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“电机与拖动基础（第2版）”习题解答

I1N?2.273A I2N? k?5000?45.455A 1101100?2?20 110 （3）高压绕组并联、低压绕组并联： I1N?5000?4.545A 1100 I2N?45.455A k?1100?10 110 （4）高压绕组并联、低压绕组串联： I1N?4.545A I2N?22.727A k? 5-7

变压器为什么要并联运行？并联运行的条件有哪些？哪些条件需要严格遵守？ 答：

所谓并联运行，就是将两台或两台以上的变压器的一、二次绕组分别并联到公共母线上，同时对负载供电。变压器之所以要并联运行，是因为并联运行时很多的优点： （1）提高供电的可靠性。并联运行的某台变压器发生故障或需要检修时，可以将它从电网上切除，而电网仍能继续供电；

（2）提高运行的经济性。当负载有较大的变化时，可以调整并联运行的变压器台数，以提高运行的效率；

（3）可以减小总的备用容量，并可随着用电量的增加而分批增加新的变压器。 并联运行的条件有以下三条，都必须严格遵守：

（1）并联运行的各台变压器的额定电压应相等，即各台变压器的电压比应相等； （2）并联运行的各台变压器的联结组号必须相同；

（3）并联运行的各台变压器的短路阻抗（或阻抗电压）的相对值要相等。 5-8

与普通双绕组变压器相比，自耦变压器有哪些优缺点？ 答：

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1100?5 2?110“电机与拖动基础（第2版）”习题解答

自耦变压器与普通双绕组变压器相比，在相同的额定容量下，由于自耦变压器的计算容量小于额定容量，因此自耦变压器的结构尺寸小，节省有效材料（铜线和硅钢片）和结构材料（钢材），降低了成本。同时有效材料的减少还可减小损耗，从而提高自耦变压器的效率。

由于自耦变压器的一次侧和二次侧之间有电的直接联系，所以高压侧的电气故障会波及到低压侧，因此在低压侧使用的电气设备同样要有高压保护设备，以防止过电压。另外，自耦变压器的短路阻抗小，短路电流比普通双绕组变压器的大，因此必须加强保护。 5-9

电压互感器和电流互感器的功能是什么？使用时必须注意什么？ 答：

电压互感器实质上就是一个降压变压器，原理和结构与普通双绕组变压器基本相同，其功能就是安全地测量高电压。使用电压互感器时，应注意以下几点： （1）电压互感器在运行时二次绕组绝对不允许短路，因为如果二次侧发生短路，则短路电流很大，会烧坏互感器。因此，使用时在一、二次侧电路中应串接熔断器作短路保护。

（2）电压互感器的铁心和二次绕组的一端必须可靠接地，以防止高压绕组绝缘损坏时，铁心和二次绕组带上高电压而造成的事故。

（3）电压互感器有一定的额定容量，使用时二次侧不宜接过多的仪表，以免影响电压互感器的准确度。

电流互感器类似于一个升压变压器，其功能就是安全地测量大电流。使用电流互感器时，应注意以下几点：

（1）电流互感器在运行时二次绕组绝对不允许开路。如果二次绕组开路，电流互感器就成为空载运行状态，被测线路的大电流就全部成为励磁电流，铁心中的磁通密度就会猛增，磁路严重饱和，一方面造成铁心过热而毁坏绕组绝缘，另一方面二次绕组将会感应产生很高的电压，可能使绝缘击穿，危及仪表及操作人员的安全。 （2）电流互感器的铁心和二次绕组的一端必须可靠接地，以免绝缘损坏时，高电压传到低压侧，危及仪表及人身安全。

（3）电流表的内阻抗必须很小，否则会影响测量精度。

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“电机与拖动基础（第2版）”习题解答

5-10 有一交流信号源，已知信号源的电动势E?120V，内阻R0?600?，负载电阻RL?8?。

'（1）如果负载RL经变压器接至信号源，并使等效电阻RL?R0，求变压器的电压比和

负载上获得的功率；（2）如果负载直接接至信号源，求负载上获得的功率？ 解：

（1）变压器的电压比为

N k?1?N2'RL?RL600?8.66 8 回路电流

I? 负载上获得的功率

' PL?I2RL?0.12?600?6(W)

E120??0.1(A) '600?600R0?RL 信号源的输出功率

' P?I2(R0?RL)?0.12?(600?600)?12(W)

效率

??PL6?100%??100%?50% P12 （2）如果负载直接接至信号源，回路电流为 I? 负载上获得的功率

PL?I2RL?0.1972?8?0.31(W) 信号源的输出功率

P?I2(R0?RL)?0.1972?(600?8)?23.6(W) 效率

??

5-11 有一台单相变压器，已知R1?2.19?，X1?15.4?，R2?0.15?，X2?0.964?，

Rf?1250?，Xf?12600?，N1?876匝，N2?260匝，U2?6000V，I2?180A，

PL0.31?100%??100%?1.31% P23.6E120??0.197(A)

R0?RL600?8 － 34 －

“电机与拖动基础（第2版）”习题解答

cos?2?0.8（滞后），试用近似等效电路和简化等效电路求U1和I1。

解：

电压比k?N1?876?3.37

N2260 （1）近似等效电路如下图所示，先将相关参数折算到低压侧来计算

R1''? X1''? Rf''? Xf''?R12.19??0.193(?) k23.372X115.4??1.357(?) k23.372Rf1250??110.16(?) k23.372Xf12600??1109.96(?) 22k3.37

以U2为参考向量，设U2?6000?0V，则I2?180??36.67A

''U1''??U2?I(2Z?1Z)2 ??6000?0?180??36.87?(0.193?j1.357?0.15?j0.964) ??6300.08?j2987.16??6307.08?2.7(V)U1''6307.08?2.7 I?''?I2??180??36.67?184.06?141.9(A)

110.16?j1109.96Z1''1 折算到高压侧，得

U1?kU1''?3.37?(?6307.08?2.7)??21250?2.7(V) I1''184.06?141.9 I1???54.63?141.9(A)

k3.37 （2）简化等效电路如下图所示，将相关参数折算到高压侧来计算

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