變壓器培訓復習試題含答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.變壓器的基本工作原理是（）。A.電磁感應原理B.電流的磁效應原理C.楞次定律D.歐姆定律答案：A解析：變壓器是利用電磁感應原理，在兩個或多個繞組之間實現(xiàn)電能的傳遞和電壓變換。當一次繞組中通入交變電流時，會在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通，該磁通穿過二次繞組，根據(jù)電磁感應定律，在二次繞組中會感應出電動勢，從而實現(xiàn)電壓的變換。2.變壓器的空載損耗主要是（）。A.銅損耗B.鐵損耗C.機械損耗D.介質(zhì)損耗答案：B解析：變壓器空載運行時，一次繞組施加額定電壓，二次繞組開路。此時，變壓器的損耗主要是鐵芯中的鐵損耗，包括磁滯損耗和渦流損耗。銅損耗是指繞組中的電阻損耗，空載時一次繞組電流很小，銅損耗可忽略不計。機械損耗和介質(zhì)損耗通常不是變壓器空載損耗的主要部分。3.變壓器并列運行的條件中，最關鍵的是（）。A.變比相等B.連接組別相同C.短路阻抗相等D.容量相等答案：B解析：變壓器并列運行時，連接組別必須相同。如果連接組別不同，會在變壓器之間產(chǎn)生很大的環(huán)流，可能導致變壓器繞組過熱甚至損壞。變比相等可以保證并列運行時各變壓器二次側(cè)電壓相等，減少環(huán)流；短路阻抗相等可以使各變壓器按容量比例分配負載；容量相等并不是并列運行的關鍵條件。4.變壓器油的主要作用是（）。A.絕緣和滅弧B.絕緣和散熱C.滅弧和散熱D.潤滑和散熱答案：B解析：變壓器油具有良好的絕緣性能，可以提高變壓器繞組之間、繞組與鐵芯之間的絕緣強度。同時，變壓器油還具有良好的散熱性能，能夠?qū)⒆儔浩鬟\行時產(chǎn)生的熱量傳遞到油箱壁，再散發(fā)到周圍環(huán)境中。滅弧是斷路器等設備中油的主要作用，潤滑不是變壓器油的主要作用。5.變壓器的變比是指（）。A.一次側(cè)電壓與二次側(cè)電壓之比B.一次側(cè)電流與二次側(cè)電流之比C.一次側(cè)匝數(shù)與二次側(cè)匝數(shù)之比D.以上都對答案：D解析：變壓器的變比\(k\)定義為一次側(cè)電壓\(U_1\)與二次側(cè)電壓\(U_2\)之比，即\(k=U_1/U_2\)。根據(jù)變壓器的電磁感應原理和匝數(shù)與電壓的關系\(U_1/U_2=N_1/N_2\)（\(N_1\)、\(N_2\)分別為一次側(cè)和二次側(cè)匝數(shù)），同時由功率守恒\(U_1I_1=U_2I_2\)可得\(I_1/I_2=U_2/U_1=N_2/N_1\)，所以變比也可以表示為一次側(cè)匝數(shù)與二次側(cè)匝數(shù)之比，或者一次側(cè)電流與二次側(cè)電流之比的倒數(shù)。6.變壓器的短路試驗是在（）情況下進行的。A.一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)短路B.一次側(cè)加額定電流，二次側(cè)短路C.一次側(cè)加短路電壓，二次側(cè)短路D.一次側(cè)加開路電壓，二次側(cè)短路答案：C解析：變壓器短路試驗是將變壓器二次側(cè)短路，一次側(cè)施加一個較低的電壓（短路電壓），使一次側(cè)電流達到額定值。通過短路試驗可以測量變壓器的短路損耗和短路阻抗等參數(shù)。7.當變壓器的負載為電感性負載時，其外特性曲線是（）。A.上升的B.下降的C.水平的D.先上升后下降答案：B解析：當變壓器帶感性負載時，負載電流滯后于電壓，變壓器內(nèi)部的阻抗壓降會使二次側(cè)電壓隨著負載電流的增加而下降，所以外特性曲線是下降的。8.變壓器的鐵芯采用硅鋼片疊裝而成，主要是為了（）。A.減少磁滯損耗B.減少渦流損耗C.提高導磁性能D.以上都是答案：D解析：硅鋼片具有良好的導磁性能，可以提高變壓器鐵芯的磁導率，減少磁路中的磁阻。同時，硅鋼片的電阻率較高，將鐵芯疊裝成薄片可以增加渦流的路徑電阻，從而減少渦流損耗。硅鋼片的磁滯回線較窄，能夠減少磁滯損耗。9.變壓器的過流保護主要是用來保護（）。A.變壓器繞組的相間短路B.變壓器繞組的匝間短路C.變壓器外部短路引起的過電流D.變壓器內(nèi)部短路引起的過電流答案：C解析：變壓器過流保護主要是為了防止變壓器外部短路時，短路電流過大對變壓器造成損壞。相間短路和匝間短路通常由差動保護等更靈敏的保護來動作。變壓器內(nèi)部短路雖然也會引起過電流，但過流保護一般不是專門針對內(nèi)部短路的主保護。10.變壓器的油枕的作用是（）。A.儲存變壓器油B.調(diào)節(jié)變壓器油的體積變化C.防止變壓器油受潮D.以上都是答案：D解析：油枕可以儲存一定量的變壓器油，當變壓器油溫變化時，油的體積會發(fā)生膨脹或收縮，油枕可以調(diào)節(jié)油的體積變化，保證油箱始終充滿油。同時，油枕通過吸濕器與外界相通，吸濕器中的干燥劑可以吸收進入油枕的空氣中的水分，防止變壓器油受潮。11.變壓器的差動保護是根據(jù)（）原理工作的。A.電流的熱效應B.電磁感應原理C.基爾霍夫電流定律D.楞次定律答案：C解析：變壓器差動保護是基于基爾霍夫電流定律。它通過比較變壓器兩側(cè)（或多側(cè)）電流的大小和相位，正常運行時，流入和流出變壓器的電流之和為零；當變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障時，會出現(xiàn)差流，差動保護動作。12.變壓器的溫度升高時，其絕緣電阻（）。A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低答案：B解析：絕緣材料的電阻隨著溫度的升高而降低。當變壓器溫度升高時，絕緣材料中的分子熱運動加劇，離子的活動能力增強，導致絕緣電阻下降。13.變壓器的分接頭一般裝在（）。A.一次繞組B.二次繞組C.一次繞組和二次繞組都可以D.以上都不對答案：A解析：變壓器的分接頭一般裝在一次繞組上。因為一次繞組匝數(shù)較多，在一次繞組上設置分接頭可以更方便地進行電壓調(diào)節(jié)，而且一次側(cè)電流相對較小，分接頭的切換操作比較安全。14.一臺三相變壓器的連接組別為Y，d11，其中“11”表示（）。A.二次側(cè)線電壓滯后一次側(cè)線電壓330°B.二次側(cè)線電壓超前一次側(cè)線電壓330°C.二次側(cè)相電壓滯后一次側(cè)相電壓330°D.二次側(cè)相電壓超前一次側(cè)相電壓330°答案：B解析：變壓器連接組別中的數(shù)字表示二次側(cè)線電壓相對于一次側(cè)線電壓的相位關系?！?1”表示二次側(cè)線電壓超前一次側(cè)線電壓\(30\times11=330^{\circ}\)。15.變壓器的空載試驗中，測得的空載損耗主要是（）。A.銅損耗B.鐵損耗C.機械損耗D.介質(zhì)損耗答案：B解析：如前面所述，變壓器空載時，一次繞組電流很小，銅損耗可忽略不計，空載損耗主要是鐵芯中的鐵損耗，包括磁滯損耗和渦流損耗。二、判斷題（每題2分，共20分）1.變壓器可以改變交流電壓、電流和頻率。（）答案：錯誤解析：變壓器只能改變交流電壓和電流，不能改變頻率。變壓器是基于電磁感應原理工作的，其輸出電壓和電流的頻率與輸入電壓的頻率相同。2.變壓器的負載增加時，其銅損耗和鐵損耗都會增加。（）答案：錯誤解析：變壓器的鐵損耗只與電源電壓和頻率有關，當電源電壓和頻率不變時，鐵損耗基本不變。而銅損耗與負載電流的平方成正比，負載增加時，負載電流增大，銅損耗會增加。3.變壓器并列運行時，只要變比相等就可以了。（）答案：錯誤解析：變壓器并列運行需要滿足變比相等、連接組別相同、短路阻抗相等三個條件。變比相等只是其中一個條件，連接組別不同會產(chǎn)生環(huán)流，短路阻抗不相等會導致負載分配不合理。4.變壓器油的閃點越高，其安全性越好。（）答案：正確解析：閃點是指變壓器油在加熱時產(chǎn)生可燃蒸氣與空氣形成的混合物遇火源能發(fā)生閃火的最低溫度。閃點越高，說明變壓器油在高溫下越不容易揮發(fā)產(chǎn)生可燃蒸氣，發(fā)生火災的危險性越小，安全性越好。5.變壓器的過負荷能力是指變壓器在短時間內(nèi)允許超過額定容量運行的能力。（）答案：正確解析：變壓器具有一定的過負荷能力，在不影響其使用壽命的前提下，允許在短時間內(nèi)超過額定容量運行，以應對一些特殊的用電需求。6.變壓器的差動保護可以保護變壓器的所有故障。（）答案：錯誤解析：變壓器差動保護主要用于保護變壓器繞組及其引出線的相間短路和大電流接地系統(tǒng)中的接地短路。對于一些輕微的故障，如繞組的輕微匝間短路等，差動保護可能不動作，還需要其他保護（如過流保護、過負荷保護等）來配合。7.變壓器的鐵芯接地是為了防止鐵芯產(chǎn)生靜電積累。（）答案：正確解析：變壓器運行時，鐵芯會在交變磁場中產(chǎn)生感應電動勢，如果鐵芯不接地，會產(chǎn)生靜電積累，可能導致鐵芯與其他部件之間發(fā)生放電現(xiàn)象，損壞絕緣。鐵芯接地可以將感應電荷引入大地，保證變壓器的安全運行。8.變壓器的油溫過高可能是由于過載、散熱不良或內(nèi)部故障等原因引起的。（）答案：正確解析：過載會使變壓器的銅損耗增加，產(chǎn)生更多的熱量；散熱不良會導致熱量無法及時散發(fā)出去；內(nèi)部故障如繞組短路、鐵芯過熱等也會使油溫升高。9.變壓器的分接頭調(diào)節(jié)可以改變變壓器的變比，從而實現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)。（）答案：正確解析：通過改變變壓器分接頭的位置，可以改變繞組的匝數(shù)，根據(jù)變比公式\(k=N_1/N_2\)，匝數(shù)改變則變比改變，進而實現(xiàn)二次側(cè)電壓的調(diào)節(jié)。10.變壓器的空載試驗和短路試驗都可以在現(xiàn)場進行。（）答案：正確解析：空載試驗和短路試驗是變壓器的常規(guī)試驗項目，在現(xiàn)場具備相應的試驗設備和條件時，可以進行這兩項試驗，以檢測變壓器的性能和參數(shù)是否符合要求。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述變壓器的工作原理。答：變壓器主要由鐵芯和繞在鐵芯上的兩個或多個繞組組成。根據(jù)電磁感應原理，當一次繞組接入交流電源時，繞組中會有交變電流通過，交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通。這個交變磁通同時穿過一次繞組和二次繞組，根據(jù)法拉第電磁感應定律，在一次繞組和二次繞組中都會感應出電動勢。一次繞組感應電動勢\(E_1=4.44fN_1\varPhi_m\)，二次繞組感應電動勢\(E_2=4.44fN_2\varPhi_m\)（其中\(zhòng)(f\)為電源頻率，\(N_1\)、\(N_2\)分別為一次側(cè)和二次側(cè)匝數(shù)，\(\varPhi_m\)為鐵芯中磁通的最大值）。二次繞組如果接上負載，就會有電流通過，從而實現(xiàn)了電能從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞，并且通過改變一次側(cè)和二次側(cè)的匝數(shù)比\(N_1/N_2\)，可以改變二次側(cè)的電壓，達到電壓變換的目的。2.變壓器并列運行需要滿足哪些條件？為什么？答：變壓器并列運行需要滿足以下三個條件：（1）變比相等：如果變比不相等，并列運行時，各變壓器二次側(cè)會出現(xiàn)電壓差，在這個電壓差的作用下，會在變壓器之間產(chǎn)生環(huán)流。環(huán)流會增加變壓器的損耗，甚至可能使變壓器繞組過熱，影響變壓器的正常運行。（2）連接組別相同：連接組別不同時，變壓器二次側(cè)線電壓的相位不同，會產(chǎn)生很大的環(huán)流。例如，Y，y0和Y，d11連接的變壓器并列運行時，二次側(cè)線電壓的相位差為30°，會產(chǎn)生很大的環(huán)流，可能損壞變壓器。（3）短路阻抗相等：短路阻抗不相等時，各變壓器的負載分配將不合理。短路阻抗小的變壓器會承擔更多的負載，可能會過載；而短路阻抗大的變壓器則不能充分發(fā)揮其容量。3.簡述變壓器油溫過高的原因及處理方法。答：原因：（1）過載運行：當變壓器的負載超過額定容量時，繞組中的電流增大，銅損耗增加，產(chǎn)生的熱量增多，導致油溫升高。（2）散熱不良：散熱器堵塞、風扇故障、油循環(huán)不暢等都會影響變壓器的散熱效果，使油溫升高。（3）內(nèi)部故障：如繞組短路、鐵芯過熱、分接開關故障等內(nèi)部故障，會使變壓器的損耗增加，產(chǎn)生額外的熱量，導致油溫過高。（4）環(huán)境溫度過高：如果變壓器安裝環(huán)境的溫度過高，會使變壓器的散熱條件變差，油溫也會相應升高。處理方法：（1）檢查負載情況：如果是過載運行，應及時調(diào)整負載，降低變壓器的負荷。（2）檢查散熱系統(tǒng)：檢查散熱器是否堵塞，風扇是否正常運轉(zhuǎn)，油循環(huán)是否暢通。如有問題，及時清理散熱器或修復風扇等設備。（3）進行電氣試驗：如果懷疑是內(nèi)部故障，應進行電氣試驗，如絕緣電阻測試、直流電阻測試、變比測試等，以確定故障部位，并進行相應的檢修。（4）改善環(huán)境條件：如果環(huán)境溫度過高，可以采取通風、遮陽等措施改善環(huán)境條件，降低環(huán)境溫度。四、計算題（每題10分，共20分）1.有一臺單相變壓器，額定容量\(S_N=100kVA\)，額定電壓\(U_{1N}/U_{2N}=6000V/230V\)。求：（1）一次側(cè)和二次側(cè)的額定電流\(I_{1N}\)和\(I_{2N}\)；（2）若二次側(cè)負載為純電阻負載，且功率因數(shù)\(\cos\varphi=1\)，當二次側(cè)電流達到額定值時，變壓器的輸出功率\(P_2\)。解：（1）根據(jù)單相變壓器額定容量公式\(S_N=U_{1N}I_{1N}=U_{2N}I_{2N}\)，可得：一次側(cè)額定電流\(I_{1N}=\frac{S_N}{U_{1N}}=\frac{100\times10^3}{6000}\approx16.67A\)二次側(cè)額定電流\(I_{2N}=\frac{S_N}{U_{2N}}=\frac{100\times10^3}{230}\approx434.78A\)（2）當二次側(cè)電流達到額定值\(I_{2N}\)，且功率因數(shù)\(\cos\varphi=1\)時，根據(jù)功率公式\(P_2=U_{2N}I_{2N}\cos\varphi\)，可得：\(P_2=U_{2N}I_{2N}\cos\varphi=230\times434.78\times1=100000W=100kW\)2.一