ID: 11871

Название работы: Исследование трехфазного трансформатора

Категория: Лабораторная работа

Предметная область: Энергетика

Описание: Цель работы Проведение опытов холостого хода и короткого замыкания и расчет по данным этих опытов параметров схемы замещения и некоторых других зависимостей характеризующих работу трехфазного трансформатора при нагрузке Программа работы И...

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-04-14

Размер файла: 366 KB

Работу скачали: 57 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 трехфазного трансформатора при нагрузке
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 при соединении обмоток по схеме «звезда/звезда».
   4.  Снять внешнюю характеристику трансформатора при активной нагрузке при соединении обмоток по схеме «звезда/треугольник».
   5.  Исследовать трансформатор при несимметричной нагрузке без нулевого провода.
   6.  Исследовать трансформатор при несимметричной нагрузке с нулевым проводом.
3.  Приборы и оборудование

В лабораторной работе используются следующие модули:

•  модуль питания стенда (МПС);
•  модуль питания (МП);
•  модуль измерителя мощности (МИМ);
•  модуль добавочных сопротивлений №2 (МДС2);
•  модуль однофазных трансформаторов (МОТ);
•  модуль ввода/вывода (МВВ);
•  силовой модуль (СМ).

1.  Порядок выполнения работы
   1.  Перед проведением работы необходимо привести модули в исходное состояние.
   2.  В работе используется трехфазный трансформатор на основе трех однофазных двухобмоточных трансформаторов, данные которого приведены в Приложении А.
   3.  Для проведения данной работы на персональном компьютере должно быть загружено ПО Labdrive и выбрана соответствующая лабораторная работа.
   4.  Опыт короткого замыкания

Схема для проведения опыта короткого замыкания трехфазного 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;
•  переключателем SA1 модуля МОТ изменять сопротивление в первичной ветви до тех пор, пока ток приблизительно не будет равен номинальному:  (Приложение А), где  – полная номинальная мощность трансформатора, ВА.

Данные опыта занести в таблицу 1.

Таблица 1 – Данные опыта

Данные опыта			Расчётные данные
U1К	I1К	PК		zК	rK	xK	UK	UKA	UKR
В	А	Вт		Ом	Ом	Ом	%	%	%

U1К – среднее значение линейного напряжения.

I1К – среднее значение линейного тока.

PК – мощность короткого замыкания трех фаз.

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

Опыт холостого хода проводится при номинальном напряжении первичной обмотки и разомкнутой вторичной обмотке трансформатора. 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.

Данные опыта занести в таблицу 2.

Таблица 2 – Данные опыта

Данные опыта				Расчётные данные
U10	I0	P0	U20	K		zm	rm	xm	I0*
В	А	Вт	В			Ом	Ом	Ом	%

U10 – среднее значение линейного напряжения.

I0 – среднее значение линейного тока.

P0 – мощность короткого замыкания трех фаз.

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 при соединении обмоток по схеме «звезда/звезда».

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.

Рисунок 3 – Схема для снятия внешней характеристики трансформатора при соединении
обмоток по схеме «звезда/звезда».

Опыт проводится в следующем порядке:

•  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).

Данные опыта занести в таблицу 3.

Таблица 3 – Данные опыта

U1	I1	UА1N1	UB1N1	UC1N1	I21	I22	I23	KНГ
В	А	В	В	В	А	А	А

Коэффициент нагрузки: , где  – среднее значение линейных токов вторичной обмотки, А: .

По данным таблицы 3 построить следующие зависимости:

UА1N1 = f(I21); UB1N1 = f(I22); UC1N1 = f(I23).

1.  Внешние характеристики трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/треугольник». Схема для снятия внешних характеристик представлена на рис. 4

Рисунок 4 – Схема для снятия внешней характеристики трансформатора
при соединении обмоток по схеме «звезда/треугольник»

Опыт проводится в следующем порядке:

•  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).

Данные опыта занести в таблицу 4.

Таблица 4 – Данные опыта

U1	I1	UА1B1	UB1C1	UC1A1	I21	I22	I23	KНГ
В	А	В	В	В	А	А	А

Коэффициент нагрузки: , где  – среднее значение линейных токов вторичной обмотки, А: .

По данным таблицы 4 построить следующие зависимости:

UА1B1 = f(I21); UB1C1 = f(I22); UC1A1 = f(I23).

1.  Несимметричная нагрузка трансформатора без нулевого провода

Схема для исследования трансформатора при несимметричной нагрузке без нулевого провода представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Схема для исследования трансформатора при несимметричной нагрузке
без нулевого провода

Опыт проводится в следующей последовательности:

•  переключателем SA1 модуля МДС2 установить сопротивление в пределах
  20...80 Ом;
•  переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞»;
•  включить автоматические выключатели QF1 и QF2 модулей питания;
•  переключателем SA1 модуля МОТ увеличивать нагрузку трансформатора до тех пор, пока . Данные опыта занести в таблицу 5;
•  переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞»;
•  переключателем SA1 модуля МДС2 изменить добавочное сопротивление;
•  повторить опыт.

Таблица 5 – Данные опыта

RД =
U1	I1	UА1N1	UB1N1	UC1N1	I21	I22	I23
В	А	В	В	В	А	А	А

По данным таблицы 5 построить следующие зависимости:

UА1N1 = f(I21); UB1N1 = f(I22); UC1N1 = f(I23).

1.  Несимметричная нагрузка трансформатора с нулевым проводом

Схема для исследования трансформатора при несимметричной нагрузке без нулевого провода представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Схема для исследования трансформатора при несимметричной
нагрузке с нулевым проводом

Опыт проводится в следующей последовательности:

•  переключателем SA1 модуля МДС2 установить сопротивление в пределах
  20...80 Ом;
•  переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞»;
•  включить автоматические выключатели QF1 и QF2 модулей питания;
•  переключателем SA1 модуля МОТ увеличивать нагрузку трансформатора до тех пор, пока . Данные опыта занести в таблицу 6;
•  переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞»;
•  переключателем SA1 модуля МДС2 изменить добавочное сопротивление;
•  повторить опыт.

Таблица 6 – Данные опыта

RД =
UА1N1	UB1N1	UC1N1	I21	I22	I23	I0
В	В	В	А	А	А	A

По данным таблицы 6 построить следующие зависимости: UА1N1 = f(I21); UB1N1 = f(I22); UC1N1 = f(I23).

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.  Какова роль нулевого провода при несимметричной нагрузке?
   4.  В чем разница между соединениями обмоток по схеме «звезда/звезда» и схеме «звезда/треугольник»?

Вывод: