电机学习题与解答--变压器

4-10试分别分析短路试验和突然短路时变压器铁心的饱和情况？

答：短路试验时，一次侧所加电压很低，由于漏阻抗压降的存在，导致 E1?4.44fN1?m?U1，于是，主磁通很小，磁路不饱和；突然短路时，电流很大，漏阻抗压降很大，因此二次侧主感应电动

..势 E2?I2(r2?jx2) 比短路试验时大，主磁通相比也大，因此磁路比短路试验时饱和，但是主磁通比正常运行时小，因此磁路饱和程度比正常运行时低。

4-11变压器空载电流很小，为什么空载合闸时会很大（即出现激磁涌流）？为什么激磁涌流的衰减较突然短路电流要慢？

答：空载合闸时磁通出现瞬变过程。由于暂态分量的存在，使铁心磁通大约可达稳态磁通的2倍。于是磁路过于饱和，根据磁化曲线的饱和特性，此时的激磁电流将达正常稳态空载电流的数十至近百倍，称为励磁涌流。

由于一次绕组电阻r1比短路电阻rK小，而总电感L1又比短路电感LK大，所以空载合闸的时间常

??数

L1r1比突然短路的时间常数

??LKrK大很多，因此空载合闸电流衰减要较突然短路电流慢得多。

4-12 4-12 将额定电压为10KV的变压器，空载合闸到3KV的交流电源上，问空载合闸电流比额定电流大还是小，能否产生激磁涌流，为什么？

答：空载合闸电流比额定电流小。不能产生励磁涌流。因为空载合闸到3KV电源上，最严重情况时，磁通将达稳态磁通的2倍左右，即对应6kV电压的磁通。根据

U1?E1?4.44fN1?m

可知，此时的磁通必定小于对应10kV电压的磁通，励磁电流比加10 kV电压时的空载稳态电流还小，因此它一定比额定电流小很多，不可能产生励磁涌流。

4-13试分析比较变压器突然短路和空载合闸两种瞬变过程的相同和不同之处，画出它们电流的变化曲线？

答：突然短路和空载合闸，从表面上看是截然不同的两种瞬变过程，但它们在很大程度上却十分相似，均是r、L线圈在正弦激励下的零状态响应。

不同的是前者是rk和Lk空心线圈（漏磁通）的瞬变过程，而后者是r1和L0铁心线圈（主磁通）的瞬变过程。前者短路电流ik??1?，故直接反映短路电流的瞬变过程，而后者空载电流i0不与主磁通?0成正比，故反映的是主磁通的瞬变过程。

不管怎样，它们均是r、L线圈在正弦激励下的零状态响应，所以反映它们瞬变过程的数学表达式结构形式完全相同：

?tTktT0ik?Ikmsin(?t????k)?Ikmsin(???k)e??0??msin(?t????0)??msin(???0)e

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1） 1） 当t?0,??90（即u1为最大）时，最不严重，此时自由分量为零。 2） 2） 当t?0,??0（即u1=0）时，最严重，此时自由分量最大。

突然短路的冲击电流可达额定电流的二、三十倍，空载合闸可能由于磁路饱和而出现的激磁涌流可达额定电流的数倍。（电流变化曲线见教材）。

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