11869

Исследование однофазного двухобмоточного трансформатора

Лабораторная работа

Энергетика

Цель работы Проведение опытов холостого хода и короткого замыкания и расчет по данным этих опытов параметров схемы замещения и некоторых других зависимостей характеризующих работу трансформатора при нагрузке а также поведение трансформатора при внезапном ко

Русский

2013-04-14

316.5 KB

78 чел.

  1.  Цель работы
    1.  Проведение опытов холостого хода и короткого замыкания и расчет по данным этих опытов параметров схемы замещения и некоторых других зависимостей, характеризующих работу трансформатора при нагрузке, а также поведение трансформатора при внезапном коротком замыкании вторичной обмотки.
  2.  Программа работы
    1.  Исследовать трансформатор в режиме опыта короткого замыкания:
    2.  Исследовать трансформатор в режиме холостого хода:
    3.  Снять внешнюю характеристику трансформатора при активной нагрузке и сравнить её с расчетной.
    4.  Рассчитать КПД трансформатора и построить зависимость КПД от коэффициента нагрузки.
    5.  Рассчитать ток внезапного короткого замыкания.
    6.  Исследовать параллельную работу двух однофазных трансформаторов.
  3.  Приборы и оборудование

В лабораторной работе используются следующие модули:

  •  модуль питания стенда (МПС);
  •  модуль питания (МП);
  •  модуль измерителя мощности (МИМ);
  •  модуль автотрансформатора (ЛАТР);
  •  модуль однофазных трансформаторов (МОТ);
  •  силовой модуль (СМ);
  •  модуль ввода/вывода (МВВ).
  1.  Порядок выполнения работы
    1.  Перед проведением работы необходимо привести модули в исходное состояние.
    2.  В работе используется однофазный двухобмоточный трансформатор, каталожные данные которого приведены в Приложении А.
    3.  Для проведения данной работы на персональном компьютере должно быть загружено ПО Labdrive и выбрана соответствующая лабораторная работа. Опыт короткого замыкания:

Опыт короткого замыкания проводят при пониженном напряжении U1K, при котором ток в первичной обмотке трансформатора .

Схема для проведения опыта короткого замыкания трансформатора представлена на рисунке 1.


Рисунок 1 – Схема для проведения опыта короткого замыкания.

Опыт проводится в следующей последовательности:

  •  включить последовательно автоматические выключатели QF1 модуля питания стенда и QF2 модуля питания;
  •  включить кнопку «Сеть» МИМ;
  •  включить переключатель SA1 модуля ЛАТР. Установить такое напряжение, при котором ток первичной обмотки трансформатора примерно равен номинальному току первичной обмотки трансформатора:  (Приложение А),

где  – полная номинальная мощность трансформатора, ВА.

Данные опыта занести в таблицу 1.

Таблица 1 – Данные опыта

Данные опыта

Расчётные данные

U

I

PК

zК

rК

xК

UК

UКA

UКR

В

А

Вт

Ом

Ом

Ом

%

%

%

Из-за погрешности измерения активной мощности при опыте короткого замыкания PК, значения индуктивного сопротивления  могут получиться отрицательными.

В этом случае потери короткого замыкания могут быть получены через сопротивления обмоток трансформатора:

,

где kкоэффициент трансформации трансформатора (Приложение А).

Расчётные данные.

Коэффициент мощности при опыте короткого замыкания: .

Полное, активное и индуктивное сопротивления трансформатора при опыте короткого замыкания (приводят к расчетной рабочей температуре 75° С): ; ;

; ; .

Напряжение короткого замыкания в процентах, активная и реактивная составляющие, %:  .

  1.  Опыт холостого хода

Схема для проведения опыта холостого хода представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема для проведения опыта холостого хода

Опыт проводится в следующей последовательности:

  •  включить последовательно автоматические выключатели QF1 модуля питания стенда и QF2 модуля питания;
  •  включить кнопку «Сеть» МИМ.
  •  перевести переключатель SA1 модуля автотрансформатора переводится в верхнее положение и рукояткой устанавливается выходное напряжение ~220 В.

Данные опыта занести в таблицу 2.

Таблица 2 – Данные опыта

Данные опыта

Расчётные данные

U1

I0

P0

U20

К

zm

rm

xm

I0*

В

А

Вт

В

Ом

Ом

Ом

После проведения опыта ручку автотрансформатора установить в крайнее левое положение, тумблер SA1 перевести в нижнее положение, отключить автоматы QF1,QF2.

Расчётные данные.

Коэффициент трансформации трансформатора .

Полное, активное и индуктивное сопротивления намагничивающего контура «Т» – образной схемы замещения трансформатора, Ом ; ;

.

Коэффициент мощности при опыте холостого хода трансформатора .

Ток холостого хода трансформатора в долях номинального тока первичной обмотки трансформатора , где  – номинальный ток первичной обмотки трансформатора, А: .

  1.  Внешние характеристики трансформатора

Внешние характеристики представляют собой зависимости вторичного напряжения трансформатора от тока нагрузки U2 = f(i2) при U1 = U1H = const; . Схема для снятия внешних характеристик представлена на рисунке 3.

Опыт проводится в следующей последовательности:

  •  переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞», что соответствует режиму холостого хода трансформатора;
  •  включить автоматические выключатели QF1 и QF2 модулей питания;
  •  изменением положения переключателя SA1 модуля МОТ увеличивать нагрузку до тех пор, пока ток вторичной обмотки приблизительно не будет равен номинальному току:  (Приложение А).

Рисунок 3 – Схема для снятия внешней характеристики трансформатора

Данные опыта занести в таблицу 3.

Таблица 3 – Данные опыта

Данные опыта

Расчётные данные

U1

U2

I2

КТР

КНГ

I1

В

В

А

А

По расчетным данным построить внешнюю характеристику трансформатора и зависимость КПД трансформатора от коэффициента нагрузки:

.

Опытную и расчетную внешние характеристики трансформатора следует представить на одном графике и проанализировать их.

Расчетное значение вторичного напряжения U2 при нагрузке в зависимости от коэффициента нагрузки находят из выражения: , где  – напряжение вторичной обмотки трансформатора на холостом ходу (принимается из опытных данных), В.

Процентное изменение вторичного напряжения трансформатора: , где  = 1 для чисто активной нагрузки.

  1.  Коэффициент полезного действия трансформатора

Коэффициент полезного действия трансформатора определяют только расчетным путем:

,

где  – потери холостого хода при номинальном напряжении первичной обмотки трансформатора, Вт;  – потери короткого замыкания при номинальном токе, приведенные к температуре 750 С, Вт: .

  1.  Ток внезапного короткого замыкания

По данным опыта короткого замыкания и найденным параметрам расчетным способом могут быть определены установившийся и ударный ток внезапного короткого замыкания, А: ,  .

Уравнение кривой тока: .

  1.  Параллельная работа двух однофазных трансформаторов

Схема для исследования параллельной работы двух однофазных трансформаторов представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема для исследования параллельной работы двух однофазных трансформаторов

Опыт проводится в следующей последовательности:

  •  переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞»;
  •  включить автоматические выключатели QF1 и QF2 модулей питания;
  •  изменяя положение переключателя SA1 модуля МОТ, увеличивать нагрузку до тех пор, пока ток нагрузки приблизительно не будет равен номинальному току.

Данные опыта занести в таблицу 4.

Таблица 4 – Данные опыта

I1

U1

I21

I22

I2

U2

А

В

А

А

А

В

После проведения опыта переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞», отключить автоматические выключатели QF2, QF1.

По данным таблицы 4 построить следующие зависимости: U2=f(I2), U2=f(I21), U2=f(I22) при U1 = const.

  1.  Контрольные вопросы
    1.  Почему ток холостого хода трансформатора очень мал и составляет несколько процентов от номинального тока?
    2.  Как объяснить, что при опыте короткого замыкания ?
    3.  Чем объяснить, что КПД трансформатора, как правило, определяют расчетным способом?
    4.  Можно ли включать в параллельную работу два трансформатора с разными параметрами?
    5.  Как правильно включить трансформаторы на параллельную работу?

Назовите достоинства и недостатки параллельной работы трансформаторов?

Вывод:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

85291. У царстві рослин. Дерева, кущі, трави. Зовнішня будова рослин 69.5 KB
  Ознайомити з функціональним призначенням органів рослин, показати пристосування рослин для поширення плодів і насіння; розвивати спостережливість, увагу; виховувати бережливе ставлення до природи, любов до рідного краю, почуття прекрасного в природі.
85292. У царстві рослин. Я і Україна 135 KB
  Мета: формування ключових компетентностей: вміння вчитися – самоорганізовуватися до навчальної діяльності у взаємодії; загальнокультурної – дотримуватися норм мовленнєвої культури, зв’язно висловлюватися в контексті змісту; соціальної – проектувати стратегії своєї поведінки з урахуванням потреб...
85294. Свято в королівстві Ввічливості (лицарський турнір) 82 KB
  Запрошуємо Вас на наше свято. Відбудеться воно в незвичайній країні..., країні – добрих і ввічливих людей. Є в тій країні Королівство гарних манер або королівство Ввічливості. Правлять королівством їхні величності Король та Королева. А зрештою – побачите самі!
85295. Руководство по защите от пыли при добыче и переработке полезных ископаемых 12.46 MB
  Руководство было написано группой специалистов по технике безопасности, охране труда, профессиональным заболеваниям, и инженерами (перечислены ниже) для того, чтобы собрать и представить проверенные технологии и методы снижения воздействия пыли на людей, используемые на всех стадиях добычи и переработки минеральных полезных ископаемых.
85296. Фольклорная арт-терапия 39.8 KB
  Несомненную привлекательность арттерапии в глазах современного человека пользующегося в основном вербальным каналом коммуникации составляет то что она использует язык визуальной и пластической экспрессии. Это делает ее незаменимым инструментом для исследования и гармонизации тех сторон внутреннего мира человека для выражения которых слова малопригодны. С развитием арттерапии связываются надежды на создание такой гуманной синтетической методологии которая в равной мере учитывала бы достижения научной мысли и опыт искусства интеллект...
85297. Аксиологические аспекты народной художественной культуры 41.22 KB
  В обществе с каждым годом все острее встает проблема сохранения и развития народной художественной культуры. В различных дискуссиях посвященных народной художественной культуре ученые пытаются решить какие формы народной художественной культуры архаичные или более поздние: художественная самодеятельность фольклоризм фольклор субкультур неофольклор имеют большую эстетическую ценность и право на существование в наши дни. Поэтому для поиска путей решения вышеуказанных проблем необходимо рассмотреть эстетические этические и моральные...
85298. Основные определения народной художественной культуры 34.59 KB
  Народная культура это традиционная культура включающая культурные пласты разных эпох от глубокой древности до настоящего времени субъектом которой является народ – коллективная личность которая означает объединение всех индивидов коллектива общностью культурных связей и механизмов жизнедеятельности. Это культура бесписьменная именно поэтому в ней большое значение принадлежит традиции как способу трансляции жизненно важной для общества информации. Народная культура консервативна практически не подвержена влиянию иных культурных...
85299. Структура курса Теория и история народной художественной культуры 34.76 KB
  С помощью народной художественной культуры испокон веков в наиболее доступной форме передавались молодому поколению сложившиеся в течение столетий эстетические нравственные и трудовые идеалы представления о мире и человеке. Именно поэтому знание народной художественной культуры воспринимается как составляющая духовности самобытный фактор преемственности поколений. Курс Теория и история народной художественной культуры предполагает изучение студентами русского народного творчества как социальноисторического явления осознание природы...