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

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, 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

72862. Педосфера как часть биосферы. Химический и органический состав почвы. Гумус. Почвообразование 61 KB
  Химический и органический состав почвы. Твердая фаза почвы состоит из разнообразных химических веществ которые подразделяются на три группы: минеральные органические и органоминеральные. В состав почвы входят почти все известные химические элементы.
72863. Литосфера как часть биосферы и внутреннее строение Земли. Вещественный состав земной коры. Ландшафты, их виды и разрушение. Антропогенное воздействие на литосферу 67 KB
  Магматические горные породы. Магматические горные породы как и слагающие их минералы формируются из магматического расплава при застывании магмы в недрах интрузивные и на поверхности эффузивные Земли.
72864. Гидросфера как часть биосферы. Физические и химические свойства воды. Подземные воды. Почвенные воды. Атмосферная влага. Антропогенное воздействие на гидросферу 65.5 KB
  Гидросфера представляет собой всю водную оболочку Земли. Она включает в себя океаны, моря, реки, озера и даже влажность воздуха. Девяносто семь процентов воды земли находятся в океанах. Оставшииеся три процента — пресная вода; три четверти пресной воды пребывает в твердом состоянии в форме льда.
72865. Стратификация атмосферы. Инверсия. Ветры. Облака. Трансконтинентальный перенос примесей загрязняющих веществ 60 KB
  Инверсия атмосферная смещение охлажденных слоев воздуха вниз и скопление их под слоями теплого воздуха что ведет к снижению рассеивания загрязняющих веществ и увеличению их концентрации в приземной части атмосферы.
72866. Атмосфера как часть биосферы. Структура атмосферы. Газовый состав. Изменение давления и температуры над поверхностью Земли 62 KB
  Атмосфера это внешняя газовая оболочка Земли которая начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км. От поверхности Земли вверх эти слои: Тропосфера Стратосфера Мезосфера Термосфера Экзосфера.
72868. Понятие биосферы. Состав, строение и границы биосферы 67 KB
  Биосфера включает в себя: живое вещество образованное совокупностью организмов флора фауна микроорганизмы; биогенное вещество которое создается в процессе жизнедеятельности организмов газы атмосферы каменный уголь нефть торф известняки и др.; косное вещество которое формируется без участия живых...
72869. Антропогенные экосистемы: агроэкосистемы и урбосистемы 60 KB
  Урбосистемы (урбанистические системы) - искусственные экосистемы, возникающие в результате развития городов. Представляют собой сосредоточение населения, жилых зданий, промышленных, бытовых, культурных объектов. Существование урбосистем поддерживается за счет агроэкосистем, энергии горючих ископаемых и атомной промышленности.
72870. Классификация природных экосистем: наземные, пресноводные, морские 60 KB
  К морским экосистемам относятся открытый океан пелагическая воды континентального шельфа прибрежные воды регионы апвеллинга плодородные районы с продуктивным рыболовством и эстуарии прибрежные бухты проливы устья рек.