2025年變壓器試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某三相電力變壓器額定容量為2500kVA，額定電壓為10kV/0.4kV，聯(lián)結(jié)組別為YN,d11。其一次側(cè)額定電流約為（）A.144.3AB.3608AC.250AD.62.5A答案：A解析：一次側(cè)額定電流I?=S/(√3U?)=2500/(√3×10)=144.3A2.變壓器空載損耗主要由（）引起A.繞組電阻損耗B.鐵芯渦流和磁滯損耗C.漏磁通損耗D.絕緣介質(zhì)損耗答案：B解析：空載損耗（鐵損）主要由鐵芯中的渦流損耗和磁滯損耗構(gòu)成，與負(fù)載無關(guān)3.變壓器短路阻抗百分?jǐn)?shù)Zk%增大時，其（）A.電壓調(diào)整率降低B.并列運行穩(wěn)定性提高C.抗短路能力減弱D.效率升高答案：B解析：Zk%越大，變壓器阻抗越大，并列運行時環(huán)流越小，穩(wěn)定性提高4.油浸式變壓器頂層油溫升限值（環(huán)境溫度40℃）為（）A.55KB.65KC.75KD.85K答案：B解析：GB1094.1規(guī)定，油浸式變壓器頂層油溫升限值為65K（對應(yīng)最高溫度105℃）5.變壓器采用YN,d11聯(lián)結(jié)組別的主要優(yōu)點是（）A.抑制三次諧波B.降低空載電流C.提高短路容量D.簡化繞組制造答案：A解析：YN側(cè)提供零序電流通路，d側(cè)形成三次諧波環(huán)流，可抑制零序和三次諧波電壓6.變壓器差動保護(hù)不能反映（）故障A.繞組相間短路B.套管閃絡(luò)C.鐵芯多點接地D.引出線接地短路答案：C解析：差動保護(hù)反映繞組、套管及引出線的相間短路和接地短路，鐵芯多點接地屬于內(nèi)部輕微故障，需瓦斯保護(hù)動作7.某變壓器型號為S13-M-2000/10，其中“M”表示（）A.全密封結(jié)構(gòu)B.卷鐵芯C.免維護(hù)D.防暴型答案：A解析：S13系列中“M”代表全密封式，防止變壓器油與空氣接觸8.變壓器負(fù)載損耗（銅損）隨（）變化A.電壓平方B.電流平方C.頻率D.功率因數(shù)答案：B解析：銅損Pcu=I2R，與負(fù)載電流平方成正比9.干式變壓器采用H級絕緣時，其最高允許溫度為（）A.130℃B.155℃C.180℃D.220℃答案：C解析：H級絕緣材料最高允許溫度為180℃（依據(jù)GB/T1094.11）10.變壓器有載分接開關(guān)切換過程中，過渡電阻的作用是（）A.限制環(huán)流B.降低電弧能量C.提高切換速度D.平衡電壓答案：B解析：過渡電阻在切換時接入電路，限制切換電流，降低觸頭間電弧能量二、判斷題（每題1分，共10分，正確√，錯誤×）1.變壓器變比等于一次側(cè)與二次側(cè)繞組匝數(shù)比（）答案：×解析：變比等于空載時一次側(cè)與二次側(cè)電壓比，考慮空載電流影響時與匝數(shù)比略有差異2.變壓器并列運行的必要條件包括聯(lián)結(jié)組別相同、變比相同、短路阻抗標(biāo)幺值相同（）答案：√解析：聯(lián)結(jié)組別不同會導(dǎo)致相位差，變比不同產(chǎn)生環(huán)流，阻抗標(biāo)幺值不同影響負(fù)載分配3.變壓器鐵芯采用硅鋼片疊裝是為了減小渦流損耗（）答案：√解析：硅鋼片電阻率高，且片間絕緣可限制渦流路徑，降低渦流損耗4.變壓器油的主要作用是絕緣和冷卻，不能滅?。ǎ┐鸢福骸两馕觯河徒阶儔浩鞯挠驮陂_關(guān)觸頭分?jǐn)鄷r可滅弧（如油斷路器），但普通變壓器油主要作用是絕緣和冷卻5.變壓器空載試驗應(yīng)在低壓側(cè)加壓，高壓側(cè)開路（）答案：√解析：空載試驗測量鐵損，低壓側(cè)加壓可降低試驗設(shè)備容量，高壓側(cè)開路模擬空載狀態(tài)6.變壓器溫升是指變壓器溫度與環(huán)境溫度的差值（）答案：√解析：溫升=測量溫度-環(huán)境溫度，是考核絕緣壽命的關(guān)鍵參數(shù)7.變壓器過勵磁會導(dǎo)致鐵芯飽和，空載電流增大，鐵損增加（）答案：√解析：過勵磁（電壓過高或頻率過低）使磁通密度超過飽和點，導(dǎo)致勵磁電流劇增，鐵損顯著上升8.干式變壓器局放試驗合格標(biāo)準(zhǔn)通常為≤50pC（）答案：√解析：GB/T1094.3規(guī)定，10kV級干式變壓器局部放電量一般不超過50pC9.變壓器冷卻方式ONAN表示強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷（）答案：×解析：ONAN為油浸自冷（OilNaturalAirNatural），OFAF為強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷10.變壓器繞組繞制時，連續(xù)式繞組比層式繞組更適合大容量變壓器（）答案：√解析：連續(xù)式繞組機(jī)械強(qiáng)度高，散熱性能好，適用于大容量、高電壓變壓器三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述變壓器主絕緣與縱絕緣的區(qū)別及設(shè)計要點答案：主絕緣指繞組與鐵芯、繞組與油箱、不同繞組之間的絕緣（如繞組對鐵芯的距離、繞組間油隙）；縱絕緣指同一繞組內(nèi)各匝、層、餅之間的絕緣（如匝間絕緣厚度、層間紙筒）。設(shè)計主絕緣需考慮工頻耐壓、沖擊耐壓，確保足夠的電氣距離；設(shè)計縱絕緣需關(guān)注匝間過電壓（如操作過電壓），采用適當(dāng)?shù)脑呀^緣材料（如漆包線、紙包線）和結(jié)構(gòu)（如油道設(shè)置）。2.說明有載分接開關(guān)的基本功能及關(guān)鍵技術(shù)要求答案：功能：在不中斷負(fù)載的情況下調(diào)節(jié)變壓器分接頭，穩(wěn)定輸出電壓。關(guān)鍵要求：①切換過程中限制過渡電流（通過過渡電阻）；②觸頭接觸良好（接觸電阻≤500μΩ）；③絕緣性能可靠（對地及相間耐壓符合要求）；④機(jī)械壽命長（一般≥50萬次）；⑤切換時間短（減少電弧灼燒）。3.變壓器溫升試驗的目的及常用方法答案：目的：驗證變壓器在額定負(fù)載下各部位溫升不超過絕緣材料允許值，確保長期運行可靠性。常用方法：①直接負(fù)載法（對拖法）：兩臺變壓器互為負(fù)載，調(diào)節(jié)電流至額定值；②短路法（等效負(fù)載法）：低壓側(cè)短路，高壓側(cè)施加電壓使繞組電流達(dá)額定值，測量銅損引起的溫升；③溫升計算法：通過空載損耗和負(fù)載損耗計算總發(fā)熱量，結(jié)合冷卻介質(zhì)流量計算溫升。4.諧波對變壓器運行的主要影響答案：①增加損耗：諧波電流使繞組渦流損耗（與頻率平方成正比）和鐵芯磁滯損耗（與頻率成正比）增大；②溫升升高：額外損耗導(dǎo)致繞組和鐵芯溫度上升，縮短絕緣壽命；③噪聲增大：諧波磁通引起鐵芯振動加??；④絕緣老化加速：諧波電壓畸變率增大，局部放電概率增加；⑤保護(hù)誤動：諧波影響電流互感器傳變特性，可能導(dǎo)致差動保護(hù)誤動作。5.簡述智能變壓器的典型特征及關(guān)鍵技術(shù)答案：典型特征：具備狀態(tài)感知（溫度、局放、油色譜等傳感器）、數(shù)據(jù)通信（物聯(lián)網(wǎng)、5G）、智能診斷（AI算法）、自動調(diào)節(jié)（有載開關(guān)智能控制）功能。關(guān)鍵技術(shù)：①多參量傳感器集成（高精度、抗干擾）；②邊緣計算模塊（實時數(shù)據(jù)處理）；③數(shù)字孿生建模（虛擬鏡像與物理實體同步）；④自適應(yīng)控制策略（根據(jù)負(fù)載、環(huán)境自動調(diào)整運行模式）；⑤網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)（防止數(shù)據(jù)篡改和攻擊）。四、計算題（每題10分，共30分）1.某單相變壓器一次側(cè)電壓U1=220V，二次側(cè)電壓U2=36V，鐵芯截面積S=15cm2，磁通密度Bm=1.4T，電源頻率f=50Hz。求：（1）變比k；（2）一次側(cè)繞組匝數(shù)N1；（3）二次側(cè)繞組匝數(shù)N2。答案：（1）變比k=U1/U2=220/36≈6.11（2）根據(jù)感應(yīng)電動勢公式E=4.44fNΦm，Φm=Bm×S=1.4×(15×10??)=0.0021WbE1≈U1=4.44fN1Φm→N1=U1/(4.44fΦm)=220/(4.44×50×0.0021)≈472匝（3）N2=N1/k≈472/6.11≈77匝2.某三相變壓器額定容量S=1000kVA，額定電壓U1=10kV，U2=0.4kV，聯(lián)結(jié)組別Y,d11。短路試驗數(shù)據(jù)：高壓側(cè)施加電壓Uk=400V，電流Ik=57.7A，功率Pk=10kW。求：（1）短路阻抗標(biāo)幺值Zk；（2）負(fù)載損耗標(biāo)幺值Pk（以額定容量為基準(zhǔn)）。答案：（1）一次側(cè)額定電流I1N=S/(√3U1)=1000/(√3×10)=57.7A（與短路電流相等）短路阻抗實際值Zk=Uk/(√3Ik)=400/(√3×57.7)≈4Ω基準(zhǔn)阻抗Zb=U12/S=102/1000=0.1kΩ=100ΩZk=Zk/Zb=4/100=0.04（4%）（2）負(fù)載損耗標(biāo)幺值Pk=Pk/S=10/1000=0.01（1%）3.兩臺變壓器并列運行，參數(shù)如下：變比均為10kV/0.4kV，聯(lián)結(jié)組別均為YN,d11變壓器A：SNA=800kVA，ZkA=5%變壓器B：SNB=1200kVA，ZkB=6%當(dāng)總負(fù)載S=1800kVA時，求各變壓器實際負(fù)載SA、SB。答案：并列運行時負(fù)載分配與容量成正比，與阻抗標(biāo)幺值成反比：SA=S×(SNA/ZkA)/(SNA/ZkA+SNB/ZkB)SB=S×(SNB/ZkB)/(SNA/ZkA+SNB/ZkB)計算分母：800/5+1200/6=160+200=360SA=1800×(160/360)=800kVASB=1800×(200/360)=1000kVA驗證：SA≤SNA（800≤800），SB≤SNB（1000≤1200），符合要求五、案例分析題（每題10分，共20分）1.某110kV油浸式變壓器運行中，監(jiān)控系統(tǒng)顯示頂層油溫85℃（環(huán)境溫度30℃），負(fù)載率60%，油色譜分析顯示總烴含量120μL/L（注意值150μL/L），CO含量200μL/L（注意值300μL/L），其他氣體正常。試分析可能原因及處理措施。答案：可能原因：①冷卻系統(tǒng)異常（如風(fēng)扇故障、油流繼電器卡澀）導(dǎo)致散熱不良；②繞組局部過熱（如分接開關(guān)接觸不良、繞組導(dǎo)線焊接點虛接），產(chǎn)生低能量熱故障；③鐵芯局部短路（硅鋼片絕緣損壞），渦流損耗增大引起發(fā)熱。處理措施：①檢查冷卻裝置運行狀態(tài)（風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、油泵流量），清理散熱器積灰；②測量各分接開關(guān)接觸電阻（應(yīng)≤500μΩ），檢查繞組直流電阻（相間差異≤2%）；③進(jìn)行鐵芯接地電流測試（正?！?00mA），若超標(biāo)需排查鐵芯多點接地；④加強(qiáng)油色譜跟蹤（每24小時取樣），若總烴增長速率＞10%/天，應(yīng)安排停電檢修。2.某35kV干式變壓器投運后局放試驗值為80pC（標(biāo)準(zhǔn)≤50pC），紅外測溫顯示B相繞組頂部溫度比其他相高15℃。結(jié)合制造工藝和運行環(huán)境，分析可能原因及改進(jìn)措施。答案：可能原因：①繞組制造缺陷（如匝間絕緣破損、導(dǎo)線毛刺刺破絕緣紙），導(dǎo)致局部電場集中；②環(huán)氧樹脂澆注工藝不良（