专题四 变压器的空载试验和短路试验（专项练习） -河南省对口招生《电压与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题四 变压器的空载试验和短路试验 一、填空题 1.变压器空载试验中，测量变比K采用的方法是______。 答案：双电压表法 解析：该方法通过在一次、二次绕组分别接电压表，调节一次电压至额定值，读取两侧电压计算变比，是空载试验测变比的标准方法。 2.小型变压器的空载电流通常为额定电流的______。 答案：5%～10% 解析：此范围是小型变压器空载电流的正常区间，超过10%会增加损耗，超过20%可能存在铁心饱和或绕组短路问题。 3.空载试验中，功率表测得的空载损耗P₀等于变压器的______。 答案：铁损（PFe） 解析：空载时二次开路无铜损，一次空载电流小，铜损可忽略，输入功率全部用于铁心损耗。 4.励磁阻抗Zm的计算公式为Zm=______。 答案：U₁ₙ/I₀ 解析：励磁阻抗是一次绕组额定电压与空载电流的比值，反映铁心磁化性能和铁损的综合参数。 5.短路试验中，二次绕组需处于______状态。 答案：短路 解析：短路试验通过将二次短路，调节一次电压使电流达额定值，以测量铜损、短路电压等参数。 6.中小型电力变压器的短路电压通常为额定电压的______。 答案：4%～10.5% 解析：该范围是中小型变压器短路电压的典型值，反映短路阻抗大小，影响电压稳定性和短路电流限制。 7.短路阻抗Zk的计算公式为Zk=______。 答案：Uk/IN 解析：其中Uk为一次电流达额定值时的短路电压，IN为额定电流，该公式直接由阻抗定义推导得出。 8.励磁电抗Xm的计算公式为Xm=______。 答案：√(Zm²−rm²) 解析：励磁阻抗Zm、电阻rm、电抗Xm构成直角三角形关系，故Xm可通过勾股定理由Zm和rm计算。 9.变压器空载试验一般在______侧施加额定电压。 答案：低压 解析：低压侧加压更安全且便于调节，高压侧空载，测量后需通过变比将阻抗折算至高压侧。 10.短路试验中，功率表测得的功率Pk等于变压器的______。 答案：额定铜损（PCuN） 解析：短路时铁损可忽略，输入功率主要消耗在一、二次绕组电阻上，故Pk即为额定负载时的铜损。 二、判断题 1.空载试验中，一次绕组电压越高，铁损越小。（ ） 答案：错误 解析：铁损与铁心磁通相关，电压越高磁通越大，铁损（尤其是涡流损耗）会随之增大。 2.短路试验中，铁损可忽略的原因是主磁通极小。（ ） 答案：正确 解析：短路时一次电压低，主磁通远小于额定值，铁心损耗极小，可近似忽略。 3.励磁阻抗Zm是常数，不随工作点变化。（ ） 答案：错误 解析：因铁心磁化曲线非线性，Zm随饱和程度增加而减小，仅在运行线性段可近似为常数。 4.变压器的铜损仅在短路试验时存在。（ ） 答案：错误 解析：铜损是绕组电阻的损耗，只要绕组有电流就存在，空载时一次有微小电流，也有少量铜损（可忽略）。 5.短路电压越大，变压器限制短路电流的能力越强。（ ） 答案：正确 解析：短路电压与短路阻抗成正比，阻抗越大，短路时电流被限制得越小，提升故障时的安全性。 6.空载试验中，低压侧阻抗折算至高压侧的公式为Z₁=KZ₂。（ ） 答案：错误 解析：正确公式为Z₁=K²Z₂，阻抗折算与变比的平方成正比，而非一次方。 7.变比K是变压器并联运行的重要参数。（ ） 答案：正确 解析：并联运行的变压器需变比一致，否则会产生环流，影响运行效率和安全性。 8.短路试验中，一次绕组电流达到额定值时的电压为额定电压。（ ） 答案：错误 解析：该电压为短路电压，远小于额定电压，中小型变压器通常仅为额定电压的4%~10.5%。 9.空载功率因数cosφ₀越低，说明铁心和绕组质量越好。（ ） 答案：正确 解析：cosφ₀由P₀/(UNI₀)计算，P₀越小（铁损小），cosφ₀越低，反映铁心和绕组性能优良。 10.大型电力变压器的短路电压范围为12.5%～17.5%。（ ） 答案：正确 解析：大型变压器需更强的短路电流限制能力，故短路电压较大，该范围为其典型值。 三、选择题 1.变压器空载试验中，二次绕组的状态是（ ） A.短路 B.开路 C.接负载 D.接地 答案：B 解析：空载试验需二次开路，使一次空载运行，以测量空载电流、铁损等参数，若短路则为短路试验条件。 2.下列参数中，不属于空载试验测量内容的是（ ） A.变比K B.铜损PCu C.空载电流I₀ D.励磁阻抗Zm 答案：B 解析：铜损需在短路试验中测量，空载试验因电流小，铜损可忽略，无法准确测量。 3.当铁心饱和程度增加时，励磁阻抗Zm的变化趋势是（ ） A.增大 B.减小 C.不变 D.先增后减 答案：B 解析：饱和程度增加，相同电压下空载电流增大，由Zm=U₁ₙ/I₀可知，I₀增大则Zm减小。 4.短路电压Uk的含义是（ ） A.短路时的电压降 B.额定电流时的一次电压 C.空载时的电压损失 D.额定负载时的电压偏差 答案：B 解析：短路电压指一次绕组电流达额定值时的电压，通常以额定电压的百分比表示，反映短路阻抗大小。 5.下列关于铁损和铜损的说法，正确的是（ ） A.铁损与电流平方成正比 B.铜损与电压相关 C.铁损在空载时测量 D.铜损在空载时不可忽略 答案：C 解析：铁损与电压（磁通）相关，在空载试验中测量；铜损与电流平方成正比，在短路试验中测量，空载时可忽略。 6.变压器空载试验中，若铁损超过规定值，可能的原因是（ ） A.铁心绝缘良好 B.绕组匝数过少 C.铁心质量不合格 D.空载电流过小 答案：C 解析：铁损超标通常因铁心材料或制造工艺问题，导致磁化损耗过大，说明铁心质量不合格。 7.短路试验中，一次绕组的电压调节要求是（ ） A.直接加额定电压 B.从零逐渐升高 C.加半载电压 D.加额定电流对应的电压 答案：B 解析：为避免电流突变损坏绕组，短路试验时一次电压需从零缓慢升高至额定电流对应的数值。 8.励磁电阻rm的物理意义是（ ） A.表征铁心磁化性能 B.表征铁心损耗 C.表征绕组电阻 D.表征漏磁效应 答案：B 解析：励磁电阻是对应铁损的等效电阻，其大小反映铁心损耗的高低。 9.大型电力变压器的短路电压范围为（ ） A.1%～3% B.4%～10.5% C.12.5%～17.5% D.20%～30% 答案：C 解析：大型变压器需更强的短路电流限制能力，故短路电压较大，该范围为其典型值。 10.空载试验中，低压侧阻抗折算至高压侧的公式为（ ） A.Z₁=KZ₂ B.Z₁=Z₂/K C.Z₁=K²Z₂ D.Z₁=Z₂/K² 答案：C 解析：阻抗折算与变比的平方成正比，高压侧阻抗是低压侧阻抗乘以变比的平方。 11.变压器空载功率因数cosφ₀的计算公式为（ ） A.P₀/(UₙI₀) B.UₙI₀/P₀ C.P₀/Uₙ D.I₀/Uₙ 答案：A 解析：功率因数为有功功率（空载损耗P₀）与视在功率（UₙI₀）的比值，反映空载时的能量转换效率。 12.短路试验中，短路电抗Xk的计算公式为（ ） A.√(Zk²−rk²) B.Zk−rk C.√(Zk−rk) D.Zk²−rk² 答案：A 解析：短路阻抗Zk、电阻rk、电抗Xk构成直角三角形，故Xk可通过勾股定理计算。 13.下列哪种情况会导致空载电流过大？（ ） A.铁心绝缘不良 B.绕组匝数过多 C.铁心过于饱和 D.铜损过小 答案：C 解析：铁心饱和会使磁化电流激增，导致空载电流超过正常范围，是空载电流过大的常见原因。 14.短路阻抗Zk对变压器外特性的影响是（ ） A.Zk越大，外特性越平缓 B.Zk越小，外特性越平缓 C.Zk与外特性无关 D.Zk越大，电压调整率越小 答案：B 解析：Zk越小，负载变化时电压波动越小，外特性（输出电压与负载电流关系）越平缓。 15.空载试验中，若二次绕组空载电流的误差超过10%，说明（ ） A.铁心质量优良 B.绕组可能存在故障 C.铁损正常 D.励磁阻抗过大 答案：B 解析：小型变压器二次空载电流允许误差小于10%，超差可能因绕组匝间短路或匝数偏差。 16.短路试验的主要目的不包括（ ） A.测量额定铜损 B.测量短路电压 C.计算短路阻抗 D.测量铁损 答案：D 解析：铁损在空载试验中测量，短路试验因铁损可忽略，主要测量与绕组相关的参数。 17.励磁电抗Xm表征的是（ ） A.铁心损耗 B.绕组电阻 C.铁心磁化性能 D.漏磁效应 答案：C 解析：励磁电抗与铁心磁化能力相关，反映交变磁通在铁心中产生的电抗特性。 18.变压器铭牌上的“阻抗电压4.94%”表示（ ） A.短路电压为额定电压的4.94% B.空载电压损失4.94% C.额定负载时电压降4.94% D.短路时电压降4.94% 答案：A 解析：阻抗电压即短路电压，通常以额定电压的百分比标注，4.94%表示短路电压为额定值的4.94%。 19.空载试验中，若一次绕组加额定电压，二次绕组的空载电压等于（ ） A.额定电压U₂ₙ B.零 C.一次电压的1/K D.任意值 答案：A 解析：空载时二次电压等于其额定值U₂ₙ，与一次额定电压满足变比关系U₁ₙ/U₂ₙ=K。 20.短路试验中，当一次电流达到额定值时，二次电流（ ） A.为零 B.小于额定值 C.等于额定值 D.大于额定值 答案：C 解析：根据电流比关系，一次电流达额定值时，二次电流也同步达到额定值，此时铜损为额定值。 21.下列参数中，与铁心饱和程度无关的是（ ） A.励磁阻抗Zm B.空载电流I₀ C.短路电阻rk D.励磁电抗Xm 答案：C 解析：短路电阻rk是绕组电阻，与绕组材料和长度相关，不受铁心饱和程度影响。 22.空载试验中，选择低压侧加压的原因是（ ） A.降低铁损 B.便于调节电压 C.增大励磁电流 D.减少铜损 答案：B 解析：低压侧电压低，调节更安全方便，且铁损与加压侧无关，只需后续折算阻抗即可。 23.短路阻抗Zk越大，变压器发生短路时的短路电流（ ） A.越大 B.越小 C.不变 D.无法确定 答案：B 解析：短路阻抗是限制短路电流的关键参数，Zk越大，短路时的阻抗限制作用越强，电流越小。 24.铁损的主要组成部分是（ ） A.绕组电阻损耗 B.涡流损耗和磁滞损耗 C.漏磁损耗 D.空载电流损耗 答案：B 解析：铁损由铁心的涡流效应和磁滞现象引起，是空载时的主要损耗。 25.变压器试验的核心目的是（ ） A.降低成本 B.检验性能是否符合标准 C.提高效率 D.减少重量 答案：B 解析：空载和短路试验的核心是检验变压器性能是否达标、是否存在缺陷，为安全运行提供依据。 四、简答题 1.简述变压器空载试验和短路试验的主要目的。 答案：空载试验目的是测定变比K、空载电流I₀、铁损P₀及励磁阻抗Zm，判断铁心质量和绕组是否短路；短路试验目的是测定额定铜损、短路电压Uk及短路阻抗Zk，检查绕组质量，评估短路电流限制能力。 2.短路阻抗Zk对变压器运行有何影响？ 答案：Zk影响外特性和短路安全。正常运行时，Zk小则电压波动小，外特性平缓；短路时，Zk大则能限制短路电流，降低故障危害。设计时需平衡两者，兼顾运行稳定性与故障安全性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题四 变压器的空载试验和短路试验 一、填空题 1.变压器空载试验中，测量变比K采用的方法是______。 2.小型变压器的空载电流通常为额定电流的______。 3.空载试验中，功率表测得的空载损耗P₀等于变压器的______。 4.励磁阻抗Zm的计算公式为Zm=______。 5.短路试验中，二次绕组需处于______状态。 6.中小型电力变压器的短路电压通常为额定电压的______。 7.短路阻抗Zk的计算公式为Zk=______。 8.励磁电抗Xm的计算公式为Xm=______。 9.变压器空载试验一般在______侧施加额定电压。 10.短路试验中，功率表测得的功率Pk等于变压器的______。 二、判断题 1.空载试验中，一次绕组电压越高，铁损越小。（ ） 2.短路试验中，铁损可忽略的原因是主磁通极小。（ ） 3.励磁阻抗Zm是常数，不随工作点变化。（ ） 4.变压器的铜损仅在短路试验时存在。（ ） 5.短路电压越大，变压器限制短路电流的能力越强。（ ） 6.空载试验中，低压侧阻抗折算至高压侧的公式为Z₁=KZ₂。（ ） 7.变比K是变压器并联运行的重要参数。（ ） 8.短路试验中，一次绕组电流达到额定值时的电压为额定电压。（ ） 9.空载功率因数cosφ₀越低，说明铁心和绕组质量越好。（ ） 10.大型电力变压器的短路电压范围为12.5%～17.5%。（ ） 三、选择题 1.变压器空载试验中，二次绕组的状态是（ ） A.短路 B.开路 C.接负载 D.接地 2.下列参数中，不属于空载试验测量内容的是（ ） A.变比K B.铜损PCu C.空载电流I₀ D.励磁阻抗Zm 3.当铁心饱和程度增加时，励磁阻抗Zm的变化趋势是（ ） A.增大 B.减小 C.不变 D.先增后减 4.短路电压Uk的含义是（ ） A.短路时的电压降 B.额定电流时的一次电压 C.空载时的电压损失 D.额定负载时的电压偏差 5.下列关于铁损和铜损的说法，正确的是（ ） A.铁损与电流平方成正比 B.铜损与电压相关 C.铁损在空载时测量 D.铜损在空载时不可忽略 6.变压器空载试验中，若铁损超过规定值，可能的原因是（ ） A.铁心绝缘良好 B.绕组匝数过少 C.铁心质量不合格 D.空载电流过小 7.短路试验中，一次绕组的电压调节要求是（ ） A.直接加额定电压 B.从零逐渐升高 C.加半载电压 D.加额定电流对应的电压 8.励磁电阻rm的物理意义是（ ） A.表征铁心磁化性能 B.表征铁心损耗 C.表征绕组电阻 D.表征漏磁效应 9.大型电力变压器的短路电压范围为（ ） A.1%～3% B.4%～10.5% C.12.5%～17.5% D.20%～30% 10.空载试验中，低压侧阻抗折算至高压侧的公式为（ ） A.Z₁=KZ₂ B.Z₁=Z₂/K C.Z₁=K²Z₂ D.Z₁=Z₂/K² 11.变压器空载功率因数cosφ₀的计算公式为（ ） A.P₀/(UₙI₀) B.UₙI₀/P₀ C.P₀/Uₙ D.I₀/Uₙ 12.短路试验中，短路电抗Xk的计算公式为（ ） A.√(Zk²−rk²) B.Zk−rk C.√(Zk−rk) D.Zk²−rk² 13.下列哪种情况会导致空载电流过大？（ ） A.铁心绝缘不良 B.绕组匝数过多 C.铁心过于饱和 D.铜损过小 14.短路阻抗Zk对变压器外特性的影响是（ ） A.Zk越大，外特性越平缓 B.Zk越小，外特性越平缓 C.Zk与外特性无关 D.Zk越大，电压调整率越小 15.空载试验中，若二次绕组空载电流的误差超过10%，说明（ ） A.铁心质量优良 B.绕组可能存在故障 C.铁损正常 D.励磁阻抗过大 16.短路试验的主要目的不包括（ ） A.测量额定铜损 B.测量短路电压 C.计算短路阻抗 D.测量铁损 17.励磁电抗Xm表征的是（ ） A.铁心损耗 B.绕组电阻 C.铁心磁化性能 D.漏磁效应 18.变压器铭牌上的“阻抗电压4.94%”表示（ ） A.短路电压为额定电压的4.94% B.空载电压损失4.94% C.额定负载时电压降4.94% D.短路时电压降4.94% 19.空载试验中，若一次绕组加额定电压，二次绕组的空载电压等于（ ） A.额定电压U₂ₙ B.零 C.一次电压的1/K D.任意值 20.短路试验中，当一次电流达到额定值时，二次电流（ ） A.为零 B.小于额定值 C.等于额定值 D.大于额定值 21.下列参数中，与铁心饱和程度无关的是（ ） A.励磁阻抗Zm B.空载电流I₀ C.短路电阻rk D.励磁电抗Xm 22.空载试验中，选择低压侧加压的原因是（ ） A.降低铁损 B.便于调节电压 C.增大励磁电流 D.减少铜损 23.短路阻抗Zk越大，变压器发生短路时的短路电流（ ） A.越大 B.越小 C.不变 D.无法确定 24.铁损的主要组成部分是（ ） A.绕组电阻损耗 B.涡流损耗和磁滞损耗 C.漏磁损耗 D.空载电流损耗 25.变压器试验的核心目的是（ ） A.降低成本 B.检验性能是否符合标准 C.提高效率 D.减少重量 四、简答题 1.简述变压器空载试验和短路试验的主要目的。 2.短路阻抗Zk对变压器运行有何影响？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$