ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО РЕЖИМА
ОДНОФАЗНОГО СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Цель работы
Экспериментальное определение эксплуатационных характеристик однофазного силового трансформатора.
Программа работы
1. Проведение опытов нагрузки трансформатора.
2. Обработка результатов экспериментов.
Описание лабораторной установки
Подача напряжения на стенд производится кнопкой SB1 «ПУСК» (зеленой), снятие напряжения - кнопкой SB2 «СТОП» (красной). В лабораторной работе используется следующее оборудование.
Силовой трансформатор (T1). Объектом исследования является однофазный многообмоточный трансформатор типа ТПП297. Трансформатор
Рис. 2.1
| снабжен устройствами регулирования напряжения Q11 - в первичной обмоткеи Q12 – вовторичной. В первичную цепь трансформатора включены измерительные приборы (амперметр А1 и ваттметр W1). Схема цепей трансформатора приведена на рис. 2.1.Паспортные данные трансформатора при используемом в лабораторной работе соединении обмоток приведены в табл. 2.1. |
Таблица 2.1.
Технические данные трансформатора T1
| SНОМ, ВА | U1НОМ, В | U2НОМ,В | k | I0%, % | P0, Вт | PК, Вт | UК%, % | I1НОМ , А | I2НОМ, А |
| 3.8 | 13.2 | 2,0 | 5.0 | 11.0 | 0.28 | 1.0 |
|
| Рис. 2.2 |
Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). Для питания исследуемого трансформатора используется лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) – устройство, позволяющее плавно регулировать выходное напряжение. Регулирование напряжения ЛАТРа осуществляется поворотом рукоятки, обозначенной «U » с двунаправленной стрелкой «min » - «max » (уменьшение – увеличение выходного напряжения).
Подача и снятие напряжения с выходных зажимов ЛАТРа производится кнопками SB3 и SB4. ЛАТР имеет два диапазона выходных напряжений 0-150 В и 0-250 В, которые устанавливаются переключателем Q10. Выходное напряжение измеряется встроенным вольтметром V1 с автоматически переключаемыми пределами измерения 30, 150, 300 В. Электрическая схема ЛАТРа приведена на рис. 2.2а.
Нагрузочное устройство (Z2). В качестве нагрузки трансформатора используется регулируемое активно-индуктивное сопротивление, схема которого приведена на рис. 2.2б. Включение устройства производится выключателем Q20. Изменение величины активного сопротивления осуществляется: плавно - вращением рукоятки RP2, ступенчато - выключателями Q21,Q22, Q23. Включение индуктивного сопротивления ХL производится выключателем Q26. Для измерения электрических величин нагрузочное устройство снабжено амперметром A2, вольтметром V2, шунтом RS2. Сопротивление шунта RS2 = 0.22 Ом.
Пояснения к лабораторной работе
Как элемент электроэнергетической системы, силовой трансформатор одновременно является преобразователем энергии, - ее потребителем, и ее источником (со стороны первичной обмотки трансформатор потребляет электрическую энергию, со стороны вторичной обмотки – отдает).
Все величины, определяющие те, или иные, свойства силового трансформатора, не остаются неизменными, но зависят от многих причин. Среди них, наиболее значимой будет величина нагрузки трансформатора, определяемая величиной вторичного тока (коэффициента нагрузки). Это обстоятельство обусловлено особенностью рабочего режима силового трансформатора состоящей в значительном изменении вторичного тока (изменении нагрузки в течении суток, месяцев сезонов) при практически неизменном первичном напряжении.
Для количественной оценки силового трансформатора как преобразователя и потребителя электрической энергии, используются рабочие характеристики – зависимости I 1(b), P 2(b), h(b), cos φ1(b), Δ P (b), Δ Q (b), Основной характеристикой силового трансформатора как источника электрической энергии является внешняя характеристика – зависимость U 2(b).
Экспериментальная часть
Проведение опытов нагрузки трансформатора. Опыты рабочих режимов вместе с опытом холостого хода используются для построения рабочих и внешней характеристик трансформатора.
Электрическая схема для проведения опытов приведена на рис. 2.3. На этой схеме обозначены источник питания – ЛАТР, исследуемый трансформатор Т1, нагрузочное устройство Z2 и измерительные приборы. Целью эксперимента является определение значений первичных величин - токов и активных мощностей (первичное напряжение задано) и вторичных токов и напряжений (значения вторичной активной мощности определяются расчетным путем).
Схема соединений оборудования стенда для проведения эксперимента показана на рис. 2.4.
Подготовка экспериментальной установки. Собрать схему по рис. 2.4 и установить аппараты управления стенда в исходные положения.
· ЛАТР. Установить диапазон регулирования «0-250В» и минимальную величину выходного напряжения.
· Трансформатор T1. Переключатели отпаек Q11, Q12 трансформатора установить в среднее положение – «3».
· Нагрузочное устройство Z2. Установить чисто активный характер сопротивления нагрузочного устройства, его величину сделать максимальной.
Последовательность проведения эксперимента.
· Включить стенд, подать напряжение на исследуемый трансформатор T1.
· Установить номинальную величину первичного напряжения трансформатора T1 поворотом рукоятки ЛАТРа «U ».
· Провести ряд опытов, нагружая трансформатор, последовательным уменьшением сопротивления нагрузочного устройства (изменяя вторичный ток I 2). Для большей точности измерений целесообразно устанавливать значения вторичного тока 0 – 1.2 I 2 НОМ с шагом 0.2 I 2 НОМ. При проведении измерений необходимо обеспечить постоянство первичного напряжения.
· Измеряемые величины занести в табл. 2.2.
· По завершении опытов выключить питание трансформатора и стенда.
|
| Рис. 2.3 |
|
| Рис. 2.4 |
Таблица 2.2
Опыты нагрузки трансформатора
| U 1, B | I 1 , A | P 1 , Bт | I 2 ,A | U 2 ,B |
| 0,04 | ||||
| 0,08 | 0,2 | |||
| 0,13 | 0,4 | |||
| 0,18 | 0,6 | |||
| 0,24 | 0,8 | |||
| 0,28 | 1,0 | |||
| 0,31 | 1,2 |