实验一三相变压器综述.docx
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实验一三相变压器综述
实验一三相变压器
一、实验目的
1通过空载和短路实验,测定三相变压器的变比和参数。
2•通过负载实验,测取三相变压器的运行特性。
二、预习要点
1•如何用双瓦特计法测三相功率,空载和短路实验应如何合理布置仪表。
答:
在一个三相系统中,任何一相都可以成为另一相的参考点(或基准点)。
丫型接法通常选择中性点作为参考点,即便是三相三线制也将中性点作为参考点。
丫型接法的好处是每一相的电压、电流和功率都可以独立测量。
如果将三相中的某一相作为参考点,就可以用两只瓦特计测量整个三相系统的功率。
空载实验:
低压侧接电源,功率表、电流表,高压侧开路。
短路实验:
高压侧接电源、功率表、电流表,低压侧短路。
2•三相心式变压器的三相空载电流是否对称,为什么?
答:
不对称。
根据磁势与励磁电流的关系式、磁通与磁阻的关系式可知:
当外施三相对称电压时,三相空载电流不相等,中间相B相较小,A相和C相较大.B相磁路较短一B相磁阻较小一空载运行时,建立同样大小的主磁通所需的电流就小•
3.如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。
答:
空载实验测铁耗,短路实验测铜耗。
4.变压器空载和短路实验应注意哪些问题?
电源应加在哪一方较合适?
答:
空载实验:
空载实验要加到额定电压,当高压侧的额定电压较高时,为
了方便于试验和安全起见,通常在低压侧进行实验,而高压侧开路。
短路试验:
由于短路试验时电流较大,而外加电压却很低,一般电力变压器为额定电压的4%-10%为此为了便于测量,一般在高压侧试验,低压侧短路。
三、实验项目
1.测定变比
2.空载实验:
测取空载特性U=f(lo),Po=f(Uo),cos0=f(Uo)。
3.短路实验:
测取短路特性U=f(lk),P=f(lk),cosK=f(lk)。
4.纯电阻负载实验:
保持U=Un,cos^2=1的条件下,测取U=f(l2)。
四、实验设备及仪器
1.ME—1电机教学实验台主控制屏(含指针式交流电压表、交流电流表)
2•功率及功率因数表(MEL-20
3.三相心式变压器(MEL-02
4.三相可调电阻900Q(MEL-03
5.波形测试及开关板(MEL-05
6.三相可调电抗(MEL-08
五、实验方法
1.测定变比实验线路如图2-4所示
表2-6
图2-4三相变压器变比实验接线图
U(V)
Kuv
U(V)
K/w
U(V)
Kwu
K=i/3(Kuv
+Kw+KwU
Uiui.ivi
Ubui.3V1
UlVi.iWi
U3vi.3Wi
UlWi.iUi
U3wi.3Ui
428
108
3.96
4i5
i05
3.95
408
i04
3.92
3.94
2.空载实验
实验线路如图2-5所示
图2-5a三相变压器空载实验接线图(MEL-I、MEL-IIA)
W
序号
实验数据
计算数据
Ub(V)
I0(A)
F0(W)
u°
(V)
I°
(A)
F°
(W)
COS护0
U3u1.3V1
U3V1.3W1
U3W1.3U1
I3U10
I3V10
I3W10
P°1
F02
1
30
27
29
0.07
0.05
0.07
-0.57
2.11
28.67
0.063
1.54
L0.492
2
39
37.5
42.5
0.12
0.08
0.11
-1.46
4.17
39.67
0.103
2.71
L0.383
3
50
46
47.5
0.13
0.09
0.12
-2.75
6.21
47.83
0.113
3.46
L0.370
4
55
51
53
0.15
0.11
0.14
-4.51
8.57
53
0.133
4.06
L0.332
5
59
57
57.5
0.23
0.13
0.21
-6.98
11.67
57.83
0.190
4.69
L0.246
6
65
62.5
67.5
0.35
0.21
0.32
-11.6
17.33
65
0.293
5.73
L0.174
3.
短路实验
主控制屏交流电源输出
图2-6a三相变压器短路实验接线图(MEL-I、MEL-IIA)
表2-80=30°C
序号
实验数据
计算数据
UK(V
Ik(A)
Fk(W
u<
(V)
I<
(A)
F<
(W
COsVk
Uiui.ivi
UlVl.lUl
UlWl.lUl
I1U1
I1V1
I1W1
FF<1
P<2
1
14
13
12.5
0.23
0.22
0.20
0.46
2.74
13.2
0.22
3.20
L0.638
2
20.5
19.5
19
0.32
0.31
0.30
0.92
5.78
19.67
0.31
6.70
L0.634
3
22.5
22.0
23.0
0.37
0.34
0.35
1.16
7.49
22.50
0.35
8.65
L0.634
4
25.0
24.5
27.0
0.43
0.36
0.40
1.43
9.45
25.50
0.40
1088
L0.616
5
26.5
25.0
29.0
0.46
0.37
0.44
1.67
11.76:
26.83
0.42
13.43
L0.688
4.纯电阻负载实验
实验线路如图2-7所示
QZ
Z©
图2-7a三相变压器负载实验接线图(MEL-I、MEL-IIA)
序号
U(V)
I(A)
UlU1.1V1
UV1.1W1
U1W1.1U1
U2
I1U1
I1V1
I1W1
I2
1
218
210
228
219
0
0
0
0
2
204
197
214
205
13
12
125
12
3
198
190
208
199
19
18
18
18
4
188
180
196
188
30
28
29
29
5
177
169
185
177
40
38
40
39
表2-9
U
uv=Unf55V;COS申2=1
六、注意事项
在三相变压器实验中,应注意电压表、电流表和功率表的合理布置。
做短路实验时操作要快,否则线圈发热会引起电阻变化。
七、实验报告:
1.计算变比
由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据,分别计算出变比,然后取其平均值作为变压器的变比K。
K=Uui1U2/U2ui2U2
2.绘出空载特性曲线和计算激磁参数
(1)
cos;:
O=f(Ud。
绘出空载特性曲线UO=f(Io),R=f(U。
),
Po
3U°I。
(2)计算激磁参数
从空载特性曲线上查出对应于UO=U时的Io和Po值,并由下式算出激磁参数
3.绘出短路特性曲线和计算短路参数
(1)绘出短路特性曲线U=f(lk)、P<=f(|co)、K=f(Ik)。
(2)计算短路参数。
从短路特性曲线上查出对应于短路电流Ik=In时的U和Pk值,由下式算出实验
环境
温度为9(°C)短路参数。
Pk
Z'=UkJi2
Ik.lK
折算到低压方
.2,2
Xk=ZkTk
生r二土X
Zk2
「K2
Xk2
K
K
K
由于短路电阻rK随温度而变化,因此,算出的短路电阻应按国家标准换算到
基准工作温度75°C时的阻值
式中:
234.5为铜导线的常数,若用铝导线常数应改为228
阻抗电压
5.变压器的电压变化率△U
0.8两条外特性曲线U2=f(I2),由特性曲线
(1)绘出pOS审2=1和os徨=计算出l2=l2N时的电压变化率△U
3=U20-U2疋100%
(2)根据实验求出的参数,算出I2=I2N>COS「2=1和I2=I2N>COS2=0.8时的电压变化率△U。
△U=(UKrcos2+UKxsin2)
将两种计算结果进行比较,并分析不同性质的负载对输出电压的影响。
6.绘出被试变压器的效率特性曲线
*2
「=(1cosp—Dpkn_)100%
“PNCOS冬+FO+I2PKN
(1)用间接法算出=0.8不同负载电流时的变压器效率,记录于表2-5中。
表2-5COS2=0.8Po=4.06WPKN=0.816W
12(A)
P2(W)
n
0.2
24.32
0.033
0.4
48.64
0.130
0.6
72.96
0.294
0.8
97.28
0.522
1.0
121.60
0.816
1.2
145.92
1.175
式中:
I*PNCOS=2P2(W;
2
PKN为变压器IK=IN时的短路损耗(W;
Po为变压器Uo=UN寸的空载损耗(W。
(2)由计算数据绘出变压器的效率曲线n=f(I)o
、—十匡
(3)计算被试变压器n=nmax时的负载系数Bm=Pkn
数据处理:
Rm=76.51Zm=238.76Xm=226.17
R1k=22.67Z1k=36.81X1k=29.00
R2k=1.46Z2k=2.36X2k=1.86
Rk75C=1.70Zk75C=2.20Xk75C=1.86
Uk=2.77%
Ukr=2.14%
Ukx=2.34%
Pkn=0.816w
U二U20-U2100%=1.36%
U20
△U=(UKrCOS2+UKxsin2)=4.48%
Bm=2.23
绘图:
1.绘出空载特性曲线(图1-11、图1-12)
4.绘出cos;:
2
=Cos2=0.8两条外特性曲线U=f(I2)(图1-4)
图1-11
3•利用空载和短路实验测定的参数,画出被试变压器折算到低压方的
r”型等
效电路(图1-3)
T形筌最电略」
图1-4
八、实验体会
本次实验做了空载、短路实验以及负载实验,测定了三相变压器的变比和其他参数,和三相变压器的运行特性。
学会了功率因素表的使用,对三相变压器有了感性的认识。
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