,灯泡均未烧坏.则下列可能的是()

A.该变压器是降压变压器,原、副线圈匝数比为4∶1

B.该变压器是升压变压器,原、副线圈匝数比为1∶4

C.副线圈中的灯泡仍能发光,只是更亮些

D.副线圈中的灯泡仍能发光,只是亮度变暗

理想变压器

在理想变压器的原线圈两端加交变电压U 1后,由于电磁感应的原因,原、副线圈中都将产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律有:t n E ??Φ=11

1,t

n E ??Φ=2

22 忽略原、副线圈内阻,有 U 1=E 1 , U 2=E 2

另外,考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁,即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等,于是又有 21?Φ=?Φ

由此便可得理想变压器的电压变化规律为

2

1

21n n U U = 在此基础上再忽略变压器自身的能量损失(一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分,分别俗称为“铜损”和“铁损”),有P 1=P 2 而P 1=I 1U 1 P 2=I 2U 2 于是又得理想变压器的电流变化规律为1

2

212211,

n n I I I U I U =

= 解题思路 1 电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U 1/U 2=n 1/n 2;当变压器有多个副绕组时

U 1/n 1=U 2/n 2=U 3/n 3=……

解题思路2 功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P 入=P 出,即P 1=P 2;当变压器有多个副绕组时

P 1=P 2+P 3+……

解题思路3 电流思路.由I =P /U 知,对只有一个副绕组的变压器有I 1/I 2=n 2/n 1;当变压器有多个副绕组时n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+……

解题思路4 (变压器动态问题)制约思路.

(1)电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n 1/n 2)一定时,输出电压U 2由输入电压决定,即U 2=n 2U 1/n 1,可简述为“原制约副”.

(2)电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n 1/n 2)一定,且输入电压U 1确定时,原线圈中的电流I 1由副线圈中的输出电流I 2决定,即I 1=n 2I 2/n 1,可简述为“副制约原”.

(3)负载制约:①变压器副线圈中的功率P 2由用户负载决定,P 2=P 负1

+P

负2

+…;②变压器副线圈中

的电流I 2由用户负载及电压U 2确定,I 2=P 2/U 2;③总功率P 总=P 线+P 2.

动态分析问题的思路程序可表示为:

U

122222121I R U I U n n U U 决定

负载决定?????→?=

????→?=决定决定????→?=????????→?==1112211211)(U I P I U I U I P P P 1

远距离输电问题

[知识梳理]

1.根据P 损=__________,降低输电损耗有两种方法

(1)减小输电线的电阻.

(2)减小输电导线中的电流:在输送功率一定的情况下,根据P =UI ,要减小电流,必须提高____________. 2.远距离输电的功率损失

输送功率一定时,线路电流I =________,输电线上的损失功率P 损=I 2

R 线=____________,可知P 损

∝1U

2.

远距离输电中的功率关系:P 输=____________. 3 .远距离输电的处理思路

对高压输电问题,应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”,或从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析. 4远距离高压输电的几个基本关系(以图9为例):

图9

(1)功率关系:P 1=P 2,P 3=P 4,P 2=P 损+P 3.

(2)电压、电流关系:U 1U 2=n 1n 2=I 2I 1,U 3U 4=n 3n 4=I 4

I 3,U 2=ΔU +U 3,I 2=I 3=I 线.

(3)输电电流:I 线=P 2U 2=P 3U 3=U 2-U 3

R 线

.

(4)输电线上损耗的电功率:P 损=I 线ΔU =I 2

线R 线=(P 2U 2

)2

R 线.

当输送功率一定时,输电电压增大到原来的n 倍,输电线上损耗的功率就减小到原来的1

n

2.

例题

1 (2010·浙江理综·17)某水电站,用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户,其输出电功率是3×106

kW ,现用500 kV 电压输电,则下列说法正确的是 ( )

A .输电线上输送的电流大小为2.0×105

A B .输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV

C .若改用5 kV 电压输电,则输电线上损失的功率为9×108

kW D .输电线上损失的功率为ΔP =U 2

/r ,U 为输电电压,r 为输电线的电阻

思维突破 在远距离输电问题中,计算线路功率损耗时应用P 损=I 2

线R 线,其原因是I 线可以由公式P 输入=I

线U输入求出,而P损=U线I线和P损=U2线

R线

则不常用,其原因是在一般情况下,U线不易求出,且易将U线和

U输入相混而造成错误.

2 如图10所示,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2;T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出

电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1

一定,当用户消耗的电功率变大时,有( )

A.U2减小,U4变大

B.U2不变,U3变大

C.P1变小,P2变小

D.P2变大,P3变大

3 (2010·江苏·7改编)在如图11所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变.随着发电厂输出功率的增大,

下列说法中正确的有( )

A.升压变压器的输出电压增大

B.降压变压器的输出电压增大

C.输电线上损耗的功率增大

D.输电线上损耗的功率占总功率的比例减小

4 2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害,其中高压输电线因结冰而损毁严重,

为消除高压输电线上的冰,事后有人设计了利用电流的热效应除冰的融冰思路.若在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热耗功率为ΔP;除冰时,在输电功率、用户的输入电压和输电线电阻不变的情况下,通过自动调节高压输电变压器的变压比,使输电线上的热耗功率变为16ΔP,则除冰时A.输电电流为4I

B.输电电流为16I

C.输电电压为4U

D.输电电压为U

16

5.图16为某小型水电站的电能输送示意图,A为升压变压器,其输入功率为P1,输出功率为P2,输出电压为U2;B为降压变压器,其输入功率为P3,输入电压为U3.A、B均为理想变压器,输电线的总电阻为r,则下列关系式正确的是( )

图16

A .P 1>P 2

B .P 2=P 3

C .U 2>U 3

D .U 2=U 3

6.随着社会经济的发展,人们对能源的需求也日益扩大,节能变得越来越重要.某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电,用户通过降压变压器用电,若发电厂输出电压为U 1,输电导线总电阻为R ,在某一时段用户需求的电功率为P 0,用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下,下列说法正确的是

( )

A .输电线上损耗的功率为

P 20R U 22

B .输电线上损耗的功率为P 20R

U 21

C .若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电

D .采用更高的电压输电会降低输电的效率

7.如图6所示为远距离输电的示意图,若电厂输出电压u 1=4 400 2sin 100πt V ,电流I 1=1 000 A ,不计变压器损耗,则下列判断正确的是( ) A .U 1=4 400 2 V B .I 2=1 000 A

C .I 2U 2=4.4×106

W D .用户得到的交流电频率为100π Hz

8、如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为10kW ,输出电压为400V ,向距离较远的用户供电,为了减少电能损失,使用2kV 高压输电,最后用户得到220V ,9.5kW 的电力,求: (1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比n 1/n 2; (2)输电线路导线电阻R ;

3)用户降压变压器原、副线圈匝数比n 3/n 4.

例1.在远距离输电时,输送的电功率为P ,输电电压为U ,所用输电导线的电阻率为ρ,横截面积为S ,导线的总长度为L ,输电线上损耗的电功率为P ',用户得到的电功率为用P ,下面关于P '和用P 的表达式中正确的是( )。

A .P '=L S U ρ2

B .P '=S U L

P 22ρ

C .用P =P -L S U ρ2

D .用P =P (1-S

U L

P 2ρ)

例2.发电机的输出电压为220伏,输出功率为44千瓦,每条输电线电阻为0.2欧,求用户得到的电压和电功率各是多少?如果发电站先用变压比为1:10的升压变压器将电压升高,经同样输电线路后,再经过10:1的降压变压器降压后供给用户,则用户得到的电压和电功率又各是多少?

例3. 一条河流,流量1

3

2-?=s m Q ,落差5=h m ,现利用其发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240 V ,输电线路总电阻R =30Ω,允许损失功率为发电机输出功率的6%,为满足用电的要求,使用户获得220 V 电压,则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少?能使多少盏“220V 100W ”的电灯正常发光?

解析:按题意画出远距离输电的示意图如图13-5-2所示,

I 1 发

电机

用户

n 1

n 2 n 3 n 4

U 1

U 4

U 2

U 3

I 2 I 3 I 4

习题精练

1.远距离输电线的示意图,如图13-5-3所示,若发电机的输出电压不变,则下列叙述中正确的是( ) A .升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关。 B .输电线路中的电流只由升压变压器原线圈的匝数比决定。 C .当用户用电器的总电阻减小时,输电线上损失的功率增大。 D .升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压。

2.发电厂发电机的输出电压为U 1,发电厂至学校的输电线电阻为R ,通过导线的电流为I ,学校的输入电压U 2,下列计算线路损耗功率的式子中正确的是( )

A .R

U 21 B .R U U 221)(- C .I 2

R D .I (U 1-U 2)

3.电站向某地输送5.0×103kW 的电功率,输电线上损失的电功率为1.0×102

kW ,若输送功率不变,把输电电压提高为原来的10倍,同时将输电线的横截面积减为原来的一半,求这时输电线上损失的电功率和用户得到电功率。

4.一台交流发电机的输出电压为250V ,输出功率为100kW ,向远处输电所用输出线的总电阻为8Ω,要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%,用户正好得到220V 的电压.则供电处的升压变压器和用户处的降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少?

5.在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个水电站,输送的电功率为P =500kW

升压变压器 降压变压器 用户 图13-5-3

当使用U =5kV 的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。求:⑴这时的输电效率η和输电线的总电阻r 。⑵若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么电站应使用多高的电压向外输电?

6.如图13-5-4所示,学校有一台应急备用发电机,内阻为r =1Ω,升压变压器匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻为R =4Ω,全校22个教室,每个教室用“220V ,40W ”的灯6盏,要求所有灯都正常发光,则:⑴发电机的输出功率多大?⑵发电机的电动势多大?⑶输电线上损耗的电功率多大?

变压器习题归类解析

一、变压器习题一般解题思路 1、电压关系

由于理想变压器的漏磁不考虑,因此通过原副线圈的磁通量是相等的,磁通量的变化率也是相等的,根据U t

n

=??Φ

知,变压器原、副线圈的电压之比为t n U n U ??=

=φ2211; 当变压器有多个副绕组时,只要绕在同一闭合铁芯上,任意两线圈之间总有

t

n U n U Q Q p P ??=

2、功率关系

理想的变压器不考虑线圈上产生的热量和铁芯上的涡流,回此理想变压器不消耗电能,其输入、输出功率为P 入=P 出,即P 1=P 2;

当变压器有多个副绕组时,P 1=P 2+P 3+…… 电流关系

对只有一个副绕组的变压器,根据P 1=P 2,有2211U I U I =,故有

1

2

1221n n U U I I ==

图13-5-4

即2211n I n I =

当变压器有多个副绕组时n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+…… 原理上的拓展

变压器原线圈中磁通量发生变化,铁芯中

t

??Φ

相等; 当遇到“”型变压器时有:

t

t t ??+

??=??3

21φφφ 所以有:

3

3

2211n U n U n U += 变压器动态分析:

⑴电压制约关系

当变压器原、副线圈的匝数比21n n 一定时,输出电压U 2由输入电压决定,即U 2=1

2n n

U 1,可简述为“原制约副”。

⑵电流制约:

当变压器原、副线圈的匝数比

2

1

n n 一定,且输入电压U 1确定时,原线圈中的电流I 1由副线圈中的输出电流I 2决定,即I 1=

1

2

n n I 2,可简述为“副制约原”。 ⑶负载制约:

① 变压器副线圈中的功率P 2由用户负载决定,P 2=P 负1+P 负2+…; ② 变压器副线圈中的电流I 2由用户负载及电压U 2确定,I 2=2

2

U P ; ③ 总功率P 总=P 线+P 2。

动态分析问题的思路程序可表示为:

三、巩固练习

2

211n U n U =

U 1

决定U 2

R

U I 2

2=

决定I 2

根据 根据

2211n I n I =

21

2

1I n n I =

决定

211U I P =

再由

确定输入功率

1.在某交流电路中,有一正在工作的变压器,原、副线圈匝数分别为n 1=600,n 2=120,电源电压U 1=220 V ,原线圈中串联一个0.2 A 的保险丝,为保证保险丝不被烧毁,则:

A.负载功率不能超过44 W

B.副线圈电流最大值不能超过1 A

C.副线圈电流有效值不能超过1 A

D.副线圈电流有效值不能超过0.2 A

2.如图所示,某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节。原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电流,在其他条件不变的情况下,为使变压器输入功率增大,可使:

A.原线圈匝数n 1增加

B.副线圈匝数n 2增加

C.负载电阻R 的阻值增大

D.负载电阻及的阻值减小

3.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数n 1∶n 2∶n 3=3∶2∶1,副线圈Ⅱ上接有“8 V ,8 W ”的灯泡L 1、L 2,副线圈Ⅲ上接有“6 V ,9 W ”的灯泡L 3、L 4,原线圈上接有电阻R 1=3Ω,当a 、b 两端接交变电源后,L 1、L 2正常发光,则交变电源的输出功率为:

A.24 W

B.34 W

C.36 W

D.72 W

4.一台理想变压器如图所示,现有两个均标有“6V 、0.9W ”和一个标有“3V 、0.9W ”字样的小灯泡,要使它们接在副线圈的同一电路中,且都能正常发光,请在图中画出连接电路并计算原线圈中的电流强度。

5.如图所示,在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯

的左右两个臂上,当通以交流电时,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过

另一个线圈,另一半通过中间的臂,已知线圈1、2的匝数比为N 1∶N 2=2∶1,在不接负载的情况下:

A.当线圈1输入电压220 V 时,线圈2输出电压为110 V

B.当线圈1输入电压220 V 时,线圈2输出电压为55 V

C.当线圈2输入电压110 V 时,线圈1输出电压为220 V

D.当线圈2输入电压110 V 时,线圈1输出电压为110 V

例:如图,为一理想变压器,K 为单刀双掷开关,P 为滑动变阻器的滑动触头,U 1为加在原线圈两端的电压,I 1为原线圈中的电流强度,则:

A.保持U 1及P 的位置不变,K 由a 合到b 时,I 1将增大

B.保持U 1及P 的位置不变,K 由b 合到a 时,R 消耗的功率减小

C.保持U 1不变,K 合在a 处,使P 上滑,I 1将增大

D.保持P 的位置不变,K 合在a 处,若U 1增大,I 1将增大

【解析】由于对变压器工作原理理解不深刻,辨不清原副线圈中的变量与不变量,理不明各量间"谁制约谁"的制约关系,导致错选。

题图第4

K 由a 合到b 时,n 1减小,由2121n n U U =,可知U 2增大,P 2=R

U 2

2随之增大,而P 1=P 2,又P 1=I 1U 1,从而I 1增大,A 正确;

K 由b 合到a 时,与上述情况相反,P 2将减小,B 正确;

P 上滑时,R 增大,在U 2不变的情况下,P 2=R

U 2

2减小,又P 1=P 2,P 1=I 1U 1,从而I 1减小,C 错误;

U 1增大,由

2121n n U U =可知,U 2增大,I 2=R

U

2随之增大,由1221n n I I =可知I 1也增大,D 正确。故选项A 、B 、D 正确。

二、变压器习题归类解析 ㈠ 常规类(一原一副,“”型铁芯,且原线圈上接有用电器的变压器) 例、如图所示,理想变压器原副线圈匝数比为n 1:n 2=4:1,原线圈回路中的电阻A 与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等。a 、b 端加一定交变电压后,两电阻的电功率之比

=B A P P : ,两电阻两端电压之比=B A U U : 。

分析:此题很容易将变压器电阻A 消耗的功率当成原线圈的输入功率,并将a 、b 两端电压当成变压器原线圈的电压U 1。从而得到错误答案1:1,4:1。

实际上电阻A 消耗的功率并非变压器原线圈的输入功率,这是因为电阻A 串联在原线圈中,根据理

想变压器的变流公式4112==n n I I B A 。设A 、B 的电阻均为R ,再根据电功率公式16

122

==R I R I P P B A B A ;电阻A 两端的电压也并非原线圈的输入电压,电阻A 、B 两端电压之比为

4

1

==R I R I U U B A B A 。

㈢多个副线圈问题

【例3】一台理想变压器原线圈匝数n 1=1100匝,两个副线圈的匝数分别是n 2=60匝,n 3=600匝,若通过两个副线圈中的电流强度分别是I 2=1 A ,I 3=4 A ,求原线圈中的电流强度.

【解析】此题极易生搬硬套公式,得出:

1

32321

n n n I I I +=+,I 1=3 A 的错解.

电流强度与匝数成反比,仅适用于理想变压器只有一只副线圈的情况,本题有两个副线圈,应根据理

想变压器无能量损失来分析,由于理想变压器无能量损失,所以有P 1=P 2+P 3(P 1为原线圈输入功率,P 2、P 3分别为两只副线圈的输出功率)

根据电功率公式有:I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3

① 又因为

2121n n U U =,U 2=11

2U n n

31

31n n U U =,U 3=1

3n n U 1

把②③代入①,整理得:I 1n 1=I 2n 2+I 3n 3 所以I 1=

1100

600

460113322?+?=+n I n I n A=2.24 A

㈣副线圈的连接问题

大家要根据不同的联接方式,判断出其联接的效果。

【例4】一理想变压器的初级线圈为n 1=100匝,次级线圈n 2=30匝,n 3=20匝,一个电阻为48.4Ω的小灯泡接在次级线圈n 2与n 3上,如图所示.当初级线圈与e =2202sin ωt 的交流电源连接后,变压器的输入功率是:

A.10W

B.20W

C.250W

D.500W

【解析】此题发生错解的主要原因是对副线圈连接后的感应电动势的计算方法不明。由于次级两组副线圈的组合连接使得小灯泡回路中两线圈产生的感应电动势方向相反,所以小灯泡的工作电压有效值为:

V n n n U U U U 22)2030(100220)(321132=-=-=-=灯

则W R U P 104

.48222

2===灯灯灯

因为理想变压器输入功率等于输出功率,故2答案应选A .

㈤“

”型铁芯问题【例5】如图所示为某变压器对称铁芯的示意图。已知此时原线圈ab 两端输

入交流电压“u=2202sin ωt (V ),原线圈匝数n 1=22匝,副线圈匝数n 2=6匝.则副线圈cd 端输出的电压的有效值为:

A.15 V

B.30V

C.60V

D.120V

【解析】此题发生错解的主要原因是穿过原副线圈的磁通量不同。因为磁感线为闭合曲线,根据铁芯磁通路的对称性可知,任何时刻原线圈中磁通量都是副线圈的2倍,其变化率也是副线圈中的2倍.

所以有:

22112n U n U =则V U n n U 302

1220226211122=??=?=,所以应选B 。 四、参考答案

1.AC

2. BD

3. C

4.1.0×10-2A

5. BD

变压器运行方式

变压器运行方式

1主题内容与适用范围 本规程规定了电力变压器(下称变压器)运行的基本要求、运行方式、运行维护、不正常运行和处理,以及安装、检修、试验、验收的要求。 本规程适用于电压为1kV及以上的电力变压器。 2引用标准 GB1094.1~1094.5电力变压器 GB6450干式电力变压器 DL400继电保护和安全自动装置技术规程 SDJ7电力设备过电压保护设计技术规程 SDJ8电力设备接地设计技术规程 SDJ9电气测量仪表装置设计技术规程 SDJ2变电所设计技术规程 DL/T573-95电力变压器检修导则 3基本要求 3.1保护、测量、冷却装置 3.1.1变压器应按有关标准的规定装设保护和测量装置。 干式变压器有关装置应符合相应技术要求。 3.1.2装有气体继电器的油浸式变压器,无升高坡度者,安装时应使顶盖沿气体继电器方向有1%~1.5%的升高坡度。 3.1.3变压器的冷却装置应符合以下要求: a.按制造厂的规定安装全部冷却装置; b.风扇的附属电动机应有过负荷、短路及断相保护;

3.1.4变压器应按下列规定装设温度测量装置: a.应有测量顶层的温度计(柱上变压器可不装),无人值班变电站内的变压器应装设指示顶层最高值的温度计; b.干式变压器应按制造厂的规定,装设温度测量装置。 3.2有关变压器运行的其它要求 3.2.1变压器应有铭牌,并标明运行编号和相位标志。 3.2.2变压器在运行情况下,应能安全地查看顶层温度。 3.2.3室内安装的变压器应有足够的通风,避免变压器温度过高。 3.2.4变压器室的门应采用阻燃或不燃材料,并应上锁。门上应标明变压器的名称和运行编号,门外应挂“止步,高压危险”的标志牌。 3.3技术文件 3.3.1变压器投入运行前,应保存好技术文件和图纸。 a.制造厂提供的说明书、图纸及出厂试验报告; 3.3.1.2检修竣工后需交: a.变压器及附属设备的检修原因及检修全过程记录; 3.3.2每台变压器应有下述内容的技术档案: a.检修记录; b.预防性试验记录; c.变压器保护和测量装置的校验记录; 4变压器运行方式 4.1一般运行条件 4.1.1变压器的运行电压一般不应高于该运行分接额定电压的105%。对于特殊的使用情况,允许在不超过110%的额定电压下运行。

变压器动态分析

变压器动态分析 1.如图所示,理想变压器原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L 1、L 2,交流电压表V 1、V 2和电流表A 1、A 2均为理想电表,导线电阻不计。当开关S 闭合后( ) A .A 1示数变大,A 1与A 2示数的比值变大 B .A 1示数变小,A 1与A 2示数的比值不变 C .V 2示数变小,V 1与V 2示数的比值变大 D .V 2示数不变,V 1与V 2示数的比值不变 2.图中B 为理想变压器,接在交变电压有效值保持不变的电源上。指示灯L 1和L 2完全相同(其阻值均恒定不变),R 是一个定值电阻,电压表、电流表都为理想电表。当开关S 由闭合变为断开,下列说法正确的是: A .电流表A 2的示数变大 B .电压表的示数变大 C .电流表A 1的示数变小 D .灯L 1的亮度变暗 3.如图所示,变压器输入有效值恒定的电压,副线圈匝数可调,输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器),R 表示输电线的电阻 ,则 A .用电器增加时,变压器输出电压增大 B .要提高用户的电压,滑动触头P 应向上滑 C .用电器增加时,输电线的热损耗减少 D .用电器增加时,变压器的输入功率增加 4.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入电压是市电网的电压,不会有很大的波动。输出电压通过输电线输送给用户,输电线的电阻用R 0表示,变阻器R 表示用户用电器的总电阻,当滑动变阻器触头P 向下移时 A .相当于在增加用电器的数目 B .V 1表的示数随V 2表的示数的增大而增大 C .A 1表的示数随A 2 表的示数的增大而减小 D .变压器的输入功率在增大 A 1 A 2 V 2 V 1 L 1 L 2 S

变压器容量的选型

功率的标称:以千瓦(kW)为单位的是有功功率,以千伏安(kVA)为单位的是视在功率。 变压器的额定容量均是以视在功率来做为功率标称的。 也就是说1kVA是变压器的额定容量,是以视在功率来做为功率标称的。 视在功率 交流电路中总电压与总电流有效值的乘积叫做视在功率,即:S=UI。 视在功率、有功功率和无功功率构成一个直角三角形,我们称为功率三角形。 电功率分为有功功率(P)和无功功率(Q),二者的向量和就是视在功率(S),其实就是三角函数的关系:S=根号(P的二次方+Q的二次方)。 变压器的视在功率就是指变压器传递的总功率,有功功率和无功功率是根据负荷的特性改变的。视在功率的单位是V A(付安),有功功率是W(瓦),无功功率是Var(乏)。 发电机和变压器的单位都可以是KW或KV A,KW和KV A表示的意义一样,都指“功率”。 而电力变压器常用KV A作容量的单位,原因是在负载没有确定的情况下,是不能得到有功功率(符号P,单位KW)和无功功率(符号Q,单位KV AR)的大小的,只有使用KV A为单位,表示视在功率,符号S。S^2=P^2+Q^ 可以理解负载为纯阻抗时,变压器的有功功率。 1KV A=1KW,物理课中应该学过功率P=U*I吧?P的单位是W,U的单位是V,I的单位是A,所以1W=1V*1A 在设备铭牌标示上,KV A用来表示实在功率,即设备的容量,KW用来表示有功功率,这是我们的习惯. 参: KW:有功功率(P)单位 KV A:视在功率(S)单位 V AR:无功功率Q S=(P平方+Q平方)的开方 P=S*cos(φ) φ是功率因数 S=UI=I^2│Z│,(Z为复数阻抗) 有功功率(单位KW)与视在功率(单位KV A)差一个cos(φ)

高中物理-变压器及其电路的动态分析练习

高中物理-变压器及其电路的动态分析练习 1.心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器,其输出部分可以等效为虚线框内的交流电源和定值电阻R0串联,如图1所示.心电图仪与一理想变压器的原线圈连接,一可变电阻R与该变压器的副线圈连接.在交流电源的电压有效值U0不变的情况下,将可变电阻R的阻值调大的过程中() 图1 A.通过原线圈的电流不变,通过副线圈的电流不变 B.通过原线圈的电流不变,通过副线圈的电流变小 C.通过原线圈的电流变小,通过副线圈的电流变小 D.通过原线圈的电流变大,通过副线圈的电流变大 2.如图2所示,在A、B间接入正弦交流电U1=220V,通过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R=20Ω的纯电阻负载供电,已知D1、D2为相同的理想二极管,正向电阻为0,反向电阻无穷大,变压器原线圈n1=110匝,副线圈n2=20匝,Q为副线圈正中央抽头,为保证安全,二极管的反向耐压值至少为U0,设电阻R 上消耗的热功率为P,则() 图2 A.U0=402V,P=80W B.U0=40V,P=80W

C.U0=402V,P=20W D.U0=40V,P=20W 3.如图3甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=10∶1,R1=R2=20Ω,C为电容器.已知加在原线圈两端的正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图乙所示,则() 图3 A.交流电的频率为100Hz B.副线圈中交流电压表的示数为202V C.电阻R1消耗的电功率为20W D.通过R2的电流始终为零 4.如图4所示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,则下列说法正确的是() 图4 A.电压表V1示数增大 B.电压表V2、V3示数均增大 C.该变压器起升压作用 D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动 5.如图5甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1,原线圈输入如图乙所示的电压,副线圈接火灾报警系统(报警器未画出),电压表和电流表均为理想电表,R0为定值电阻,R为半导体热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小).下列说法中正确的是()

变压器7种常见故障解析

变压器7种常见故障解析 变压器是输配电系统中极其重要的电器设备,根据运行维护管理规定变压器必须定期进行检查,以便及时了解和掌握变压器的运行情况,及时采取有效措施,力争把故障消除在萌芽状态之中,从而保障变压器的安全运行。 1、绕组故障 主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几点: ①在制造或检修时,局部绝缘受到损害,遗留下缺陷; ②在运行中因散热不良或长期过载,绕组内有杂物落入,使温度过高绝缘老化; ③制造工艺不良,压制不紧,机械强度不能经受短路冲击,使绕组变形绝缘损坏; ④绕组受潮,绝缘膨胀堵塞油道,引起局部过热; ⑤绝缘油内混入水分而劣化,或与空气接触面积过大,使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低,部分绕组露在空气中未能及时处理。 由于上述种种原因,在运行中一经发生绝缘击穿,就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象使变压器过热油温增高,电源侧电流略有增大,各相直流电阻不平衡,有时油中有吱吱声和咕嘟咕嘟的冒泡声。轻微的匝间短路可以引起瓦斯保护动作;严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时处理,因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单相接地或相间短路等故障。 2、套管故障 这种故障常见的是炸毁、闪落和漏油,其原因有: ①密封不良,绝缘受潮劣比,或有漏油现象; ②呼吸器配置不当或者吸入水分未及时处理; ③变压器高压侧(110kV及以上)一般使用电容套管,由于瓷质不良故而有沙眼或裂纹; ④电容芯子制造上有缺陷,内部有游离放电; ⑤套管积垢严重。 3、铁芯故障 ①硅钢片间绝缘损坏,引起铁芯局部过热而熔化; ②夹紧铁芯的穿心螺栓绝缘损坏,使铁芯硅钢片与穿心螺栓形成短路; ③残留焊渣形成铁芯两点接地; ④变压器油箱的顶部及中部,油箱上部套管法兰、桶皮及套管之间。内部铁芯、绕组夹件等因局部漏磁而发热,引起绝缘损坏。 运行中变压器发生故障后,如判明是绕组或铁芯故障应吊芯检查。首先测量各相绕组的直流电阻并进

高频开关电源变压器的动态测试

高频开关电源变压器的动态测试 (JP2581B+JP619B材料功耗测量系统应用笔记之一) 1 引言 目前,对高频开关电源变压器电磁参数‘测试’大约使用两种方法:一种是用LCR表测量一些基本电磁参数,例如,开关电源变压器初次级电感、漏感、分布电容、绕组直流电阻以及匝比、相位等,我们称这种测试方法为’静态’测试;一种是将开关电源变压器放到主机上考核其工作情况,对已经定型生产的开关电源变压器,为考核外购磁芯质量,通过测量变压器工作温升判断磁芯的损耗比较直观简便。前一种方法因在弱场、低频低磁感应强度(例如Bm<0.25mT、f=1kHz)下测量,由于磁性材料特性的非线性、不可逆和对温度敏感,其在强场下工作与在弱场情况下工作电磁特性有很大不同。弱场下测量结果不能反映磁性器件工作在强场下的情况;后一种方法虽随主机在强场下应用,但不能得到被测器件电磁参数。磁芯损耗需要专用仪器才能测量。 高频开关电源变压器的上述测试分析现状影响了此类器件的开发和生产。 需要开发一种仪器或测试系统,这种测试系统能够模拟实际工作条件,完成对高频开关电源变压器主要电磁参数分析,例如,各种负载(包括满载和空载)情况下变压器初级复数阻抗z、有效初级电感L,通过功率Pth、功率损耗PT、传输效率η以及在指定频率下磁芯的传输功率密度等,我们称这种模拟实际工作条件的测试为‘动态’测试。作为磁性器件综合测试系统,还要求具有对磁芯材料功率损耗分析功能。在电磁机器进一步小型化、高频化和采用高密度组装情况下对器件进行‘动态’分析,对加速象高频开关电源之类的电磁器件开发、提高器件质量显得特别重要。 2 测试系统简介 JP2581B+JP619B材料功耗及器件功率测量系统是一种交流电压、电流和功率精密测量装置。其主要测量功能、指标和测量精度非常适用于磁性材料和磁性器件(例如,开关电源变压器)研究开发和磁芯产品快速检测。该系统配套完整,自成体系,无需用户增加额外投资,系统主要测试功能如下: 1、软磁材料及器件交流功率损耗(总功耗PL , 质量比功耗 Pcm , 体积比功耗 Pcv)测量; 2、磁性材料振幅磁导率μa测量; 3、磁芯(有效)振幅磁导率(μa)e测量; 磁芯因素(AL)e.测量 以上测量均符合IEC367--1(或GB9632--88)标准中推荐的测量方法。 4、电感、电容及组成器件(例如,开关电源变压器)等效电磁参数的动态测量和分析; 5、由测量结果分析器件下列参数: z |z| Ls Rs Lp Rp C Q D。 测试系统具有如下使用、操作特点:

(完整word版)变压器运行中的各种异常及故障原因分析

变压器运行中的各种异常及故障原因分析 (一)声音异常 正常运行时,由于交流电通过变压器绕组,在铁芯里产生周期性的交变磁通,引起硅钢片的磁质伸缩,铁芯的接缝与叠层之间的磁力作用以及绕组的导线之间的电磁力作用引起振动,发出的“嗡嗡”响声是连续的、均匀的,这都属于正常现象。如果变压器出现故障或运行不正常,声音就会异常,其主要原因有: 1. 变压器过载运行时,音调高、音量大,会发出沉重的“嗡嗡”声。 2. 大动力负荷启动时,如带有电弧、可控硅整流器等负荷时,负荷变化大,又因谐波作用,变压器内瞬间发出“哇哇”声或“咯咯”间歇声,监视测量仪表时指针发生摆动。 3. 电网发生过电压时,例如中性点不接地电网有单相接地或电磁共振时,变压器声音比平常尖锐,出现这种情况时,可结合电压表计的指示进行综合判断。 4. 个别零件松动时,声音比正常增大且有明显杂音,但电流、电压无明显异常,则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺钉松动,使硅钢片振动增大所造成。 5. 变压器高压套管脏污,表面釉质脱落或有裂纹存在时,可听到“嘶嘶”声,若在夜间或阴雨天气时看到变压器高压套管附近有蓝色的电晕或火花,则说明瓷件污秽严重或设备线卡接触不良。 6. 变压器内部放电或接触不良,会发出“吱吱”或“劈啪”声,且此声音随故障部位远近而变化。 7. 变压器的某些部件因铁芯振动而造成机械接触时,会产生连续的有规律的撞击或磨擦声。 8. 变压器有水沸腾声的同时,温度急剧变化,油位升高,则应判断为变压器绕组发生短路故障或分接开关因接触不良引起严重过热,这时应立即停用变压器进行检查。 9. 变压器铁芯接地断线时,会产生劈裂声,变压器绕组短路或它们对外壳放电时有劈啪的爆裂声,严重时会有巨大的轰鸣声,随后可能起火。 (二)外表、颜色、气味异常 变压器内部故障及各部件过热将引起一系列的气味、颜色变化。 1. 防爆管防爆膜破裂,会引起水和潮气进入变压器内,导致绝缘油乳化及变压器的绝缘强度降低,其可能为内部故障或呼吸器不畅。

住宅小区负荷与变压器容量的选择含实例

住宅小区负荷与变压器容量的选择含实例 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

住宅小区负荷与变压器容量的选择(含实例) 2013-05-2714:31???系统分类:工程实例???专业分类:建筑电气???浏览数:1549 目前住宅小区基本上分两种类型:一种是经济适用型,一种是小康型(豪华型),尽管这两种住宅小区用电水平不同,但选择配变容量的方法大致相同。 1 负荷计算 1.1 单位指标法 应用单位指标法确定计算负荷Pjs(适用于照明及家用电负荷),即: Pjs=∑Pei×Ni÷1000(kW) 式中Pei——单位用电指标,如:W/户(不同户型的用电指标不同),由于地区用电水平的差异,各地区应根据当地的实际情况取用 Ni——单位数量,如户数(对应不同面积户型的户数)邯郸市居民住宅负荷计算参考值见表1。 表1 居民住宅负荷表 户建筑面积(m2)??<80?80~100?>100 计算负荷(W)?3000~4000?4000~6000?7000~8000 计算电流(A)?14~18?18~27?32~36 内线截面(mm2)?4?6?10 电能表规格(A)?5(20)?5(20)?10(40) 应用以上方法计算负荷应乘以同时系数,即实际最大负荷(PM)。 PM=Pjs×η(式中η——同时系数,不同的住户η值不同:一般情况下,25~100户的小区取0.4;101~200户的小区取0.33;200户以上的小区取0.26。) 1.2 单位面积法 按单位面积法计算负荷,在一定的面积区有一个标准,面积越大的区其负荷密度越小,其表达式如下: PM=Ped×S×η 式中PM——实际最大负荷,kW Ped——单位面积计算负荷,W/m2 S——小区总面积,m2 η——同时系数,取值范围同上 根据以上两种方法求出照明及家用负荷后,结合小区的实际情况,看是否还有其它负荷,如有其它负荷则应考虑进去。一般的成规模的小区会有路灯、公用照明、物业楼(物业办公及商场联用)用电负荷;如果是小高层(9层以 上)(小康型)还应考虑电梯负荷;二次加压泵房负荷(供生活及消防用水),以上诸负荷在计算住宅小区负荷中占比重较大的是照明及家用电负荷,而照明及家用电负荷出现最大值的时段为每天19:00~22:00,因而在计算小区的最大负荷时就以19:00~22:00时段的照明及家用电负荷为基础,然后再叠加其它负荷。其它负荷计算方法为: (1) 电梯: PD=∑PDi×ηD。 式中PD——电梯实际最大总负荷,kW PDi——单部电梯负荷,kW

变压器运行特性分析报告

课程设计名称:电机与拖动课程设计 题目:变压器运行特性分析计算 专业: 班级: 姓名: 学号:

课程设计成绩评定表

变压器在我们的生活中无处不在,为了适应不同的使用目的和工作条件,现实生活中有很多种类型的变压器,常用的变压器有:电力变压器、特殊用途的电源变压器、测量用变压器、控制变压器,且这些类型的变压器在结构和性能上的差别也很大。虽然这些变压器有所不同,但是它们的基本原理是相同的。本设计通过对变压器的变换关系即电压变换、电流变换、阻抗变换,分析研究出变压器运行时的基本方程式,并通过相应的折算得出变压器的等值电路,从而完成对变压器空载,变压器负载运行,变压器空载合闸,变压器副边突然短路时的分析与计算。为了简化计算、减少计算量,本设计在相应的计算上使用MATLAB软件进行辅助。通过本设计的研究计算能对变压器的分析和计算方法有初步的了解,对变压器出现空载、负载运行、空载合闸、副边突然短路时的电压、电流变化有准确的认识。 关键词:变压器;基本方程式;折算;等值电路;MATLAB计算

1 变压器结构及其组成部分 (1) 1.1变压器的基本结构 (1) 1.1.1铁芯 (1) 1.1.2绕组 (1) 1.1.3油箱和冷却装置 (2) 1.1.4绝缘套管 (2) 1.1.5其他构件 (2) 1.2变压器的额定值 (2) 2变压器的变换关系 (4) 2.1电压变换 (4) 2.2电流变换 (4) 2.3阻抗变换 (5) 3变压器等值电路及其折算关系 (6) 4变压器空载时的分析与计算 (8) 5变压器负载运行时的分析与计算 (9) 6变压器副边突然短路时分析计算 (10) 7结论 (11) 8心得体会 (12) 参考文献 (13)

最新变压器的动态分析有答案

精品文档对变压器动态分析的考查原来闭如图所示,某理想变压器的原线圈接一交流电,副线圈接如图所示电路,开关S1、 RI、电阻.现将S断开,那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数合,且R=R112) (上的功率P及该变压器原线圈的输入功率P的变化情况正确的是1 增大B.I A.U增大 减小 D .PC.P减小1AD 答案 不变,则输U由闭合到断开时,负载的总电阻变大,变压器的输出电压开关S解析222UU1R,==P上的电压U变大,电阻R上的功率出电流I变小,R上的电压变小,R1211RR11错误.由电流与匝数的关系可知电流表的增大,故A正确,CP不变,U变大,则R11减小,输入功率等不变,I减小,则P减小,B错误.输出功率P=I,U示数IU出出2222于输出功率,所以D正确.·14)如图所示,理想变压器原线圈输2、(2012·福建理综 是滑为定值电阻,Ru=Usin ωt,副线圈电路中R入电压0m表和.U和是理想交流电 压表,示数分别用动变阻器U21I示;和和是理想交流电流表,示数分别用I2 1) 表示.下列说法正确的是( U和U表示电压的最大值B.表示电流的瞬时值A.I 和I 2211变大不变、IUC.滑片P向下滑动过程中,12变小变小、ID.滑片P向下滑动过程中,U12变向下滑动过程中,R电路中交流电表的示数为有效值,故A、B项均错误;P解 析IU12=变大,由U、U均不变,所以I=小,由于交流电源和原、副线圈匝数不变,

221IR+R20nn22项错误.项正确,DC,得I=变大,故I21nn11C 答案 ,副线圈所接电路中,电压∶1、3 如图甲所示,T为理想变压器,原、副线圈匝数比为10的最大阻值为R6 ,ΩR=Ω,4 =都为理想电表,电阻A、和电流表V、表VAR3122211R原线圈两端加上如图乙所示规律变化的电压.在,12 Ω的滑片自最下端滑动到最上端3精品文档. 精品文档) (的过程中,以下说法正确的是 5 图V .电压表V的示数为2 20 B的示数增大A.电压表V 21的示数都增大C.电流表A、A21的示数的乘积一直减小D.电压表V的示数与电流表A11D 答案的示VR、R的总电阻减小,分压减小,所以电压表的滑片向上移动时,R当解析123310220 V得错误.根据“串反并同”U错误.由变压比公式=得=22 V,B数减小,A21U2AC 错误.电压表V的示数与电流表电流表A的示数增大,电流表A的示数减小,1112不P=P=P =P+P,且、的示数的乘积为电阻RR消耗的功率之和,由于P出入出入23321减小,D正确.变,P增大,故P23120 R=n=5∶1,电阻4、(2011·福建理综·15)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n∶21L Ω,为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源,输为规格相同的两只小灯泡,S、L112正常发光.下L接1,S闭合,此时入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S221)

变压器容量等级及选择

变压器的容量等级 变压器的容量等级:30、50、63.80、100、125.160、200、250、315.400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000、25000、31500、40000、50000、63000、90000、120000、150000、180000、260000、360000、400000 kV A。通常,容量为630KV A及以下的变压器统称为小型变压器;800~6300KVA的变压器称为中型变压器;8000~63000KV A的变压器称为大型变压器;90000KV A以上的变压器称为特大型 变压器容量的选择对综合投资效益有很大影响。变压器容量选得过大,出现"大马拉小车"现象,不仅一次性投资大,空载损耗也大。变压器容量选得过小,变压器负载损耗增大,经济上不合理,技术上也不可行。 变压器的最佳负载率(即效率最高时的负载率),不是在额定状态下,而是在40%~70%之间,负载率过高,损耗明显增大;另一方面,由于变压器容量裕度小,负荷稍有增加,便需更换大容量箱变,频繁增容势必会增加投资,影响供电。 选择变压器容量,要以现有的负荷为依据,适当考虑负荷发展,选择变压器容量可以按照5年电力发展计划确定。 当5年内电力发展明确,变动不大且当年负荷不低于变压器容量的30%时:S N=K S·∑P H / (cosφ ·η ) 式中:S N--箱变在5年内所需配置容量,kVA ∑P H--5年内的有功负荷,kW K S--同时率,一般为0.7~0.8 cosφ--功率因数,一般为0.8~0.85 η--变压器效率,一般为0.8~0.9 根据公式一般把K S=0.75,cosφ=0.8,η=0.8 S N=0.75∑P H / (0.8×0.8)=1.17∑P H

知识讲解变压器基础

变压器 编稿:张金虎审稿:李勇康 【学习目标】 1.知道原线圈(初级线圈)、副线圈(次级线圈)的概念。 2.知道理想变压器的概念,记住电压与匝数的关系。 3.知道升压变压器、降压变压器概念。 4.会用1122UnUn?及1122IUIU?(理想变压器无能量损失)解题。 5.知道电能输送的基本要求及电供电的优点。 6.分析论证:为什么在电能的输送过程中要采用高压输电。 7.会计算电能输送的有关问题。 8.了解科学技术与社会的关系。 【要点梳理】 要点一、变压器的原理 1.构造:变压器由一个闭合的铁芯、原线圈和副线圈组成,两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的,铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。是用来改变交流电压的装置(单相变压器的构造示意图及电路图中的符分别如图甲、乙所示)。 2.工作原理 变压器的变压原理是电磁感应。如图所示,当原线圈上加交流电压U时,原线圈中就有交变电流,它在铁芯中产生交变的磁通量,在原、副线圈中都要产生感应电动势。如果副线圈是闭合的,则副线圈中将产生交变的感应电流,它也在铁芯中产生交变磁通

量,在原、副线圈中同样要引起感应电动势。由于这种互相感应的互感现象,原、副线圈间虽然不相连,电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。其能量转换方式为:原线圈电能→磁场能→副线圈电能。 要点诠释: (1)在变压器原副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象,叫做互感现象。 (2)互感现象是变压器工作的基础:变压器通过闭合铁芯,利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化。 (3)变压器是依据电磁感应工作的,因此只能工作在交流电路中,如果变压器接入直流电路,原线圈中的电流不变,在铁芯中不引起磁通量的变化,没有互感现象出现,变压器起不到变压作用。 要点二、理想变压器的规律 1.理想变压器 没有漏磁(磁通量全部集中在铁芯内)和发热损失(原、副线圈及铁芯上的电流的热效应不计)的变压器,即没有能量损失的变压器叫做理想变压器。 要点诠释: (1)因为理想变压器不计一切电磁能量损失,因此,理想变压器的输入功率等于输出功率。 (2)实际变压器(特别是大型变压器)一般都可以看成是理想变压器。 2.电压关系 根据知识点一图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数分别为12nn、,原线圈两端加交变电压1U,通过闭合铁芯的磁通量发生改变。由于穿过原、副线圈的磁通量变化率相同,在原、副线圈两端分别产生感应电动势12EE、,由法拉第电磁感应定律得11ФEnt???,22ФEnt???,于是有1122EnEn?。 对于理想变压器,不考虑原、副线圈的电压损失,则11UE?,22UE?,即 1122UnUn?。同理,当有几组副线圈时,则有312123UUUnnn?? ? 要点诠释: (1)1122UnUn?,无论副线圈一端是空载还是有负载,都是适用的。 (2)据1122UnUn?知,当21nn>时,21UU>,这种变压器称为升压变压器;当21nn<时,21UU<,这种变压器称为降压变压器。 (3)变压器的电动势关系、电压关系是有效值(或最大值)间的关系。 3.功率关系:对于理想变压器,不考虑能量损失,PP?入出。 4.电流关系:由功率关系,当只有一个副线圈时:1122IUIU?,得

专题_变压器的动态分析

专题变压器的动态分析 【思想方法指导】处理变压器的动态分析,首先应明确“不变量”和“变化量”,对变化量要把握它们之间的制约关系,依据程序分析的思想,从主动变化量开始,根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况. 【规律总结】 1.首先明确变压器各物理量间的制约关系.变压器原、副线圈匝数n1、n2确 定,U1决定了U2,与输出端有无负载、负载大小无关,也与变压器有无其他副 线圈无关.U2与负载电阻R,通过欧姆定律决定了输出电流I2的大小,输出功 率P2决定输入功率P1,P1=U1I1,从而决定I1大小, 2.分清动态变化中哪个量变化,结合串、并联电路的特点.欧姆定律及变压 器各物理量间因果关系依次确定. 1.匝数比不变的情况(如图5所示) (1)U1不变,根据U1 U2 = n1 n2 ,输入电压U1决定输出电压 U2,不论 负载电阻R如何变化,U2不变. (2)当负载电阻发生变化时,I2变化,输出电流I2决定输入电流 I1,故I1发生变化. (3)I2变化引起P2变化,P1=P2,故P1发生变化.图5 2.负载电阻不变的情况(如图6所示) (1)U1不变,n1 n2 发生变化,故U2变化.

(3)根据P2=U22 R ,P2发生变化,再根据P1=P2,故P1变化, P1=U1I1,U1不变,故I1发生变化.图6 3.分析动态问题的思路程序可表示为 【典型例题】 一:为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想变流电压表V 1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示.当开关S闭合后( ) A.A1示数变大,A1与A2示数的比值不变 B.A1示数变大,A1与A2示数的比值变大 C.V2示数变小,V1与V2示数的比值变大 D.V2示数不变,V1与V2示数的比值不变

怎么计算变压器的容量

怎么计算变压器的容量,电气试验工快收藏了吧! 变压器是用来变换交流电压、电流而传输交流电能的一种静止的电器设备,电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区,还能把电压降低为各级使用电压,以满足用电的需要。 我们都知道变压器在不同的环境下,它的用途也有所不同。今天就来给大家来讲讲关于变压器容量的计算方式,看看是怎样计算的。 1.常规方法:根据《电力工程设计手册》,变压器容量应根据计算负荷选择,对平稳负荷供电的单台变压器,负荷率一般取85%左右。即:β=S/Se 式中:S———计算负荷容量(kVA);Se———变压器容量(kVA);β———负荷率(通常取80%~90%)。 2.计算负载的每相最大功率:将A相、B相、C相每相负载功率独立相加,如A相负载总功率10KW,B相负载总功率9KW,C相负载总功率11KW,取最大值11KW。(注:单相每台设备的功率按照铭牌上面的最大值计算,三相设备功率除以3,等于这台设备的每相功率。)例如:C相负载总功率 = (电脑300W X 10台)+(空调2KW X 4台)= 11KW

3.计算三相总功率:11KW X 3相 = 33KW(变压器三相总功率) 三相总功率 / 0.8,这是最重要的步骤,目前市场上销售的变压器90%以上功率因素只有0.8,所以需要除以0.8的功率因素。 33KW / 0.8 = 41.25KW(变压器总功率) 41.25KW / 0.85 = 48.529KW(需要购买的变压器功率) ,那么在购买时选择50KVA的变压器就可以了。 注意问题:首先变压器的额定容量,应该是变压器在规定的使用条件下,能够保证 变压器正常运行的最大载荷视在功率;然后这个视在功率就是变压器的输出功率,也是变压器能带最大负载的视在功率; 并且变压器额定运行时,变压器的输出视在功率等于额定容量;变压器额定运行时,变压器的输入视在功率大于额定容量。 在变压器铭牌上规定的容量就是额定容量,它是指分接开关位于主分接,是额定空载电压、额定电流与相应的相系数的乘积。对三相变压器而言,额定容量等于=√3×额定空载相电压×额定相电流,额定容量一般以kVA或MVA表示。额定容量是在规定的整个正常使用寿命期间,如30年,所能连续输出最大容量。而实际输出容量为有负载时的电压(感性负载时,负载时电压小于额定空载电压)、额定电流与相应系数的乘积。 额定容量是在规定的整个正常使用寿命期间,如30年,所能连续输出最大容量。而实际输出容量为有负载时的电压(感性负载时,负载时电压小于额定空载电压)、额定电流与相应系数的乘积。 变压器容量的选择对综合投资效益有很大影响。变压器容量选得过大,出现"大马拉小车"现象,不仅一次性投资大,空载损耗也大。变压器容量选得过小,变压器负载损耗增大,经济上不合理,技术上也不可行。

变压器容量的选择与计算

变压器容量的选择与计算 【摘要】电力变压器是供配电系统中必不可少且应用极广的设备,正确合理地选择变压器,是电力系统经济、安全、可靠地运行的保证,在节能降耗方面也有重要意义。本文详细地阐述了根据系统负荷选择变压器的方法和步骤。 【关键词】变压器计算负荷无功补偿 电力变压器是供电系统中的关键设备,其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用,对变电所主接线的形式及其可靠与经济有着重要影响。所以,正确合理地选择变压器的类型、台数和容量,是主接线设计中一个主要问题。 一、台数选择 变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。当符合下列条件之一时,宜装设两台及以上变压器: 1.有大量一级或二级负荷在变压器出现故障或检修时,多台变压器可保证一、二级负荷的供电可靠性。当仅有少量二级负荷时,也可装设一台变压器,但变电所低压侧必须有足够容量的联络电源作为备用。 2.季节性负荷变化较大根据实际负荷的大小,相应投入变压器的台数,可做到经济运行、节约电能。 3.集中负荷容量较大虽为三级负荷,但一台变压器供电容量不够,这时也应装设两台及以上变压器。 当备用电源容量受到限制时,宜将重要负荷集中并且与非重要负

荷分别由不同的变压器供电,以方便备用电源的切换。 二、容量选择 变压器容量的选择,要根据它所带设备的计算负荷,还有所带负荷的种类和特点来确定。首先要准确求计算负荷,计算负荷是供电设计计算的基本依据。确定计算负荷目前最常用的一种方法是需要系数法,按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷的基本公式为: 有功计算负荷(kw ) c m d e P P K P == 无功计算负荷(kvar ) tan c c Q P ?= 视在计算负荷(kvA ) cos c c P S ? = 计算电流(A ) c I = 式中 N U ——用电设备所在电网的额定电压(kv ); d K ——需要系数; 例如:某380V 线路上,接有水泵电动机5台,共200kW ,另有通风机5台共55kW ,确定线路上总的计算负荷的步骤为 (1)水泵电动机组 查表得d K =0.7~0.8(取d K =0.8),cos 0.8?=,tan 0.75?=,因此 .1.1.10.8200160c d e P K P kw kw ==?= .1.11tan 1600.75120var c c Q P kw k ?==?= (2)通风机组 查表得d K =0.7~0.8(取d K =0.8),cos 0.8?=, tan 0.75?=,因此 .2.2.20.85544c d e P K P kw kw ==?=

高中物理 变压器动态分析

1.如图所示,理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2.输电线的等效电阻 为R .开始时,电键S 断开,当S 闭合时,下列说法中正确的是( ). (A )副线圈两端的输出电压减小 (B )通过灯泡L 1的电流减小 (C )原线圈中的电流增大 (D )变压器的输入功率增大 答案:BCD 2.如图所示的理想变压器,两个副线圈陌数分别为n 1和n 2.,当把电热器接在ab ,使cd 空载时,电 流表的示数为I 1;当把电热器接在cd ,而使曲空载时,电流表的示数为I 2,则I 1:I 2等于( ). 【1】 (A )n 1﹕n 2 (B )n 21﹕n 22 (C )n 2﹕n 1 (D )n 22﹕n 12 答案:B 3.如图所示电路中的变压器为理想变压器,S 为单刀双掷开关.P 是滑动变阻器R 的 滑动触头,U 1为加在原线圈两端的交变电压,I 1、I 2分别为原线圈和副线圈中的电 流.下列说法正确的是 A .保持P 的位置及U 1不变,S 由b 切换到a ,则R 上消耗的功率减小 B .保持P 的位置及U 1不变,S 由a 切换到b ,则I 2减小 C .保持P 的位置及U 1不变,S 由b 切换到a ,则I 1增大 D .保持U 1不变,S 接在b 端,将P 向上滑动,则I 1减小 提示:保持P 的位置及U 1不变,S 由b 切换到a 时,由理想变压器电压比公式 1122U n U n =可知,副线圈两端电压U 2增大,22U I R =也增大,则R 上消耗的功率增大,1112P I U P ==增大,1I 增大,A 选项错误、C 选项正确;保持P 的位置及U 1不变,S 由a 切换到b 时,U 2减小,则22U I R =也减小,B 选项正确;保持U 1不变,S 接在b 端,将P 向上滑动时,U 2不变,R 减小,则I 2增大,由电流比公式1221 I n I n =可知,I 1也增大,D 选项错误. 4.如图所示,一理想变压器原、副线圈匝数分别为n l 和n 2,当负载电阻R 中流过的 电流为I 时,原线圈中流过的电流为_________;现减小负载电阻R 的阻值,则 变压器的输入功率将_________(填“增大”、“减小”或“不变”). 【答案】21 n I n ,增大 5.如图所示,变压器原线圈接交流高压,降压后通过输电导线给用电器供电,当电键S 断开时,图中电压表示数 U 和电流表示数I 的变化是 A .U 、I 均变大 B .U 变大,I 变小 C .U 、I 均变小 D .U 变小,I 变大 6.调压变压器是一种自耦变压器,它的构造如图所示.线圈AB 绕在一个圆环形 的铁芯上.AB 间加上正弦交流电压U ,移动滑动触头P 的位置,就可以调节输出电压.在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表,变阻器的滑动触头为Q .则 A .保持P 的位置不动,将Q 向下移动时,电流表的读数变大 B .保持P 的位置不动,将Q 向下移动时,电流表的读数变小 C .保持Q 的位置不动,将P 沿逆时针方向移动时,电流表的读数变大 D .保持Q 的位置不动,将P 沿逆时针方向移动时,电流表的读数变小

如何选择变压器:容量计算方法

电力变压器是供电系统中的关键设备,其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用,对变电所主接线的形式及其可靠与经济有着重要影响。所以,正确合理地选择变压器的类型、台数和容量,是主接线设计中一个主要问题。 如何选择变压器? 选用配电变压器时,如果把容量选择过大,就会形成“大马拉小车”的现象。不仅增加了设备投资,而且还会使变压器长期处于空载状态,使无功损失增加。 如果变压器容量选择过小,将会使变压器长期处与过负荷状态。易烧毁变压器。依据“小容量,密布点”的原则,配电变压器应尽量位于负荷中心,供电半径不超过0.5千米。 配电变压器的负载率在0.5~0.6之间效率最高,此时变压器的容量称为经济容量。如果负载比较稳定,连续生产的情况可按经济容量选择变压器容量。 对于仅向排灌等动力负载供电的专用变压器,一般可按异步电动机铭牌功率的1.2倍选用变压器的容量。 一般电动机的启动电流是额定电流的4~7倍,变压器应能承受住这种冲击,直接启动的电动机中最大的一台的容量,一般不应超过变压器容量的30%左右。 应当指出的是:排灌专用变压器一般不应接入其他负荷,以便在非排灌期及时停运,减少电能损失。 对于供电照明、农副业产品加工等综合用电变压器容量的选择,要考虑用电设备的同时功率,可按实际可能出现的最大负荷的1.25倍选用变压器的容量。 根据农村电网用户分散、负荷密度小、负荷季节性和间隙性强等特点,可采用调容量变压器。调容量变压器是一种可以根据负荷大小进行无负荷调整容量的变压器,它适宜于负荷季节性变化明显的地点使用。 对于变电所或用电负荷较大的工矿企业,一般采用母子变压器供电方式,其中一台(母变压器)按最大负荷配置,另一台(子变压器)按低负荷状态选择,就可以大大提高配电变压器利用率,降低配电变压器的空载损耗。 针对农村中某些配变一年中除了少量高峰用电负荷外,长时间处于低负荷运行状态实际情况,对有条件的用户,也可采用母子变或变压器并列运行的供电方式。在负荷变化较大时,根据电能损耗最低的原则,投入不同容量的变压器。 变压器的容量是个功率单位(视在功率),用A V(伏安)或KV A(千伏安)表示。 它是交流电压和交流电流有效值的乘积,计算公式S=UI。变压器额定容量的大小会在其的铭牌上标明。

(完整版)变压器的动态分析(有答案)

o r s o 对变压器动态分析的考查 1、 如图所示,某理想变压器的原线圈接一交流电,副线圈接如图所示电路,开关S 原来闭合,且R 1=R 2.现将S 断开,那么交流电压表的示数U 、交流电流表的示数I 、电阻 R 1上的功率P 1及该变压器原线圈的输入功率P 的变化情况正确的是 ( ) A .U 增大 B .I 增大 C .P 1减小 D .P 减小 答案 AD 解析 开关S 由闭合到断开时,负载的总电阻变大,变压器的输出电压U 2不变,则输出电流I 2变小,R 上的电压变小,R 1上的电压U 变大,电阻R 1上的功率 P 1==,R 1不变,U 变大,则P 1增大,故A 正确,C 错误.由电流与匝数的关U 2R 1 R 1U 2 R 1系可知电流表的示数I 减小,B 错误.输出功率P 出=I 2U 2,U 2不变,I 2减小,则P 出减小,输入功率等于输出功率,所以D 正确.2、(2012·福建理综·14)如图所示,理想变压器原线圈输 入电压u =U m sin ωt ,副线圈电路中R 0为定值电阻,R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表,示数分别用U 1和U 2表示;和是理想交流电流表,示数分别用I 1和I 2表示.下列说法正确的是 ( ) A .I 1和I 2表示电流的瞬时值 B .U 1和U 2表示电压的最大值 C .滑片P 向下滑动过程中,U 2不变、I 1变大 D .滑片P 向下滑动过程中,U 2变小、I 1变小 解析 电路中交流电表的示数为有效值,故A 、B 项均错误;P 向下滑动过程中,R 变小,由于交流电源和原、副线圈匝数不变,U 1、U 2均不变,所以I 2=变大,由 U 2 R 0+R =,得I 1=I 2变大,故C 项正确,D 项错误.I 1 I 2n 2 n 1n 2n 1答案 C 3、 如图甲所示,T 为理想变压器,原、副线圈匝数比为10∶1,副线圈所接电路中,电压 表V 1、V 2和电流表A 1、A 2都为理想电表,电阻R 1=4 Ω,R 2=6 Ω,R 3的最大阻值为

负荷统计及变压器容量的选型

3.负荷统计 根据木里聚乎更供水工程建设项目建筑设计院图纸显示:木里聚乎更供水工程共有3出集中用电的地区,蓄水池一座、水处理厂工程--一级泵站、水源工程--深井泵房及其负荷分配统计如下:蓄水池负荷统计: 一级泵站负荷统计: 深井泵房负荷统计: 根据委托人提供的该工程建筑设计图纸资料,结合民用建筑设计规范,根据木里聚乎更供水工程内不同的负荷性质,对木里聚乎更供水工程内负荷进行统计汇总,具体如下:

4.变压器容量的选择 4.1配电变压器就位原则 根据配网规范中规定的“小容量、密布点、短半径”的原则,木里聚乎更供水工程总体规划,以从变压器低压出线至用电终端距离不超过250米(即变压器至建筑本体150米),以保证终端用电设备的电能质量满足要求。 4.2变压器容量确定 根据上述负荷统计结果,根据民用建筑设计规范及城市规划设计导则,结合该该地的用电特点,确定该工程变压器容量。 计算负荷: Pjs=Pe×Kx 计算容量: Sj=Kx*∑Pj/cosΦ 安装容量: S=Sj/β (其中,式中Kx为需要系数,Pe为需要负荷,cosΦ为功率因数,β为电压器负载率。)

在此次工程中,因为现场用电的特殊性,我们把需要系数Kx都按1来考虑 (2)蓄水池 计算负荷: Pjs=Pe×Kx=15.76×1=17.56kW 计算容量: Sj=Kx×∑Pj/cosΦ=1×15.76/0.85=20.66 kW 安装容量: S=Sj/β=20.66/0.8=25.825kVA 因此建议该蓄水池采用30kVA变压器,变压器采用双柱式安装。(3)一级泵站 Pjs=Pe×Kx=128.5×1=128.5kW 计算容量: Sj=Kx×∑Pj/cosΦ=1×128.5/0.85=151.2 kW 安装容量: S=Sj/β=151.2/0.8=189kVA 因此建议该蓄水池采用200kVA变压器,变压器采用双柱式安装。(3)深井泵房 计算负荷: Pjs=Pe×Kx=146.15×1=146.15kW 计算容量: Sj=Kx×∑Pj/cosΦ=1×146.15/0.85=171.9 kW

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