變壓器培訓(xùn)復(fù)習(xí)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(yīng)原理B.電流的磁效應(yīng)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(yīng)原理，在兩個(gè)或多個(gè)繞組之間實(shí)現(xiàn)電能的傳遞和電壓變換。當(dāng)一次繞組中通入交變電流時(shí)，會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通，該磁通穿過(guò)二次繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在二次繞組中會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，從而實(shí)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(jī)械損耗D.介質(zhì)損耗答案：B解析：變壓器空載運(yùn)行時(shí)，一次繞組施加額定電壓，二次繞組開(kāi)路。此時(shí)，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(shí)一次繞組電流很小，銅損耗可忽略不計(jì)。機(jī)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(yùn)行的條件中，最關(guān)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(yùn)行時(shí)，連接組別必須相同。如果連接組別不同，會(huì)在變壓器之間產(chǎn)生很大的環(huán)流，可能導(dǎo)致變壓器繞組過(guò)熱甚至損壞。變比相等可以保證并列運(yùn)行時(shí)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(fù)載；容量相等并不是并列運(yùn)行的關(guān)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(rùn)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(qiáng)度。同時(shí)，變壓器油還具有良好的散熱性能，能夠?qū)⒆儔浩鬟\(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量傳遞到油箱壁，再散發(fā)到周?chē)h(huán)境中。滅弧是斷路器等設(shè)備中油的主要作用，潤(rùn)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(duì)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(yīng)原理和匝數(shù)與電壓的關(guān)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(shí)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(yàn)是在（）情況下進(jìn)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(kāi)路電壓，二次側(cè)短路答案：C解析：變壓器短路試驗(yàn)是將變壓器二次側(cè)短路，一次側(cè)施加一個(gè)較低的電壓（短路電壓），使一次側(cè)電流達(dá)到額定值。通過(guò)短路試驗(yàn)可以測(cè)量變壓器的短路損耗和短路阻抗等參數(shù)。7.當(dāng)變壓器的負(fù)載為電感性負(fù)載時(shí)，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(dāng)變壓器帶感性負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流滯后于電壓，變壓器內(nèi)部的阻抗壓降會(huì)使二次側(cè)電壓隨著負(fù)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(dǎo)磁性能D.以上都是答案：D解析：硅鋼片具有良好的導(dǎo)磁性能，可以提高變壓器鐵芯的磁導(dǎo)率，減少磁路中的磁阻。同時(shí)，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(guò)流保護(hù)主要是用來(lái)保護(hù)（）。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(guò)電流D.變壓器內(nèi)部短路引起的過(guò)電流答案：C解析：變壓器過(guò)流保護(hù)主要是為了防止變壓器外部短路時(shí)，短路電流過(guò)大對(duì)變壓器造成損壞。相間短路和匝間短路通常由差動(dòng)保護(hù)等更靈敏的保護(hù)來(lái)動(dòng)作。變壓器內(nèi)部短路雖然也會(huì)引起過(guò)電流，但過(guò)流保護(hù)一般不是專(zhuān)門(mén)針對(duì)內(nèi)部短路的主保護(hù)。10.變壓器的油枕的作用是（）。A.儲(chǔ)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?xún)?chǔ)存一定量的變壓器油，當(dāng)變壓器油溫變化時(shí)，油的體積會(huì)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(mǎn)油。同時(shí)，油枕通過(guò)吸濕器與外界相通，吸濕器中的干燥劑可以吸收進(jìn)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(dòng)保護(hù)是根據(jù)（）原理工作的。A.電流的熱效應(yīng)B.電磁感應(yīng)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(dòng)保護(hù)是基于基爾霍夫電流定律。它通過(guò)比較變壓器兩側(cè)（或多側(cè)）電流的大小和相位，正常運(yùn)行時(shí)，流入和流出變壓器的電流之和為零；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)，會(huì)出現(xiàn)差流，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。12.變壓器的溫度升高時(shí)，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(dāng)變壓器溫度升高時(shí)，絕緣材料中的分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，離子的活動(dòng)能力增強(qiáng)，導(dǎo)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(duì)答案：A解析：變壓器的分接頭一般裝在一次繞組上。因?yàn)橐淮卫@組匝數(shù)較多，在一次繞組上設(shè)置分接頭可以更方便地進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，而且一次側(cè)電流相對(duì)較小，分接頭的切換操作比較安全。14.一臺(tái)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(duì)于一次側(cè)線電壓的相位關(guān)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(yàn)中，測(cè)得的空載損耗主要是（）。A.銅損耗B.鐵損耗C.機(jī)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(shí)，一次繞組電流很小，銅損耗可忽略不計(jì)，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(cuò)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(yīng)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(fù)載增加時(shí)，其銅損耗和鐵損耗都會(huì)增加。（）答案：錯(cuò)誤解析：變壓器的鐵損耗只與電源電壓和頻率有關(guān)，當(dāng)電源電壓和頻率不變時(shí)，鐵損耗基本不變。而銅損耗與負(fù)載電流的平方成正比，負(fù)載增加時(shí)，負(fù)載電流增大，銅損耗會(huì)增加。3.變壓器并列運(yùn)行時(shí)，只要變比相等就可以了。（）答案：錯(cuò)誤解析：變壓器并列運(yùn)行需要滿(mǎn)足變比相等、連接組別相同、短路阻抗相等三個(gè)條件。變比相等只是其中一個(gè)條件，連接組別不同會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，短路阻抗不相等會(huì)導(dǎo)致負(fù)載分配不合理。4.變壓器油的閃點(diǎn)越高，其安全性越好。（）答案：正確解析：閃點(diǎn)是指變壓器油在加熱時(shí)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(diǎn)越高，說(shuō)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(zāi)的危險(xiǎn)性越小，安全性越好。5.變壓器的過(guò)負(fù)荷能力是指變壓器在短時(shí)間內(nèi)允許超過(guò)額定容量運(yùn)行的能力。（）答案：正確解析：變壓器具有一定的過(guò)負(fù)荷能力，在不影響其使用壽命的前提下，允許在短時(shí)間內(nèi)超過(guò)額定容量運(yùn)行，以應(yīng)對(duì)一些特殊的用電需求。6.變壓器的差動(dòng)保護(hù)可以保護(hù)變壓器的所有故障。（）答案：錯(cuò)誤解析：變壓器差動(dòng)保護(hù)主要用于保護(hù)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(duì)于一些輕微的故障，如繞組的輕微匝間短路等，差動(dòng)保護(hù)可能不動(dòng)作，還需要其他保護(hù)（如過(guò)流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)等）來(lái)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(yùn)行時(shí)，鐵芯會(huì)在交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果鐵芯不接地，會(huì)產(chǎn)生靜電積累，可能導(dǎo)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(yīng)電荷引入大地，保證變壓器的安全運(yùn)行。8.變壓器的油溫過(guò)高可能是由于過(guò)載、散熱不良或內(nèi)部故障等原因引起的。（）答案：正確解析：過(guò)載會(huì)使變壓器的銅損耗增加，產(chǎn)生更多的熱量；散熱不良會(huì)導(dǎo)致熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去；內(nèi)部故障如繞組短路、鐵芯過(guò)熱等也會(huì)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(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)。（）答案：正確解析：通過(guò)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(jìn)而實(shí)現(xiàn)二次側(cè)電壓的調(diào)節(jié)。10.變壓器的空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)都可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。（）答案：正確解析：空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)是變壓器的常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目，在現(xiàn)場(chǎng)具備相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備和條件時(shí)，可以進(jìn)行這兩項(xiàng)試驗(yàn)，以檢測(cè)變壓器的性能和參數(shù)是否符合要求。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)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(gè)或多個(gè)繞組組成。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)一次繞組接入交流電源時(shí)，繞組中會(huì)有交變電流通過(guò)，交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通。這個(gè)交變磁通同時(shí)穿過(guò)一次繞組和二次繞組，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在一次繞組和二次繞組中都會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。一次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)\(E_1=4.44fN_1\varPhi_m\)，二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)\(E_2=4.44fN_2\varPhi_m\)（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(fù)載，就會(huì)有電流通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)了電能從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞，并且通過(guò)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(dá)到電壓變換的目的。2.變壓器并列運(yùn)行需要滿(mǎn)足哪些條件？為什么？答：變壓器并列運(yùn)行需要滿(mǎn)足以下三個(gè)條件：（1）變比相等：如果變比不相等，并列運(yùn)行時(shí)，各變壓器二次側(cè)會(huì)出現(xiàn)電壓差，在這個(gè)電壓差的作用下，會(huì)在變壓器之間產(chǎn)生環(huán)流。環(huán)流會(huì)增加變壓器的損耗，甚至可能使變壓器繞組過(guò)熱，影響變壓器的正常運(yùn)行。（2）連接組別相同：連接組別不同時(shí)，變壓器二次側(cè)線電壓的相位不同，會(huì)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(yùn)行時(shí)，二次側(cè)線電壓的相位差為30°，會(huì)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(shí)，各變壓器的負(fù)載分配將不合理。短路阻抗小的變壓器會(huì)承擔(dān)更多的負(fù)載，可能會(huì)過(guò)載；而短路阻抗大的變壓器則不能充分發(fā)揮其容量。3.簡(jiǎn)述變壓器油溫過(guò)高的原因及處理方法。答：原因：（1）過(guò)載運(yùn)行：當(dāng)變壓器的負(fù)載超過(guò)額定容量時(shí)，繞組中的電流增大，銅損耗增加，產(chǎn)生的熱量增多，導(dǎo)致油溫升高。（2）散熱不良：散熱器堵塞、風(fēng)扇故障、油循環(huán)不暢等都會(huì)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(guò)熱、分接開(kāi)關(guān)故障等內(nèi)部故障，會(huì)使變壓器的損耗增加，產(chǎn)生額外的熱量，導(dǎo)致油溫過(guò)高。（4）環(huán)境溫度過(guò)高：如果變壓器安裝環(huán)境的溫度過(guò)高，會(huì)使變壓器的散熱條件變差，油溫也會(huì)相應(yīng)升高。處理方法：（1）檢查負(fù)載情況：如果是過(guò)載運(yùn)行，應(yīng)及時(shí)調(diào)整負(fù)載，降低變壓器的負(fù)荷。（2）檢查散熱系統(tǒng)：檢查散熱器是否堵塞，風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，油循環(huán)是否暢通。如有問(wèn)題，及時(shí)清理散熱器或修復(fù)風(fēng)扇等設(shè)備。（3）進(jìn)行電氣試驗(yàn)：如果懷疑是內(nèi)部故障，應(yīng)進(jìn)行電氣試驗(yàn)，如絕緣電阻測(cè)試、直流電阻測(cè)試、變比測(cè)試等，以確定故障部位，并進(jìn)行相應(yīng)的檢修。（4）改善環(huán)境條件：如果環(huán)境溫度過(guò)高，可以采取通風(fēng)、遮陽(yáng)等措施改善環(huán)境條件，降低環(huán)境溫度。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.有一臺(tái)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(fù)載為純電阻負(fù)載，且功率因數(shù)\(\cos\varphi=1\)，當(dāng)二次側(cè)電流達(dá)到額定值時(shí)，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(dāng)二次側(cè)電流達(dá)到額定值\(I_{2N}\)，且功率因數(shù)\(\cos\varphi=1\)時(shí)，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