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1、第 3 章 思考题与习题参考答案3.13.1 三相组式变压器和三相心式变压器的磁路结构各有何特点？在测取三相心式变压器的空载电三相组式变压器和三相心式变压器的磁路结构各有何特点？在测取三相心式变压器的空载电流时，为什么中间一相的电流小于其它两相的电流？流时，为什么中间一相的电流小于其它两相的电流？答：三相组式变压器的三相磁路彼此独立，互不关联，且各相磁路几何尺寸完全相同；三相心式变压器的三相磁路彼此不独立，互相关联，各相磁路长度不等，三相磁阻不对称。在外加对称电压时，由于中间相磁路长度小于其它两相的磁路长度， 磁阻小， 因此， 中间一相的空载电流小于其它两相的电流。3.23.2 变压器出厂前要
2、进行“极性”试验，如题变压器出厂前要进行“极性”试验，如题 3.23.2 图所示，在图所示，在 U1U1、U2U2 端加电压，将端加电压，将U2U2、u2u2 相连，用电压表测相连，用电压表测U1U1、u1u1 间电压。设变压器额间电压。设变压器额定电压为定电压为 220/110V220/110V，如，如U1U1、u1u1 为同名端，为同名端，电压表读数为多少？如不是同电压表读数为多少？如不是同名端，则读数为多少？名端，则读数为多少？答:110V，330V3.33.3 单相变压器的联结组别有哪两种？说明其意义。单相变压器的联结组别有哪两种？说明其意义。答：有I，I0；I，I6 两种。I，I0
3、说明高、低压绕组电动势同相位；I，I6 说明高、低压绕组电动势反相位。3.43.4 简述三相变压器联结组别的时钟表示法。简述三相变压器联结组别的时钟表示法。答：把三相变压器高压侧某一线电动势相量看作时钟的长针，并固定指向“0”点，把低压侧对应线电动势相量看作时钟的短针，它所指向的时钟数字便是该变压器的联结组别号。3.53.5 试说明为什么三相组式变压器不能采用试说明为什么三相组式变压器不能采用 Y,yY,y 联结，而小容量三相心式变压器可以采用联结，而小容量三相心式变压器可以采用 Y,yY,y 联联结？结？答：因为三相组式变压器三相磁路彼此独立，采用Y，y 联结时，主磁路中三次谐波磁通较大，其
4、频率又是基波频率的三倍，所以，三次谐波电动势较大，它与基波电动势叠加，使变压器相电动势畸变为尖顶波，其最大值升高很多，可能危及到绕组绝缘的安全，因此三相组式变压器不能采用 Y，y 联结。对于三相心式变压器，因为三相磁路彼此相关，所以，三次谐波磁通不能在主磁路（铁心）中流通，只能通过漏磁路闭合而成为漏磁通。 漏磁路磁阻很大，使三次谐波磁通大为削弱， 主磁通波形接近于正弦波， 相电动势波形也接近正弦波。 但三次谐波磁通频率较高， 流经油箱壁及其它铁件时会产生涡流损耗，引起局部过热，降低变压器运行效率，因此，只有容量小于1800KVA 的三相心式变压器才允许采用Y，y 联结。3.63.6 在三相组式
5、变压器中，三次谐波磁通是主磁通；而在三相心式变压器中，三次谐波磁通是漏在三相组式变压器中，三次谐波磁通是主磁通；而在三相心式变压器中，三次谐波磁通是漏磁通，这一说法对吗？为什么？磁通，这一说法对吗？为什么？答：对。因为在组式变压器中，三次谐波磁通流经主磁路，数值较大，起到了主磁通的作用；而在1题 3.2 图极性试验图心式变压器中，三次谐波磁通流经漏磁路，数值较小，可看作漏磁通。3.73.7 为什么三相变压器中总希望有一侧作三角形联结？为什么三相变压器中总希望有一侧作三角形联结？答：三相变压器，无论是组式还是心式结构，只要有一侧作三角形联结，就为三次谐波电流提供了通路，从而使主磁通基本为正弦波，
6、相电动势波形接近正弦波而不发生畸变。3.83.8 把三台相同的单相变压器组成把三台相同的单相变压器组成 Y,d Y,d 联结的三相变压器，当二次侧三角形开口未闭合时，将一联结的三相变压器，当二次侧三角形开口未闭合时，将一次侧接入电源，发现开口处有较高电压，但开口闭合后，其电流又非常小，检查接线并无错误，这是次侧接入电源，发现开口处有较高电压，但开口闭合后，其电流又非常小，检查接线并无错误，这是为什么？为什么？答：一次侧 Y 联结，励磁电流为正弦波，主磁通为平顶波，可分解成基波和三次谐波磁通，由于三相磁路独立，二次侧三角形开口未闭合时，三次谐波磁通在各相主磁路中流通，其值较大，在每相绕组中产生的
7、三次谐波电动势也较大， 此时三角形开口处电压是每相三次谐波电动势的三倍， 所以开口电压较高；当三角形开口闭合后，三角形绕组自身构成回路， 三次谐波电动势在三角形内形成三次谐波电流，起到励磁电流的作用，此时主磁通接近于正弦波，每相绕组感应电动势接近正弦波，三角形内的三次谐波电流几乎为零，所以闭合后电流非常小。3.93.9 三相变压器的绕组连接方式如题三相变压器的绕组连接方式如题 3.93.9 图所示，画出它们的电动势相量图，并判定其联结组别。图所示，画出它们的电动势相量图，并判定其联结组别。(a)(b)(c)(d)题 3.9 图2（a）组别号为 Y，y4（b）组别号为 Y，y2(c) 组别号为
8、Y，d5(d) 组别号为 Y，d73.103.10 设三相变压器一次侧绕组联结如题设三相变压器一次侧绕组联结如题 3.9 3.9 图中所示，试分别画出图中所示，试分别画出 Y,y8Y,y8、Y,y10Y,y10、Y,d3Y,d3 、Y,d9Y,d9联结组的电动势相量图和它们的二次绕组连接图。联结组的电动势相量图和它们的二次绕组连接图。Y，y8 联结Y，y10 联结3Y，d3 联结Y，d9 联结第 3 章 自测题参考答案一、填空题1. 组式和心式，组式；2. I，I0，I，I6；3. I，I0，I，I6；4. 同一，相同的；5. 正弦波,接近正弦波；6平顶波,尖顶波；7.三角形，正弦波；8.0
9、,30；9. Y，d 或 D，y ,Y，y 或 D，d ；10. 高压侧某线电动势,低压侧对应线电动势。二、选择题1.1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 三、简答题1. 答：在外加电压是正弦的情况下，铁心中的磁通也为正弦波，因为磁路饱和的原因，产生这个正弦波磁通需要尖顶波的空载电流。2. 答：因为三相组式变压器三相磁路彼此独立，采用Y，y 联结时，主磁路中三次谐波磁通较大，其频率又是基波频率的三倍，所以，三次谐波电动势较大，它与基波电动势叠加，使变压器相电动势畸变为尖顶波，其最大值升高很多，可能危及到绕组绝缘的安全，因此三相组式变压器不能采用Y，y 联结。对于三相心式
10、变压器， 因为三相磁路彼此相关， 所以，三次谐波磁通不能在主磁路 （铁心）中流通，只能通过漏磁路闭合而成为漏磁通。 漏磁路磁阻很大，使三次谐波磁通大为削弱， 主磁通波形接近于正弦波，相电动势波形也接近正弦波。 但三次谐波磁通频率较高， 流经油箱壁及其它铁件时会产生涡流损耗，引起局部过热，降低变压器运行效率，因此，只有容量小于 1800KVA 的三相心式变压器才允许采用Y，y 联结。3. 答：因为三次谐波电动势大小相等，相位相同，所以在线电动势中互相抵消，即线电动势中无4三次谐波分量。4. 答：三角形回路中有不大的环流，是三次谐波电流。它是由三次谐波磁通所感生的三次谐波电动势产生的。 基波电动势不能在三角形回路中产生环流， 因为三相基波电动势大小相等， 相位互差120，在三角形回路中它们的相量和等于0，所以不会产生环流。5. 答：组式变压器测得的开口电压大。因为组式变压器三相磁路彼此独立，在原边Y 接，副边 d接开口的情况下，原边流过正弦波电流，铁心中三次谐波磁通很大， 绕组中感应的三次谐波电动势就很大，由于三次谐波电动势大小相等、相位相同，所以测得的开口电压是每相三次谐波电压的三倍，数值较大。对于心式变压器来说，因为三相磁路彼此相关，三次谐波磁通只能通过漏磁路闭合，遇到的磁阻大，磁通数值小，在绕组中感应的三次谐波电动势也小，因此测得的开口电压没有组式变压器的大。四、作图题（略）5
