判断题
634.当铁损和铜损相等时,变压器处于最经济运行状态,一般在其带额定容量的50%~70%时。
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
变压器的总损耗主要由**铁损**(空载损耗,$P_{Fe}$)和**铜损**(负载损耗,$P_{Cu}$)两部分组成。
1. **损耗特性分析**:
* **铁损**:主要取决于电源电压和频率。在变压器正常运行时,电压基本恒定,因此铁损可以视为**固定不变**的常数。
* **铜损**:与负载电流的平方成正比。若设变压器的负载率为 $\beta$(即实际负载与额定容量的比值),则铜损 $P_{Cu} = \beta^2 P_{CuN}$,其中 $P_{CuN}$ 为额定负载下的铜损。
2. **最高效率条件推导**:
变压器的效率 $\eta$ 定义为输出功率与输入功率之比。要使效率最高,即要求总损耗最小(相对于输出功率的变化率而言)。通过数学推导可知,当**可变损耗(铜损)等于固定损耗(铁损)**时,变压器的效率达到最大值。
即:$P_{Fe} = P_{Cu} = \beta^2 P_{CuN}$。
3. **负载率范围分析**:
由上述条件可得最佳负载率 $\beta = \sqrt{\frac{P_{Fe}}{P_{CuN}}}$。
在设计制造变压器时,为了兼顾经济性和材料成本,通常会将额定负载下的铜损设计得比铁损大。一般电力变压器的 $P_{CuN}$ 约为 $P_{Fe}$ 的 2~4 倍左右。
因此,$\beta = \sqrt{\frac{1}{2}} \approx 0.707$ 到 $\sqrt{\frac{1}{4}} = 0.5$ 之间。
这意味着,当变压器带额定容量的 **50%~70%** 时,铁损和铜损大致相等,此时变压器处于最经济运行状态(效率最高)。
综上所述,题目中的描述符合变压器运行原理及工程设计常识。
**结论:正确**
相关知识点:
铁铜损等时经济运行态
题目纠错
高压电工作业(全国)题库
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