11871

Исследование трехфазного 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 трехфазного трансформатора при нагрузке Программа работы И...

Русский

2013-04-14

366 KB

50 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, ВА.

Данные опыта занести в таблицу 1.

Таблица 1 – Данные опыта

Данные опыта

Расчётные данные

U

I

PК

zК

rK

xK

UK

UKA

UKR

В

А

Вт

Ом

Ом

Ом

%

%

%

Uсреднее значение линейного напряжения.

Iсреднее значение линейного тока.

PКмощность 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

%

U10среднее значение линейного напряжения.

I0среднее значение линейного тока.

P0мощность 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:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72769. ЗАЧЕМ НУЖНЫ ИНДИКАТОРЫ? 61.5 KB
  Кислотно-щелочные индикаторы или просто индикаторы широко используют в химии в том числе и в школе. Индикаторы используются для определения реакции среды кислая щелочная или нейтральная. А как же быть в том случае если дома у вас нет химических индикаторов а необходимо определить реакцию среды продуктов...
72770. Семь чудес Чечни 217 KB
  Писать о чудесах в начале XXI века задача которая может показаться трудной и неблагодарной. Семью чудесами света так почти дословно пишется во всех научных справочниках считаются творения которые своими техническим или художественным совершенством вызывали восхищение людей прошлых веков.
72771. Определение размеров молекулы растительного масла 183 KB
  Все тела, которые нас окружают, состоят из мельчайших частиц – молекул. Очень интересно узнать, каковы размеры молекул? Как их можно определить? Из-за очень малых размеров молекулы нельзя увидеть невооруженным глазом или с помощью обыкновенного микроскопа.
72775. Проведение SWOT-анализа деятельности предприятия 866 KB
  Модель также позволяет решать множество аналитических и креативных задач. В контексте данной методики модель может быть использована для определения объекта SWOT-анализа (либо просто проставляются «галочки», либо дается краткое описание бизнес – направлению, которое будет подвергаться исследованию).
72776. Выбор эргономически обоснованных параметров мобильного транспортного средства на основе оптимизированной модели его колебательной системы 623.37 KB
  Параметры пружин демпферов; длины моменты инерции функции дороги Для оптимизации было выбрано линейное ускорение массы М2 при варьировании параметров. Этот подход усложнит формулу кинетической энергии однако упростит формулы для потенциальной энергии и диссипативной функции.
72777. Проектирование районной электрической сети 266 KB
  Задачи при курсовом проектировании районных электрических сетей заключаются в следующем: выборе конфигурации и основных параметров схемы развития сети; выборе трансформаторов, автотрансформаторов и компенсирующих устройств на подстанциях; обеспечение требуемого уровня напряжения в сети...