专题四 变压器的外特性和电压调整率（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题四 变压器的外特性和电压调整率（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

一、考纲解读

1.考纲要求学生能清晰界定变压器外特性与电压调整率的定义，避免 “混淆原副边参数”“错改公式分母” 等基础概念错误，这是后续能力考察的前提。

2.考纲强调对学生推导与计算能力的考察，准确计算不同负载状态下的电压调整率，同时能应对 “反向求电压”“结合额定参数计算” 等拓展性计算题型，确保公式应用的灵活性与准确性。

3.考纲注重知识点与工程实际的结合，要求学生能将外特性与电压调整率的原理应用于实际场景分析。

4.考纲通过题型设计（如概念判断选择题、数据计算题），隐性考察学生对高频易错点的把控能力，要求学生能主动识别并规避这些易错点，确保知识掌握的严谨性。。

二、知识点梳理

一、变压器的外特性

对负载来讲,变压器相当于一个电源。对电源,我们所关心的是它的输出电压与负载电流大小的关系,即一般所说的外特性。为了适应不同负载的需要,对变压器的输出电压进行必要的调整,可以保证供电质量。

根据对变压器负载运行情况的分析,当一次绕组电压U1不变时,如果负载电流I2增加,在二次绕组内阻抗压降也会增加,二次绕组输出的电压U2随之下降。这种变化关系可以用变压器的外特性来描述。

当一次绕组电压和负载的功率因数,一定时,二次绕组输出的电压与负载电流的关系,称为变压器的外特性曲线,如图1-22所示。它可以用实验的方法测得。

在图1-22 中,当一次绕组加额定电压且时,二次绕组端电压 ，即变压器二次绕组空载电压为二次绕组额定电压。

(1)当负载为纯电阻时,,随着负载电流的增大,变压器二次绕组的输出电压逐渐降低,即变压器输出电压具有下降的外特性,但下降得并不多。

(2)当负载为电感性时,随着负载电流的增大,变压器二次绕组的输出电压下降较快。这是因为无功电流滞后,对变压器磁路中主磁通的去磁作用较强,使二次绕组的下降所致。

(3)当负载为电容性时,为负值。超前的无功电流有助磁作用,主磁通会有所增加,E_2也随之增加,使U_2会随I_2的增加而增加。

以上说明,功率因数对变压器外特性的影响是很大的,负载的功率因数确定之后,变压器的外特性曲线也就随之确定了。

二、变压器的电压调整率

一般情况下,当负载波动时,变压器的输出电压也是波动的。从负载用电的角度来看,总希望电源电压尽量稳定。当负载变动时,二次绕组输出电压的变化程度可以用电压调整率来描述变压器从空载到额定负载运行时,二次绕组输出电压的变化量∆U与空载额定电压的百分比,称为变压器的电压调整率,用∆U%表示,即

式中——变压器空载时二次绕组的额定电压,单位是 V(伏);

——变压器输出额定电流时二次绕组的输出电压,单位是 V(伏)。

电压调整率表征电网电压的稳定性,是变压器的主要性能指标之一,在一定程度上反映供电的质量,它与变压器参数及负载性质有关，对于电力变压器,由于其一次、二次绕组的电阻和漏抗都很小,额定负载时,电压调整率为 4%～6%。但当负载功率因数下降时,电压调整率会明显增大。因此,提高企业供电的功率因数,也有减小电压波动的作用。

三、真题练讲

1.（2025年河北省统一考试）已知某变压器，某负载下，则该负载下的电压调整率为（  ）

A. 3.33%

B. 3.45%

C. 3.57%

D. 3.68%

答案：A

解析：，B、C、D 计算错误，故 A 正确。

2.（2023年江西省统一考试）计算电压调整率时，若误将公式分母用负载电压代替空载电压，会导致计算结果（  ）

A. 偏大

B. 偏小

C. 不变

D. 无法确定

答案：A

解析：因多数负载下，分母变小会使计算结果偏大，正确值 4.35%，误算为，故 A 正确。

3.（2020年河北省统一考试）电力变压器的额定电压调整率通常要求控制在什么范围？（  ）

A. ≤3%

B. ≤5%

C. ≤8%

D. ≤10%

答案：B

解析：为保证居民及工业用电电压稳定，电力变压器额定调整率通常需≤5%，A 要求过严，C、D 电压波动过大，故 B 正确。

4.（2021年山东省统一考试）某变压器带感性负载时调整率为 4.8%，若负载变为容性，调整率会（  ）

A. 增大

B. 减小

C. 不变

D. 先增后减