34056《电机与拖动基础(第2版)》汤天浩(习题解答) 下载本文

“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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