变电运行与检修专业变压器检修工技师理论复习题计算题.doc

变电运行与检修专业变压器检修工技师理论复习题计算题三、计算题（每题10分，共220分）1.三相变压器容量为8000kVA，变比35000V1000V，Y，d11接线，若一次绕组匝数为500匝。(频率为50Hz)。求： (1)二次绕组匝数是多少? (2)若磁密取1.65T，求铁心的截面积。 (3)若高压绕组电流密度为4Amm2，求高压导线截面。答案：解：(1)U2xg1000(V)W2W1(U2xgU1xg)247(匝) (2) E1U1xg20207(V)ScoE14.44fBW1202074.44501.655001103(cm2) (3) I1xgI1Se1.732U1l80001031.73235000 132(A)SlI1xg4132433(mm2) 答：二次绕组匝数是247匝；若磁密取1.65T，铁心的截面积为1103cm2；若高压绕组电流密度为4Amm2，高压导线截面为33mm2。2.图D-31为一悬臂起重机，变压器吊重为Q19.61kN(2000kg)，当不考虑杆件及滑车的自重时，求AB、BC杆上的力。答案：解：取滑轮B作为研究对象。可列出力平衡方程式 在x轴上力的投影Fbccos30FabTcos600 在y轴上力的投影Fbccos60Tcos30Q0 解得Fbc73.18(kN)；Fab53.56(kN) 答：Fbc73.18kN，Fab53.56kN。3.从未知型号的619的钢丝绳上截取一根钢丝，经试验其破断拉力为110kg。求钢丝绳在安全系数为5时允许承受多大重量的变压器。(钢丝绳的破断拉力每根钢丝的破断拉力根数0.83)答案：解：钢丝的破断拉力总和为F2F211061983%48316(N) 允许工作荷重FFF2K4831659663(N) 答：钢丝绳在安全系数为5时允许承受荷重为F9663N的变压器。4.如图D-30所示，在坡度为10的路面上移动20t重的变压器，变压器放在木托板上，在托板下面垫滚杠，试求移动该变压器所需的拉力。(已知滚动摩擦力f0.3t，sin100.174，cos100.958)答案：解：HQsin10200.1743.48(T)34104(N) 拉力FFHf3.480.33.78(T)37044(N) 答：拉力F为37044N。5.某变压器的型号为SFP-70000220，Yn，d11连接。电压：24200022.5%13800V。电流：167.32930A。 做单相空载试验数据如下： ab激磁，bc短路：电压为13794V，电流Ioab55A，损耗Poab61380W。 bc激磁，ca短路：电压为13794V，电流Iobc55A，损耗Pobc61380W。 ca激磁，ab短路：电压为13794V，电流Ioca66A，损耗Poca86460W。 求三相空载损耗。答案：解：三相空载损耗P0(PoabPobcPoca)2(613806138086460)2104600(W) 答：三相空载损耗P0104600W。6.已知一电压互感器一次绕组的平均直径D10.102m，二次绕组平均直径D20.071m，一次绕组匝数n111280匝，二次绕组匝数n2189匝，一次绕组导线截面积S10.0314mm2。二次绕组导线截面积S21.43mm2。试求二次绕组的有效电阻及换算到二次绕组的一次绕组的有效电阻(导线在20时的电阻系数200.0178mm2m)。答案：解：二次绕组的有效电阻 一次绕组的有效电阻 变比：K1128018959.7 换算到二次绕组上的一次绕组的有效电阻r12052K2205259.720.574() 答：二次绕组的有效电阻为0.523，换算到二次绕组的一次绕组的有效电阻r10.574。7.一台变压器为9806.65N，用两根千斤绳起吊，两根绳的夹角为60，求每根千斤绳上受多少力?答案：解：千斤绳与垂直线间的夹角60230 所以每根千斤绳上的受力为T9806.652cos305662(N) 答：每根千斤绳上受力5662N。8.某台三相电力变压器，Se600kVA，额定电压Ue1Ue210000400V，Y，y0接法，ZK1.8j5，一次侧接额定电压，二次侧接额定负载运行，为1。负载功率因数cos20.9(落后)，计算该变压器额定电压调整率及二次侧电压。答案：解：一次侧额定电流 负载功率因数：cos 20.9(落后)时，sin 20.436 额定电压调整率为 二次侧电压U2(1U)Ue2(10.028)400390.9(V) 答：变压器额定电压调整率为2.29%，二次侧电压为390.9V。9.某台三相电力变压器，额定容量Se600kVA，额定电压Ue1Ue210000400V，D，y11接法，短路阻抗ZK1.8j5，二次侧接三相对称负载，每相负载ZL0.3j0.1，一次侧加额定电压时，计算： 一次侧线电流I1；二次侧线电流I2；二次侧线电压U2；变压器输出容量S。答案：解：(1)一次侧电流的计算： 变压比为 负载阻抗折合到原边 ZLK2ZL43.32(0.3j0.1) 562.5j187.5() 从一次侧看每相总阻抗 ZZKZL1.8j5j562.5j187.5 596.2318.84() 一次侧线电流 (2)二次侧线电流与相电流相等： (3)二次侧线电压： 397.47(V) (4)二次侧输出容量： S2 U2I2 397.47726.23 500(kVA) 答：一次侧线电流I1为29.09A，二次侧线电流I2为726.23A，二次侧线电压U2为397.47V，变压器输出容量S为500kVA。10.一台三相电力变压器，额定容量S100kVA，额定电压U1U26000400V，每相参数：原绕组漏阻抗Z1r1jx14.2j9，激磁阻抗Zmrmjxm514j5526，绕组为Y，yn0接法。计算： (1)激磁电流的大小及其与额定电流的比值。 (2)空载时原边相电压、相电势及每相漏抗压降。答案：解：(1)激磁电流的计算： 空载时原绕组每相总阻抗 ZZ1Zm4.2j9514j5526 5559.2 84.65() 激磁电流为 原边的额定电流为 激磁电流与原边额定电流的比值为I0Ie10.6239.626.48% (2)空载运行时原边相电压、相电势和漏磁压降的计算： 相电压为 相电势为E1I0(Z1Zm)0.6235559.23458(V) 相漏阻抗压降为UZ1I0Z10.623 6.2(V) 答：激磁电流的大小及其与额定电流的比值为6.48%，空载时原边相电压为3464V、相电势为3458V，每相漏抗压降为6.2V。11.有一三相变压器，额定容量为100kVA，高压额定电压为10kV。高压绕组有三种接法，如图D-26(a)、(b)、(c)所示。求各种接法绕组中电流及线电流。答案：解：(1)图(a)接法。 线电流 绕组中电流IIxn22.89(A) (2)图(b)接法。 线电流与图(a)线电流相同Ixn5.77A 绕组()中电流 I2Ixn5.77A 绕组()中电流 I1I222.89(A) (3)图(c)接法。 线电流与(a)图线电流相同Ixn5.77A 绕组中的电流 IIxn5.77(A) 答：图(a)接法：线电流5.77A，绕组中电流IIxn22.89(A)。 图(b)接法：线电流Ixn5.77A，绕组()中电流I2Ixn5.77A，绕组()中电流I1I222.89(A)。 图(c)接法：线电流Ixn5.77A，绕组中电流IIxn5.77A。12.在如图D-25所示的电动机电路中，已知电动机的电阻R190，感抗X260，电源电压U220，频率为50Hz，要使电动机的电压U180V，求串联电感L。答案：解：要使电动机正常工作电压U180V(A) 线路总感抗应为 串联电感的感抗为：XL1XLXL2343.926083.9() 串联电感为：LXL2f0.27(H) 答：L0.27H。13.一只量限为5A的电流表，在指示值3A处的误差最大为100mA，求仪表的准确度?答案：解： 100% 2% 答：此表的准确度属2.5级。14.如图D-22所示，已知C14F，C28F，电容器C1的电荷量Q16104C，U200V。求C3、Q2、Q3、U1、U2、U3各是多少?答案：解：因为在串联电路中，电容器上所带的电荷量是相等的，因此，混联电路的等效电容等于C1上的电荷量与总电压U的比值，即CQU61022003(F) 根据等效电容的计算方法CC1(C2C3)(C1C2C3) 4(8C3)(48C3) 3(F) 所以 C34FU1Q1C161044106150(V)U2U3UU120015050(V)Q2C2U28106504104(C)Q3C3U34106502104(C) 答：C34F、Q24104C、Q32104C、U1150V、U2U350V。15.两负载并联，一个负载是电感性，功率因数cos 10.6，消耗功率P190kW；另一个负载由纯电阻组成，消耗功率P270W。求合成功率因数。答案：解：全电路的总有功功率为PP1P29070160(kW) 第一负载的功率因数角 1cos10.653.13 全电路的总无功功率也就是第一负载的无功功率Q1P1tg 90sin53.130.6120(kVA) 故全电路的视在功率 cos 1602000.8 答：合成功率因数为0.8。16.一个RLC串联电路，接于频率f50Hz的交流电源上，若电容为2F，则电路中的电流最大，求电感L。答案：解：因为 所以L142f2C143.142502201065.07(H) 答：L5.07H。17.图D-21为一个感性负载电路，已知负载电阻R300，感抗XL520，电源电压为220V，求负载电流有效值I，电压与电流相位差角 ，电压有效值UR，UL。答案：解： IUZ2206000.367(A) tg1XLRtg152030060 电阻上的电压URURIR0.367300110(V) 电感上的电压ULULIXL0.367520190.67(V) 答：UR110V,UL190.67V，I0.367A， 60。18.如图D-20所示，一个R与C串联电路接于电压为220V，频率为50Hz的电源上，若电路中的电流为5A，电阻上消耗的功率为75W，求电路中的参数R、C。答案：解： ZUI220544() RPI275523() () C12fXc131443.90.072103(F) 答：R3，C0.072103F。19.把3mA的表头量程扩大8倍，分流电阻与表头并联的等效电阻为20。试设计这一分流电路，并求出表头电路的电阻和分流电阻各为多少?答案：解：根据题意，电路图如图D-19所示。图 D-19 其中 Rs为分流电阻，Rg为表头电路的电阻I8324(mA) 用分流公式及等效电阻公式可得 24Rs(RsRg)3 RsRg(RsRg)20 得8Rg120 所以 Rg160 以Rg值代入得Rs22.85 答：表头电路电阻Rg160,分流电阻Rs22.85。20.如图D-18所示，已知I125mA,I316mA，I412mA。求I2、I5和I6的值。答案：解： 由节点A得：I1I2I3 由节点B得：I3I4I6 由节点D得：I5I2I6 把已知数值代入解得 I225169(mA) I612164(mA) I59(4)13(mA) 答：I29mA，I64mA,I513mA。21.RLC并联电路如图D-17所示。I10A,IL4A,IC10A，求电阻支路中的电流IR。答案：解：由于电容支路与电感支路中的电流互差180，因此这两个支路的合电流IX1046A，故可得 答：电阻支路中的电流IR为8A。22.供电线杆L(单位为m)远的房间里并联安装了几盏相同的电灯，通过每盏电灯的电流都是I。连接干线和房间所用导线的电阻率为(单位为mm2m)，如果要求导线上的电势降落不能超过U1V，则导线的横截面积不能小于多少平方毫米?答案：解：供电线是一条回路，所以线长为2L，其电阻R为R2LS 因为几盏灯并联，所以总电流ItnI 又U1IR,RU1ItU1nI 答：导线的截面积最少应是S2nLIU1(mm2)。