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

80 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

38594. Разработка технологического процесса работы вокзала малой мощности 817 KB
  На территории РК размещено большое число железнодорожных станций разъездов депо и других хозяйственных подразделений участков пути постов контактной сети электрифицированных линий устройств связи и сигнализации от бесперебойной и согласованной Работы которых зависит выполнение планов перевозок пассажиров и грузов. Важнейшим требованием к работе железнодорожного транспорта является обеспечение полной безопасности движения поездов а также безопасности пассажиров и персонала сохранности перевозимых грузов. Железнодорожный транспорт ...
38596. Прогноз розвитку блогерських мереж у найближчі роки та оцінка перспективи створення блогерських мереж в Україні 443.5 KB
  Сукупність усіх блогів являє собою соціальний та інформаційний феномен що в грудні 2001 р. Приблизно щосекунди відкривається новий блог кількість блогів подвоюється кожних півроку. Достовірно підрахована кількість блогів на початок травня 2013 р. 156 мільйонів блогів.
38597. Веб–сайт для муниципального дошкольного образовательного учреждения детского сада для детей раннего возраста № 30 «Малыш» города Дубны Московской области 3.77 MB
  Для создания веб–сайта Малыш были проанализированы законодательные документы по разработке и наполнению официального сайта проведен сравнительный анализ существующих веб–ресурсов выявлены требования к информационной системе разработан проект системы и наполнен определенной информацией. Структура сайта Наполнение сайта В последние годы в России быстрыми темпами развивается Интернет и большая доля населения имеет у себя дома или на работе выход к его ресурсам возникает необходимость...
38598. ФРАЗЕОЛОГИЯ В СОВРЕМЕННОЙ ПРОЗЕ И СПОСОБЫ ЕЁ ПЕРЕДАЧИ В ПЕРЕВОДЕ 381 KB
  5 Проблема перевода фразеологических единиц. Все они описывают различные способы перевода фразеологических единиц. Однако не существует единого конкретного способа их перевода которым можно было бы пользоваться в работе.
38599. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С WEB-ДОСТУПОМ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЯ СОЦИАЛЬНО-КУЛЬТУРНОЙ СФЕРЫ 6.34 MB
  В данный момент используется большое количество разных ИС, многие предприятия на заказ разрабатывают необходимую для их предприятия ИС, кто-то использует готовые, но переработанные, а кто-то готовые на подобие программы «1С». С появлением интернета появилась возможность предоставлять услуги и в иных сферах, что дало толчок к созданию ИС с web-доступом.
38600. Основні передумови вдосконалення ротаційних граблів ГУР-4,2 1.57 MB
  Основні технології заготівлі сіна, що тепер застосовують, — це заготівля розсипного сіна та пресованого. У господарствах АПК України переважає перша технологія. Вона нескладна, дає змогу обходитися комплексом більш простих машин. Проте водночас вона має низку істотних вад, основними з яких є значні затрати праці, особливо ручної, та витрати енергії.
38601. ФОРМИРОВАНИЕ КОММУНИКАТИВНОЙ КОМПЕТЕНЦИИ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ ВО ВНЕУЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 361.5 KB
  Отечественные ученые, определяя младший школьный возраст как важный этап социализации и развития коммуникативных умений, считают, что ключом к успешной деятельности, ресурсом эффективности и благополучия будущей жизни ребенка, является коммуникативная компетенция
38602. Актуальные налоговые теории. Промысловое налогообложение 40.62 KB
  Под налоговыми теориями следует понимать ту или иную систему научных знаний о сути и природе налогов, их месте, роли и значении в экономической и социально-политической жизни общества. Иными словами налоговые теории представляют собой различные модели построения налоговых систем государства в зависимости от признания за налогами того или иного назначения.